电源和电流优秀PPT.ppt
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1、电源和电流现在学习的是第1页,共45页 雷鸣电闪时雷鸣电闪时,强大的电流使天空强大的电流使天空发出耀眼的闪光发出耀眼的闪光,但它只能存在于一但它只能存在于一瞬间瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持而手电筒中的小灯泡却能持续发光续发光,这是为什么这是为什么?现在学习的是第2页,共45页问题问题1:产生电流的条件是什么?:产生电流的条件是什么?-BA-A+_B_(1 1)存在)存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子电电 解解 液液正、负离子正、负离子(2 2)导体两端存在)导体两端存在电压电压当导体两端存在电压时,导体内建立了电场,导体中当导体两端存在电压时,导体内建立了电场,导体中的自由
2、电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流导体中自由电子的定向移动使两导体中自由电子的定向移动使两导体中自由电子的定向移动使两导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电个带电体成为等势体,达到静电个带电体成为等势体,达到静电个带电体成为等势体,达到静电平衡,导线平衡,导线平衡,导线平衡,导线R R R R中会产生一个中会产生一个中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时瞬时瞬时电电电电流。流。流。流。A、B之间有电势差A、B电势差为零现在学习的是第3页,共45页问题问题2:导体导体中产生中产生持续持续电流的条件是什么电流的条件是什么?AB连通
3、器连通器水势水势A水势水势B抽水机抽水机水流-P-+A+_B_-1.能把电子从能把电子从A搬运到搬运到B的装置。的装置。2.作用作用:保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差(电压电压),使电路有,使电路有持续持续的电流。的电流。这个装置就是电源。这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。就是电源的两个极。正极正极负极负极电源相当于电源相当于抽水机抽水机现在学习的是第4页,共45页问题问题3:电源的作用是什么?:电源的作用是什么?电源电源+-正极正极负极负极电源的作用电源的作用:(1 1)从物理过程分析:从物理过程分析:就是通过非静电力把电子就是通过非静电力把电子从正极搬运到负极,使电从正极搬
4、运到负极,使电源两极间保持一定的电势源两极间保持一定的电势差。使电路有持续的电流;差。使电路有持续的电流;(2 2)从能量转化和守恒的角)从能量转化和守恒的角度就是电源把其它形式的能度就是电源把其它形式的能转化为电能转化为电能。F F-+A+_B_P-2.电场力做负功,电子的电势能增加,通过电源把其电场力做负功,电子的电势能增加,通过电源把其它形式的能转化为电能它形式的能转化为电能.1.通过非静电力把电子从正极运到负极。通过非静电力把电子从正极运到负极。现在学习的是第5页,共45页问题问题4:当导体两端的电势差恒定时,为什么导体:当导体两端的电势差恒定时,为什么导体中产生的电场是恒定的?此时导
5、体中的电流为什中产生的电场是恒定的?此时导体中的电流为什么也是恒定的?么也是恒定的?尽管这些电荷也在运动,但尽管这些电荷也在运动,但有的流走了,另外的又有的流走了,另外的又来补充,来补充,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也稳定。所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也稳定。由由稳定稳定分布的电荷产生分布的电荷产生稳定稳定的电场称为恒定电场。的电场称为恒定电场。由于恒定电场的作用由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增导体中自由电荷定向运动的速率增加加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速
6、,由电荷频繁地交替进行加速和减速,自由电荷定向运动的平均速自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流电流表的读数保持恒定表的读数保持恒定.大小方向都大小方向都不随时间变化不随时间变化的电流称为恒定电流。的电流称为恒定电流。现在学习的是第6页,共45页恒定恒定电场电场电场强度电场强度不变不变自由电荷频繁交替进行加速和减速,平均自由电荷频繁交替进行加速和减速,平均速率速率不变不变串一个电流表串一个电流表,读数不变读数不变恒定恒定电流电流由由稳定分布稳定分布的电荷产生的电荷产生稳定稳定的电场称为的电场称为恒定恒定
7、电场电场.问题问题5:怎样理解恒定电场和恒定电流?:怎样理解恒定电场和恒定电流?现在学习的是第7页,共45页问题问题6:电流这个物理现象既有方向也有强弱。怎样描述:电流这个物理现象既有方向也有强弱。怎样描述电流的强弱程度?怎样学好电流这个物理量。电流的强弱程度?怎样学好电流这个物理量。2、度量方式:、度量方式:4、矢量标量:标量、矢量标量:标量3、决定因素:、决定因素:1、引入目的:反映了电流的强弱程度。、引入目的:反映了电流的强弱程度。国国际单际单位:安培位:安培(A)5、单位换算:、单位换算:6、测量方法:电流表等。、测量方法:电流表等。?电流(物理现象)方向电流(物理现象)方向:正电荷定
8、向移动的方向。正电荷定向移动的方向。在在金属导体金属导体中,电流方向与中,电流方向与自由电荷(电子)自由电荷(电子)的定向移动方向的定向移动方向相反相反;在;在电电解液中解液中,电流方向与正离子定向移动,电流方向与正离子定向移动方向方向相同,与相同,与负离子负离子走向移动方向走向移动方向相反。相反。导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,流,电量电量q q表示通过截面的正、负离子表示通过截面的正、负离子电量电量绝绝对值之和对值之和。现在学习的是第8页,共45页 一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长
9、为l l,两端加一定的电压,自由电两端加一定的电压,自由电两端加一定的电压,自由电两端加一定的电压,自由电荷定向移动的速率为荷定向移动的速率为荷定向移动的速率为荷定向移动的速率为v v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为设导体的横截面积为设导体的横截面积为s s,导体每单位,导体每单位,导体每单位,导体每单位体积内的自由电荷数为体积内的自由电荷数为体积内的自由电荷数为体积内的自由电荷数为n n,每个自由电荷量为,每个自由电荷量为,每个自由电荷量为,每个自由电荷量为q q。问题问题7:探究电流的微观表达式?:探究电流的微观表达式?设想在导体中取两个横截面设想在导体中取两个横截面设想在导体中取两
10、个横截面设想在导体中取两个横截面B B和和和和C C,则在时间,则在时间,则在时间,则在时间t t内处于相距为内处于相距为内处于相距为内处于相距为 vt vt 的两截面的两截面的两截面的两截面B B、C C间的所有自由电荷间的所有自由电荷间的所有自由电荷间的所有自由电荷将通过截面将通过截面将通过截面将通过截面C CBCSvvtqqqq导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个量成正比。量成正比。现在学习的是第9页,共45页问题问题
11、8:知识应用举例:知识应用举例例题例题:有一条横截面积有一条横截面积S=1mm2的铜导线的铜导线,通过的电流通过的电流I=1A,已知已知铜的密度铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏阿伏加德罗常数加德罗常数NA=6.021023mol-1,电子的电量电子的电量e=-1.610-19C,求铜求铜导线中自由电子定向移动的速率导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。原子贡献一个自由电子。Svt现在学习的是第10页,共45页问题问题9:既然电子的定向运动速率很小,为什:既然电子的定向运动
12、速率很小,为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢?么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢?闭合开关的瞬间,电路中的各个位置迅速建立了恒定电场,闭合开关的瞬间,电路中的各个位置迅速建立了恒定电场,在恒定电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向在恒定电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动,整个电路也就几乎同时产生了电流。移动,整个电路也就几乎同时产生了电流。电路接通时电灯中的电流电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过来并不是电源中的自由电子流了过来产生,产生,而是灯丝内部的而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的自由电子的定向移动产生的。电子定向移动的速率约电子
13、定向移动的速率约10-5m/s,电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率电场的传播速率3108m/s.现在学习的是第11页,共45页电流产生条件电流产生条件电源电源恒定电流恒定电流(1)存在自由电荷(存在自由电荷(2)导体两端存在电压。导体两端存在电压。产生持续电流产生持续电流提供持续电流压提供持续电流压(1)通过非静电力把电子从正极搬运到通过非静电力把电子从正极搬运到负极;(负极;(2)把其它形式的能转化为电)把其它形式的能转化为电能。能。产生恒定电场产生恒定电场产生产生一、电流(物理现象)一、电流(物理现象)问题问题10:总结本节课所学内容。:总结本节课所学内容。
14、1、方向:规定正电荷定向运动的方向为电流方向、方向:规定正电荷定向运动的方向为电流方向2、大小:用电流强度、大小:用电流强度I(简称电流)来描述。(简称电流)来描述。自由电荷频繁交替进行加速和减速,平均自由电荷频繁交替进行加速和减速,平均速率速率不变不变现在学习的是第12页,共45页问题问题11:总结本节课所学内容。:总结本节课所学内容。二、电流二、电流2、度量方式:、度量方式:4、矢量标量:标量、矢量标量:标量3、决定因素:、决定因素:1、引入目的:反映了电流的强弱程度。、引入目的:反映了电流的强弱程度。国国际单际单位:安培位:安培(A)5、单位换算:、单位换算:6、测量方法:电流表等。、测
15、量方法:电流表等。(1)宏观:)宏观:只适用纯电阻电路(不包含电源)只适用纯电阻电路(不包含电源)(2)微观:)微观:BCSvvt流体的柱形模型怎样学好电流这个物理量?怎样学好电流这个物理量?现在学习的是第13页,共45页A A组能力训练题组能力训练题1把把 规定为电流的方向,规定为电流的方向,在金属导体中,电流方向与自由电子定向移动在金属导体中,电流方向与自由电子定向移动的方向的方向 。在电解质溶液中,电流的方向与正。在电解质溶液中,电流的方向与正离子定向移动的方向离子定向移动的方向 ,与负离子定向移动的,与负离子定向移动的方向方向 。相反相反相反相反正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向
16、正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向相反相反相反相反相同相同在在电解液中电解液中,电流方向与正离子定向移动,电流方向与正离子定向移动方向方向相同,相同,与与负离子负离子走向移动方向走向移动方向相反。相反。导电时,是正负离子向相导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,反方向定向移动形成电流,电量电量q q表示通过截面的正、负表示通过截面的正、负离子离子电量电量绝对值之和绝对值之和。现在学习的是第14页,共45页A A组能力训练题组能力训练题3 33、一、一电电子沿一子沿一圆圆周周顺时针顺时针方向高速运方向高速运动动,周期,周期为为10-10s,则则等效等效电电流大小流大小为为 A,电电
17、流方向流方向是是 (填(填“顺时针顺时针”或或“逆逆时针时针”)1.610-9逆时针逆时针逆时针逆时针现在学习的是第15页,共45页A A组能力训练题组能力训练题组能力训练题组能力训练题4 44关于关于电电源的作用源的作用,下列下列说说法正确的是法正确的是 ()A.电电源的作用是能源的作用是能为电为电路提供自由提供自由电电子子B.电电源的作用是使源的作用是使导导体中形成体中形成电场电场C.电电源的作用是能源的作用是能够够保持保持导导体两端的体两端的电压电压D.电电源的作用是使自由源的作用是使自由电电荷定向移荷定向移动动起来起来BCDBCD现在学习的是第16页,共45页A A组能力训练题组能力训
18、练题组能力训练题组能力训练题5 5(删去)5下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A导导体中体中电电荷运荷运动动就形成就形成电电流流B电电流的国流的国际单际单位是安培位是安培C因因为电为电流流强强度有方向度有方向,所以所以电电流流强强度是矢量度是矢量D导导体中有体中有电电流通流通过时过时,导导体内部体内部场场强强不不为为零零BD现在学习的是第17页,共45页A A组能力训练题组能力训练题6 66关于关于电电流的方向流的方向,下列下列说说法正确的是法正确的是()A在金属在金属导导体中,体中,电电流的方向是自由流的方向是自由电电子定向移子定向移动动的方向的方向B在在电电解液中,解液中,电电流的方向流
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