新課標(biāo)高中物理選修-省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

新課標(biāo)高中物理選修3-12-1.電源和電流WWW.KS5U.COM第1頁(yè)重點(diǎn)：難點(diǎn)：

電流概念及其應(yīng)用導(dǎo)線(xiàn)中電場(chǎng)電源作用

第2頁(yè)一、電源導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生瞬間定向移動(dòng)形成瞬時(shí)電流.(瞬時(shí)電流)1、瞬時(shí)電流形成假設(shè)A，B分別帶等量正負(fù)電荷，現(xiàn)在之間連接一根導(dǎo)線(xiàn)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？第3頁(yè)2、連續(xù)電流形成倘若在A(yíng),B之間連接一個(gè)裝置P,作用是不停地把電子從A搬運(yùn)到B，使AB之間一直存在一定電場(chǎng)，從而保持連續(xù)電流。裝置P

電源第4頁(yè)二恒定電場(chǎng)假設(shè)在電源正負(fù)極之間連接一根導(dǎo)線(xiàn)MNE0ABP第5頁(yè)其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生電場(chǎng)，可將該電場(chǎng)分解為兩個(gè)方向：沿導(dǎo)線(xiàn)方向分量使自由電子沿導(dǎo)線(xiàn)作定向移動(dòng)，形成電流；垂直于導(dǎo)線(xiàn)方向分量使自由電子向?qū)Ь€(xiàn)某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線(xiàn)兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場(chǎng)，該電場(chǎng)將減弱電源兩極產(chǎn)生垂直導(dǎo)線(xiàn)方向電場(chǎng)，直到使導(dǎo)線(xiàn)中該方向合場(chǎng)強(qiáng)為零，而到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)電場(chǎng)線(xiàn)保持與導(dǎo)線(xiàn)平行，自由電子只存在定向移動(dòng)。因?yàn)殡姾煞植际欠€(wěn)定，故稱(chēng)恒定電場(chǎng)。恒定電場(chǎng)基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同。MNE0FFnFt

MNE0MNEEE0E′導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線(xiàn)方向恒定電場(chǎng)第6頁(yè)三恒定電流(大小、方向都不隨時(shí)間改變電流)電流：1定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)導(dǎo)體橫截面電量表示電流強(qiáng)弱物理量。2單位：安培A（mAμA）是七個(gè)國(guó)際制基本單位之一，不是導(dǎo)出單位。3公式：

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方向：正電荷定向移動(dòng)方向金屬導(dǎo)體中電流方向與自由電子定向移動(dòng)方向相反?？傻玫?頁(yè)四金屬導(dǎo)電電流微觀(guān)表示式

推導(dǎo)：一段粗細(xì)均勻?qū)w長(zhǎng)為l,兩端加一定電壓，自由電荷定向移動(dòng)速率為v,設(shè)導(dǎo)體橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷量為q。-------ABι總電量電荷總數(shù)nqSvnlSql/vNqtQI====l/v思索：市導(dǎo)學(xué)P34頁(yè)6題第8頁(yè)例1：有一條橫截面積S=1mm2銅導(dǎo)線(xiàn)，經(jīng)過(guò)電流I=1A。且銅密度ρ=8.9×103kg/m3.銅摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.62×1023mol-1，電子電量e=1.6×10-19C。求銅導(dǎo)線(xiàn)中自由電子定向移動(dòng)速率。(設(shè)每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)1個(gè)電子)經(jīng)過(guò)橫截面電荷量是由得從中解出代入數(shù)值得v=7.5×10-5m/svtvsv解：設(shè)自由電子定向移動(dòng)速率是v，建模如右：按這個(gè)速度計(jì)算，自由電子經(jīng)過(guò)一米長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)要3個(gè)小時(shí)，這可能嗎？第9頁(yè)注意幾個(gè)速度問(wèn)題：1.電子定向移動(dòng)速率:其大小與電流相關(guān)，普通數(shù)量級(jí)為10-5m/s（對(duì)每個(gè)電子而言）2.電流傳導(dǎo)速率：等于光速，電路一接通，導(dǎo)體中電子馬上受到電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)形成電流（對(duì)整體而言）3.電子熱運(yùn)動(dòng)速率：任何微觀(guān)粒子都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，其速率與溫度相關(guān)，通常情況為每秒幾百米第10頁(yè)正電荷移動(dòng)方向負(fù)電荷移動(dòng)方向五電解液導(dǎo)電電流計(jì)算例題1某電解池，假如在1s中內(nèi)共有2.5×1018個(gè)二價(jià)正離子和5.0×1018個(gè)一價(jià)負(fù)電子經(jīng)過(guò)某橫截面，那么經(jīng)過(guò)這個(gè)橫截面電流強(qiáng)度是多大？答案：1.6A第11頁(yè)小結(jié)：(1)電流為標(biāo)量，電流雖有方向不過(guò)標(biāo)量

(2)電解液中正負(fù)離子定向移動(dòng)方向即使相反，但正、負(fù)

離子定向移動(dòng)形成電流方向是相同，此時(shí)q=I/t

中，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量絕對(duì)值之和。

正電荷移動(dòng)方向負(fù)電荷移動(dòng)方向五電解液導(dǎo)電電流計(jì)算第12頁(yè)例題2某電解池，假如在1s中內(nèi)共有2.5×1018個(gè)二價(jià)正離子經(jīng)過(guò)陰極，5.0×1018個(gè)一價(jià)負(fù)電子經(jīng)過(guò)陽(yáng)極，那么經(jīng)過(guò)這個(gè)電解池中電流強(qiáng)度是多大？答案：0.8A正電荷移動(dòng)方向負(fù)電荷移動(dòng)方向思索：例1與例2是否矛盾？思索：市導(dǎo)學(xué)P34頁(yè)5題五電解液導(dǎo)電電流計(jì)算第13頁(yè)例題3：原子中電子繞原子核運(yùn)動(dòng)能夠等效為環(huán)形電流.設(shè)氫原子電子以速度v,在半徑為r圓周上繞核運(yùn)動(dòng)，電子電量為e，求等效電流I有多大？vre解：建立模型如右T=2πr/v電子電量為：q=e故電流為：I=q/TI=ev/2πr綜合上述：思索：市導(dǎo)學(xué)P35頁(yè)10題電子運(yùn)動(dòng)周期為：六