高中人教版 (2019)电源和电流教学课件ppt

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第1节 电源和电流第十一章 电路及其应用人教版（2019）必修第一册 人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。 但是，无论在自然界还是在生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律？产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？ 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？1. 电源2. 恒定电流3. 电流的微观解释4.课堂总结4. 练习与应用5. 提升训练第1节 电源和电流第1节 电源和电流 一、电源有 A、B 两个导体，分别带正、负电荷。它们周围存在什么物质。这种物质有什么特性？_上述电流会一直持续吗？如果不能，怎么才可以形成持续的电流？一、电源水流正极负极1.电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置；2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。---+A++++++P--+电源相当于抽水机一、电源电源中电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。太阳电池干电池铅蓄电池锂电池电源是如何做到让导线电流持续的呢？第1节 电源和电流 二、恒定电流导线内的电场是如何形成的？--+A+++++++___B_____P 导线内很快形成沿导线方向的稳定电场二、恒定电流1.恒定电场：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，电场的分布也稳定——恒定电场。2.特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化，基本性质与静电场相同;3.适用情况：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用于恒定电场。二、恒定电流在恒定电场的作用下，导体中自由电荷会做什么样的运动？加速运动。自由电荷会在导体中一直加速吗？不会一直加速，会有一个稳定状态。因为除了恒定电场的作用，自由电荷在运动过程中还会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。二、恒定电流 由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定。恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流 二、恒定电流3.公式： 2.物理意义:表示电流的强弱程度1.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。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）4.单位:定义式：适用于任何电荷定向移动形成的电流二、恒定电流（1）电流方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在电源外部,电流从正极流向负极；电源的内部,电流从负极流向正极；（2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。（3）电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时：（4）电流强度虽然有大小和方向，是标量。5.几点说明二、恒定电流 电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以"安时"（A·h）或"毫安时"（mA·h）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。二、恒定电流【例1】(2025·盐城市高二月考)如图所示是通有恒定电流的某段导体，在5 s内有0.5 C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是A.0.1 A　向右B.0.1 A　向左C.2.5 A　向右D.2.5 A　向左  二、恒定电流 二、恒定电流  二、恒定电流【总结提升】不同导体中电流的计算方法二、恒定电流【总结提升】不同导体中电流的计算方法第1节 电源和电流 三、电流的微观解释 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=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-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。三、电流的微观解释 一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。理论推导：所有这些电荷通过横截面所需要的时间lS三、电流的微观解释【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:三、电流的微观解释思考：既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？ 实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。电子定向移动的速率约10-5m/s电子热运动的平均速率105m/s 电场的传播速率3×108m/s三、电流的微观解释【例3】如图所示为一长方形金属导体，其长为l、高为a、宽为b。当从左右两面或者上下两面流过的电流均为I时，金属导体内自由电子定向移动的速率之比为A.a∶bB.l∶aC.l∶bD.a∶l 【解析】根据电流的微观表达式可知I=neS甲v甲=neabv甲，I=neS乙v乙=nelbv乙，则v甲∶v乙=l∶a，故选B。三、电流的微观解释【例4】一根长为L，横截面积为S的铜棒，两端电压为U，铜棒的电阻为R，铜棒单位体积内自由电子的数目为n，每个自由电子电荷量为e，求：(1)通过铜棒的电流；(2)自由电子定向移动的速率。   第1节 电源和电流 四、课堂总结第1节 电源和电流 五、练习与应用五、练习与应用 五、练习与应用五、练习与应用 五、练习与应用五、练习与应用 五、练习与应用五、练习与应用 五、练习与应用五、练习与应用 第1节 电源和电流 六、提升训练 六、提升训练六、提升训练 六、提升训练 六、提升训练