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高中物理人教版 (新课标)选修31 电源和电流备课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 电源和电流备课课件ppt，共20页。PPT课件主要包含了等势体，抽水机，恒定电场，电场强度不变，恒定电流等内容，欢迎下载使用。
1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用.2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.3.知道描述电流强弱程度的物理量——电流.
用导线R连接两个分别带正负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流。
A得到电子，B失去电子，周围电场迅速减弱.
如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池A到水池B做定向移动，A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬间的水流.
怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
水池A中的水量要及时补充才行。可将B中的水及时抽到A中，保持水池A、B的水面有一定的高度差。
如果在A、B之间接上一个装置P，它能把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线R 中会产生一个瞬时电流
能保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。
1.能把自由电子从正极搬运到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.
导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的.
由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
自由电子在各个位置的定向运动速率也不变
串联一个电流表,读数不会变
1.大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
2.电流(I)：表示电流的强弱程度。 定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。 公式： 单位:国际单位 安培(A) 1 A=1 C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向：正电荷定向移动的方向
（1）适用于任何电荷定向移动形成的电流；（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动的方向相反；（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，电荷量q表示通过横截面的正、负离子电荷量绝对值之和。
【例1】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A,已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/ml,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1,电子的电量e=-1.6×10-19 C,求铜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原子贡献一个自由电子.
【解析】设自由电子在导线内定向移动的速率是v.取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS，则这段导线中的原子数为
则这段导线中的自由电子数也为n，
t时间内通过导体横截面的电荷量是
把这个式子代入I＝q/t,得
如果认为电子的定向移动速率就是电流的传导速率，这和我们的生活经验是否相符？怎样解释？
电子定向移动的速率约为10-5 m/s， 电子热运动的平均速率为105 m/s， 电场的传播速率为3×108 m/s.
1.在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为________；
2.某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10 C，则电解液中的电流为_______．
2.关于电流的方向，下列叙述中正确的是（ ）A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
3．关于电流，下列说法中正确的是（ ）A．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量
4．对于有恒定电流通过的导体，下列说法中正确的是 （ ） A．导体内部的电场强度为零 B．导体是个等势体C．导体两端有恒定的电压存在 D．通过导体某个横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等
6.某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018 个二价正离子和1.0×1019 个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价负离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t 时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n1+n2）e电流强度为I=q/t=1.6×10-19×2×1019 A=3.2 A
1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用.2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.3.知道描述电流强弱程度的物理量——电流.
用导线R连接两个分别带正负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流。
A得到电子，B失去电子，周围电场迅速减弱.
如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池A到水池B做定向移动，A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬间的水流.
怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
水池A中的水量要及时补充才行。可将B中的水及时抽到A中，保持水池A、B的水面有一定的高度差。
如果在A、B之间接上一个装置P，它能把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线R 中会产生一个瞬时电流
能保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。
1.能把自由电子从正极搬运到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.
导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的.
由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
自由电子在各个位置的定向运动速率也不变
串联一个电流表,读数不会变
1.大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
2.电流(I)：表示电流的强弱程度。 定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。 公式： 单位:国际单位 安培(A) 1 A=1 C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向：正电荷定向移动的方向
（1）适用于任何电荷定向移动形成的电流；（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动的方向相反；（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，电荷量q表示通过横截面的正、负离子电荷量绝对值之和。
【例1】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A,已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/ml,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1,电子的电量e=-1.6×10-19 C,求铜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原子贡献一个自由电子.
【解析】设自由电子在导线内定向移动的速率是v.取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS，则这段导线中的原子数为
则这段导线中的自由电子数也为n，
t时间内通过导体横截面的电荷量是
把这个式子代入I＝q/t,得
如果认为电子的定向移动速率就是电流的传导速率，这和我们的生活经验是否相符？怎样解释？
电子定向移动的速率约为10-5 m/s， 电子热运动的平均速率为105 m/s， 电场的传播速率为3×108 m/s.
1.在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为________；
2.某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10 C，则电解液中的电流为_______．
2.关于电流的方向，下列叙述中正确的是（ ）A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
3．关于电流，下列说法中正确的是（ ）A．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量
4．对于有恒定电流通过的导体，下列说法中正确的是 （ ） A．导体内部的电场强度为零 B．导体是个等势体C．导体两端有恒定的电压存在 D．通过导体某个横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等
6.某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018 个二价正离子和1.0×1019 个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价负离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t 时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n1+n2）e电流强度为I=q/t=1.6×10-19×2×1019 A=3.2 A
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