《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)

《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)雷鳴電閃時(shí)，強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，(見下圖)但持續(xù)極短的時(shí)間，而手電筒的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光．這是為什么？《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)1．分別帶正、負(fù)電荷的兩個(gè)導(dǎo)體A、B，用導(dǎo)線R將兩導(dǎo)體連接如圖(甲)所示，導(dǎo)線R

中的

便會在靜電力作用下定向移動，導(dǎo)體BU

電子、導(dǎo)體A

電子．兩導(dǎo)體很快形成等勢體，導(dǎo)線R中只可能存在一個(gè)

電流．倘若在A、B間有一個(gè)裝置如圖(乙)所示，在B失去電子的同時(shí)，又及時(shí)地補(bǔ)充等量的電子，A、B導(dǎo)體上始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷．這種能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置叫做

．它的作用就是能使電路中保持

的電流．自由電子得到失去瞬時(shí)電源持續(xù)自由電子得到失去瞬時(shí)電源持續(xù)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)2．當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)線中的電場是由

等電路元件所積累的電荷共同形成，雖然電荷在運(yùn)動，另外的又來補(bǔ)充(動態(tài)平衡)．電荷的分布是

的，電場的分布也是

的．導(dǎo)線內(nèi)部的電場線的分布保持和導(dǎo)線

．由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，稱為

。3．電流：用I表示，q表示在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量，則有：

，電流的單位：

，簡稱安，用符號A表示．對正、負(fù)離子都參與導(dǎo)電的情況下，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q應(yīng)是

電荷量絕對值的

．電源、導(dǎo)線穩(wěn)定平行恒定電場I＝安培正、負(fù)離子和穩(wěn)定2．當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)線中的電場是由維持導(dǎo)體兩端有一定電壓的裝置是電源．電路中的電源能把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，從而保持電源正負(fù)極之間有持續(xù)的電壓.《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)(1)形成：導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的合電場．(2)特點(diǎn)：導(dǎo)線內(nèi)的電場線和導(dǎo)線平行；電荷的分布是穩(wěn)定的；導(dǎo)線內(nèi)的電場是沿導(dǎo)線切線方向的穩(wěn)定電場．(3)恒定電場與靜電場的關(guān)系：在恒定電場中，任何位置的電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化，其基本性質(zhì)與靜電場相同．在靜電場中所學(xué)的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系，在恒定電場中同樣適用．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)特別提醒：穩(wěn)恒電流的電路中的電場是穩(wěn)定電場，即電路中的電荷分布是穩(wěn)定的，但不是靜態(tài)的絕對穩(wěn)定，而是動態(tài)穩(wěn)定．就電路中任一微元來講，流走多少電荷，就補(bǔ)充多少電荷．和靜電場一樣，其電場分布不隨時(shí)間改變，靜電場的基本規(guī)律這里都適用．和靜電場不同的是：產(chǎn)生穩(wěn)定電場的電荷是運(yùn)動的，但電荷分布不隨時(shí)間變化，所以其本質(zhì)為動態(tài)穩(wěn)定.特別提醒：(1)定義：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流．(2)電流強(qiáng)度：表示電流強(qiáng)弱程度的物理量．(3)單位：安培，符號A，其他單位：毫安(mA)、微安(μA)，且1A＝103mA＝106μA.(4)公式：I＝

，I表示電流，q表示在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)特別提醒：①電流方向的規(guī)定：規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞣较颍诮饘賹?dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反．③電解液中正、負(fù)離子定向移動方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時(shí)I＝中，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對值之和．特別提醒：④電流強(qiáng)度雖有大小和方向，但不是矢量．⑤q＝It是求電荷量的重要公式，其變形公式I＝求出的是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值，對恒定電流來說，其瞬時(shí)值與平均值相等．④電流強(qiáng)度雖有大小和方向，但不是矢量．如圖鹽水中可以形成電流，鹽水中的電流和金屬導(dǎo)體中的電流的形成有什么不同答案：金屬導(dǎo)體中靠自由電子定向移動形成電流，而鹽水中靠正、負(fù)離子的定向移動形成電流．通電時(shí)、正、負(fù)離子會向相反的方向定向移動.《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)I＝nqvS.式中n為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)銅的原子量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，電子平均定向移動的速率為 (

)

《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)解析：假設(shè)電子定向移動的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積vt·S中的自由電子數(shù)，而體積為vt·S的銅的質(zhì)量為vtSρ，摩爾數(shù)為，所以電荷量q＝因電流于是得：答案：D解析：假設(shè)電子定向移動的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面誤區(qū)1：電路中閉合開關(guān)的瞬間電燈亮了，說明導(dǎo)線中電子定向移動的速率很大．點(diǎn)撥：三種速率的比較《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)

關(guān)于電流，下列說法中正確的是(

)A．通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大B．電子運(yùn)動速率越大，電流越大C．單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大D．因?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流是矢量?電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)解析：由I＝知q大，I不一定大，還要看t的大小，故A錯，由I＝nqSv知，電子運(yùn)動的速率v大，電流不一定大，電流還與n、S有關(guān)，故B錯，單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電量越多，電流越大，C對．電流雖有方向但不是矢量，合成遵循代數(shù)法則，故D錯．答案：C解析：由I＝知q大，I不一定大，還要看t的大小，故A錯，點(diǎn)評：電流由電荷的定向移動形成，從微觀表達(dá)式來看，I＝nqsv，電流與導(dǎo)體中的單位體積的電荷數(shù)、電荷的電量、導(dǎo)線的橫截面積、定向移動的速度這四個(gè)因素有關(guān)．電流有大小也有方向但不是矢量，因此它不遵循平行四邊形法則．點(diǎn)評：電流由電荷的定向移動形成，從微觀表達(dá)式來看，I＝nqs(2009·貴州興義市清華實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測)關(guān)于電流，下列說法中哪些是正確的 (

)A．通電導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率等于電流的傳導(dǎo)速率B．金屬導(dǎo)線中電子運(yùn)動的速率越大，導(dǎo)線中的電流就越大《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)C．電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向D．國際單位制中，電流是一個(gè)基本物理量，其單位“安培”是基本單位答案：DC．電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，則電子運(yùn)動形成的等效電流大小為多少？解析：截取電子運(yùn)動軌道的任一截面，在電子運(yùn)動一周的時(shí)間T內(nèi)，通過這個(gè)截面的電荷量q＝e.則有：

再由庫侖力提供向心力有：《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)點(diǎn)評：解決這個(gè)題的關(guān)鍵是選取合適的過程，考慮到電子運(yùn)動的周期性，選取一個(gè)周期是最簡潔的．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)在某次閃電中，持續(xù)的時(shí)間是0.005s，所形成的平均電流約為6×104A.若閃電過程中流動的電荷量以0.5A的電流通過電燈，可供燈照明的時(shí)間為________．答案：600s解析：q＝It＝6×104×0.005C＝300C可供照明的時(shí)間為：《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)有兩個(gè)完全相同的金屬球A、B，A帶＋Q的電荷，B不帶電，用導(dǎo)線將A、B球連接，經(jīng)時(shí)間t1導(dǎo)體中不再有電荷定向移動．求導(dǎo)線中的平均電流．拓展1：若A帶＋Q的電荷，B帶－Q的電荷，用導(dǎo)線將A、B球連接，經(jīng)時(shí)間t2導(dǎo)體中不再有電荷定向移動，求導(dǎo)線中的平均電流．拓展2：A帶＋Q的電荷，B帶－Q的電荷，用裝有電解液的導(dǎo)管將A、B球連接，經(jīng)時(shí)間t3導(dǎo)體中不再有電荷定向移動．求導(dǎo)線中的平均電流．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)解析：A、B兩球用導(dǎo)線連接后，導(dǎo)線中的自由電子發(fā)生定向移動形成電流，當(dāng)兩球的帶電荷量相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，電流終止，在時(shí)間t1內(nèi)通過導(dǎo)線的電荷量為所以拓展1：A、B兩球帶等量異種電荷，用導(dǎo)線連接后，最后兩球都不帶電，所以在時(shí)間t2內(nèi)通過導(dǎo)線的電荷量為Q，所以

拓展2：電解液中有可以自由移動的正負(fù)離子，但A、B連接后最后都不帶電，所以在時(shí)間t3內(nèi)通過電解液某截面的電荷量仍相當(dāng)于一種電荷為Q，所以I3＝點(diǎn)評：仔細(xì)體會三種情形下，電流計(jì)算的異同．解析：A、B兩球用導(dǎo)線連接后，導(dǎo)線中的自由電子發(fā)生定向移動形如圖所示是靜電除塵器的示意圖，A接高壓電源正極，B接高壓電源負(fù)極，A，B之間有很強(qiáng)的電場，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極A上，排除的煙就成為清潔的了，已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜能除塵mkg，計(jì)算高壓電源的電流．(電子的電荷量設(shè)為e，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，一晝夜時(shí)間設(shè)為t.)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)答案：I＝2mnNAe/t解析：根據(jù)電流的定義式I＝

，只要能夠計(jì)算出一晝夜時(shí)間內(nèi)通過的電荷量Q，就能夠求解電流I，需要注意的是：流向電源的電荷量Q跟煤粉吸附的電荷量Q′并不相等，煤粉吸附的電荷量Q′＝Q.Q′＝mnNAe，Q＝It，則mnNAe＝It，故I＝2mnNAe/t.答案：I＝2mnNAe/t《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)雷鳴電閃時(shí)，強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，(見下圖)但持續(xù)極短的時(shí)間，而手電筒的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光．這是為什么？《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)1．分別帶正、負(fù)電荷的兩個(gè)導(dǎo)體A、B，用導(dǎo)線R將兩導(dǎo)體連接如圖(甲)所示，導(dǎo)線R

中的

便會在靜電力作用下定向移動，導(dǎo)體BU

電子、導(dǎo)體A

電子．兩導(dǎo)體很快形成等勢體，導(dǎo)線R中只可能存在一個(gè)

電流．倘若在A、B間有一個(gè)裝置如圖(乙)所示，在B失去電子的同時(shí)，又及時(shí)地補(bǔ)充等量的電子，A、B導(dǎo)體上始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷．這種能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置叫做

．它的作用就是能使電路中保持

的電流．自由電子得到失去瞬時(shí)電源持續(xù)自由電子得到失去瞬時(shí)電源持續(xù)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)2．當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)線中的電場是由

等電路元件所積累的電荷共同形成，雖然電荷在運(yùn)動，另外的又來補(bǔ)充(動態(tài)平衡)．電荷的分布是

的，電場的分布也是

的．導(dǎo)線內(nèi)部的電場線的分布保持和導(dǎo)線

．由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，稱為

。3．電流：用I表示，q表示在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量，則有：

，電流的單位：

，簡稱安，用符號A表示．對正、負(fù)離子都參與導(dǎo)電的情況下，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q應(yīng)是

電荷量絕對值的

．電源、導(dǎo)線穩(wěn)定平行恒定電場I＝安培正、負(fù)離子和穩(wěn)定2．當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)線中的電場是由維持導(dǎo)體兩端有一定電壓的裝置是電源．電路中的電源能把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，從而保持電源正負(fù)極之間有持續(xù)的電壓.《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)(1)形成：導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的合電場．(2)特點(diǎn)：導(dǎo)線內(nèi)的電場線和導(dǎo)線平行；電荷的分布是穩(wěn)定的；導(dǎo)線內(nèi)的電場是沿導(dǎo)線切線方向的穩(wěn)定電場．(3)恒定電場與靜電場的關(guān)系：在恒定電場中，任何位置的電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化，其基本性質(zhì)與靜電場相同．在靜電場中所學(xué)的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系，在恒定電場中同樣適用．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)特別提醒：穩(wěn)恒電流的電路中的電場是穩(wěn)定電場，即電路中的電荷分布是穩(wěn)定的，但不是靜態(tài)的絕對穩(wěn)定，而是動態(tài)穩(wěn)定．就電路中任一微元來講，流走多少電荷，就補(bǔ)充多少電荷．和靜電場一樣，其電場分布不隨時(shí)間改變，靜電場的基本規(guī)律這里都適用．和靜電場不同的是：產(chǎn)生穩(wěn)定電場的電荷是運(yùn)動的，但電荷分布不隨時(shí)間變化，所以其本質(zhì)為動態(tài)穩(wěn)定.特別提醒：(1)定義：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流．(2)電流強(qiáng)度：表示電流強(qiáng)弱程度的物理量．(3)單位：安培，符號A，其他單位：毫安(mA)、微安(μA)，且1A＝103mA＝106μA.(4)公式：I＝

，I表示電流，q表示在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)特別提醒：①電流方向的規(guī)定：規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞣较颍诮饘賹?dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反．③電解液中正、負(fù)離子定向移動方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時(shí)I＝中，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對值之和．特別提醒：④電流強(qiáng)度雖有大小和方向，但不是矢量．⑤q＝It是求電荷量的重要公式，其變形公式I＝求出的是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值，對恒定電流來說，其瞬時(shí)值與平均值相等．④電流強(qiáng)度雖有大小和方向，但不是矢量．如圖鹽水中可以形成電流，鹽水中的電流和金屬導(dǎo)體中的電流的形成有什么不同答案：金屬導(dǎo)體中靠自由電子定向移動形成電流，而鹽水中靠正、負(fù)離子的定向移動形成電流．通電時(shí)、正、負(fù)離子會向相反的方向定向移動.《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)I＝nqvS.式中n為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)銅的原子量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，電子平均定向移動的速率為 (

)

《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)解析：假設(shè)電子定向移動的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積vt·S中的自由電子數(shù)，而體積為vt·S的銅的質(zhì)量為vtSρ，摩爾數(shù)為，所以電荷量q＝因電流于是得：答案：D解析：假設(shè)電子定向移動的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面誤區(qū)1：電路中閉合開關(guān)的瞬間電燈亮了，說明導(dǎo)線中電子定向移動的速率很大．點(diǎn)撥：三種速率的比較《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)

關(guān)于電流，下列說法中正確的是(

)A．通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大B．電子運(yùn)動速率越大，電流越大C．單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大D．因?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流是矢量?電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)解析：由I＝知q大，I不一定大，還要看t的大小，故A錯，由I＝nqSv知，電子運(yùn)動的速率v大，電流不一定大，電流還與n、S有關(guān)，故B錯，單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電量越多，電流越大，C對．電流雖有方向但不是矢量，合成遵循代數(shù)法則，故D錯．答案：C解析：由I＝知q大，I不一定大，還要看t的大小，故A錯，點(diǎn)評：電流由電荷的定向移動形成，從微觀表達(dá)式來看，I＝nqsv，電流與導(dǎo)體中的單位體積的電荷數(shù)、電荷的電量、導(dǎo)線的橫截面積、定向移動的速度這四個(gè)因素有關(guān)．電流有大小也有方向但不是矢量，因此它不遵循平行四邊形法則．點(diǎn)評：電流由電荷的定向移動形成，從微觀表達(dá)式來看，I＝nqs(2009·貴州興義市清華實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測)關(guān)于電流，下列說法中哪些是正確的 (

)A．通電導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率等于電流的傳導(dǎo)速率B．金屬導(dǎo)線中電子運(yùn)動的速率越大，導(dǎo)線中的電流就越大《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)C．電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向D．國際單位制中，電流是一個(gè)基本物理量，其單位“安培”是基本單位答案：DC．電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，則電子運(yùn)動形成的等效電流大小為多少？解析：截取電子運(yùn)動軌道的任一截面，在電子運(yùn)動一周的時(shí)間T內(nèi)，通過這個(gè)截面的電荷量q＝e.則有：

再由庫侖力提供向心力有：《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)點(diǎn)評：解決這個(gè)題的關(guān)鍵是選取合適的過程，考慮到電子運(yùn)動的周期性，選取一個(gè)周期是最簡潔的．《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)在某次閃電中，持續(xù)的時(shí)間是0.005s，所形成的平均電流約為6×104A.若閃電過程中流動的電荷量以0.5A的電流通過電燈，可供燈照明的時(shí)間為________．答案：600s解析：q＝It＝6×104×0.005C＝300C可供照明的時(shí)間為：《1電源和電流》課件(江蘇省市級優(yōu)課)有兩個(gè)完全相同的金屬球A、B，A帶＋Q的電荷，B不帶電，用導(dǎo)線將A、B球連接，經(jīng)時(shí)間t1導(dǎo)體中不再有電荷定向移動．求導(dǎo)線中的平均電流．拓展1：若A帶＋Q的電荷，B帶－Q的電荷，