遼寧省大連經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)得勝高級中學人教版高中物理選修31課件2.1電源和電流（共40張）

導入新課燈泡發(fā)光你知道燈泡是怎樣發(fā)光的嗎？各種各樣的電源，你知道它們的用途嗎？知道這應(yīng)用了怎樣的原理制成的嗎?第一章恒定電流第一節(jié)電源和電流★掌握電流的定義、公式和國際單位，了解導體中產(chǎn)生電流的條件?！镏离娫吹淖饔煤蛯w中恒定電場。初步體會動態(tài)平衡的思想。1.知識與能力★理解電流的微觀表達式，并從微觀角度分析導體中電荷的定向移動與電流之間的關(guān)系。教學目標2.過程與方法★通過觀察與思考理解電流的形成過程，利用恒定電流的知識解決問題?！飸?yīng)用現(xiàn)有電流知識解決實際中的問題，做到理論與實踐相結(jié)合。3.情感態(tài)度與價值觀★有參與實驗總結(jié)規(guī)律的熱情，從而能更方便的解決實際問題。★將現(xiàn)有的科學文化知識與實踐相結(jié)合，真正做到學以致用?！餆釔劭茖W，積極參與到科學實踐中。重點：

電流的定義、公式及導體中產(chǎn)生電流的條件。☆教學重難點電源的作用及導體中恒定電場的形成。☆

恒定電流是如何形成的，從微觀角度分析導體中電荷的定向移動與電流之間的關(guān)系。☆難點：

電流的形成條件，恒定電場是如何形成的?！?/p>

如何從微觀角度分析導體中電荷的定向移動與電流之間的關(guān)系。☆知識導航1、電源3、恒定電流2、恒定電場

電源在我們?nèi)粘Ｉ钪杏兄鴱V泛的用途，那你是否知道它的構(gòu)成及工作原理？

這是我們最常用的干電池，你知道他是如何工作的嗎？1、電源下面我們具體介紹一下：BA+++++------RBA-導體中自由電子的定向運動使兩個帶電體成為等勢體。上圖解析A、B分別為帶正負電荷導體，它們周圍存在著電場。用一條導線R將它們連接起來，如圖中，導線R中的自由電子便會在靜電力的作用下定向運動，B失電子，A得電子，周圍電場迅速減弱，A、B間的電勢差很快消失，兩個導體成為等勢體，達到靜電平衡。在這種情況下，導線R中的電流只是瞬時的。如果在A、B之間連接一裝置P（如右圖），它能源源不斷地把經(jīng)過導線R流到A的電子取走，不給B，使A、B周圍的空間（包括導線之中）始終存在一電場，自由電子就能不斷地在靜電力作用下由B經(jīng)過R向A定向移動，是電路保持持續(xù)的電流。BA++++-----RP-電源

我們知道電荷之間的相互作用是通過電場發(fā)生的。且只要有電荷存在，電荷的周圍就存在著電場，電場的基本性質(zhì)是它對放入其中的電荷有力的作用。

那什么是恒定電場呢？它又是怎樣形成的？思考2、恒定電場恒定電場：電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也不隨時間變化。

由于恒定電場的作用，任何位置的電場強度都不隨時間變化，所以它的基本性質(zhì)與靜電場相同。注意

恒定電場中電場強度不隨時間的變化而變化。電場強度處處不改變電流：電荷的定向移動形成電流。

電荷的定向移動和熱運動是不同的，熱運動是無規(guī)則的運動不形成電流。提示導體中產(chǎn)生電流的條件——導體兩端存在電壓。3、恒定電流

定義：通過導體橫截面的電荷量跟通過這些電荷量所用的時間的比值稱電流。公式：q=It單位：安培（符號A）是國際單位制基本單位

電流

方向：跟正電荷定向移動方向相同，跟負電荷定向移動方向相反。

電流的微觀表達式：I=nesv。式中n為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，e是電子電荷量，s導體橫截面積，v為自由電子定向移動速率。

電流雖有大小和方向，但運算法則遵守代數(shù)和法則，是標量。恒定電流——大小方向都不隨時間變化的電流。

由于恒定電場的作用，導體中子自由電荷定向運動的速率增加；而運動過程中會與導體內(nèi)不動的粒子碰撞從而減速，因此自由電荷定向移動的平均速度不隨時間變化。恒定電流的產(chǎn)生讓我們觀察一下恒定電流的形成。點電荷的定向移動形成電流注意

公式q=It中q是通過導體橫截面的電荷量，不是單位面積的電荷量，如果是正、負兩種電荷往相反方向定向通過橫截面而形成電流，形成的電流方向相同，q應(yīng)是兩種電荷電荷量之和。課堂小結(jié)

電源就是能把電子從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方的裝置，它能使電子運動的兩端始終存在一定的電場，使兩端維持著一定的電勢差，由于這個電場，自由電子就能不斷地在靜電力作用下在導體中定向移動。1、電源有穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場恒定電場中電場強度不隨時間的變化而變化，其電場線不相交也不閉合。恒定電場的基本性質(zhì)與靜電場相同2、恒定電場恒定電場電荷的定向移動形成電流。大小方向都不隨時間變化的電流是恒定電流。公式：q=It。單位是安培（簡稱安），符號是A。電流的微觀表式是。恒定電流的形成是由于恒定電場的作用。3、恒定電流課堂練習1.下列說法正確的是：（）。A.金屬導體導電，只是自由電子作定向移動；

B.電解液導電，正、負離子都作定向移動；

C.氣體導電，一定只有正離子作定向移動；

D.氣體導電，正、負離子和自由電子都作定向移動。BD2.導體中的電流是這樣產(chǎn)生的：當在一根長度l，橫截面積為S的均勻?qū)w兩端加上電壓U,導體出現(xiàn)一勻強電場，到體內(nèi)的自由電子（e）受勻強電場的電場力作用而減速，同時由于與做無規(guī)則運動的陽離子碰撞而受到阻礙，這樣邊反復進行邊向前移動?？梢哉J為阻礙電子運動的阻力大小與電子移動的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv（k是常數(shù)）。當電子所受電場力與阻力大小相等時，導體中形成恒定電流。則該導體的電阻是（）。AA.D.C.B.提示運用以下兩個公式求解。3.如右圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)，有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面s，有n2個1價負離子通過溶液內(nèi)截面s，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是（）。+-AB++--DA.當n1=n2時電流強度為零；B.當n1>n2時，電流方向從A指向B,電流強度C.當n1<n2時，電流方向從B指向A，電流強度。D.電流方向從A指向B，電流強度。4.關(guān)于電流強度，下列說法正確的是（）。A.導線內(nèi)自由電子定向移動速率等于電流的傳導速率。

B.電子運動的速率越大，電流強度越大。C.電流強度是一個矢量，其方向就是正電荷移動的方向。D.在國際單位制中，電流強度是一個基本物理量，其單位安培是一個基本單位。D5.若氫離子的核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運動，則其角速度w=電子繞核的運動可等效為環(huán)形電流，則電子運動的等效電流I=。（已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e，靜電力恒量用k表示）6.在橫截面積為0.5m2的電解液中。（1）若5秒內(nèi)沿相反方向通過此橫截面的正、負離子的電荷量均為5C,則電解液中的電流為______。（2）若5秒內(nèi)到達陽極的負離子和到達陰極的正離子均為5C,則電流為_______。2A1A

式中q是通過整個截面的電荷量，并非單位面積通過的電荷量。高考鏈接1.（2006.天津理綜.21）在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一段長為l的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是：（）。BA.B.C.D.解：電子加速后，，，設(shè)單位長度內(nèi)自由電子數(shù)為n,由經(jīng)典磁理論得，，n總=,所以B選項正確。提示

從微觀角度推導電流的表達式，是必須理解掌握的內(nèi)容。因為這種研究處理問題的基本思路對將來學習安培力和洛倫茲里的關(guān)系以及從微觀角度研究壓強，還有學習分子動理論部分知識都有較大的幫助。關(guān)鍵是建立這種粒子運動的微觀模型。問題與練習1.答：如果用導線把兩個帶異號電荷的導體相連，導線中的自由電子會在靜電力的作用下定向移動，使帶負電荷的導體失去電子，帶正電荷的導體得到電子。這樣會使得兩導體周圍的電場迅速減弱，它們之間的電勢差很快消失，兩導體成為一個等勢體，達到靜電平衡。因此，導線中的電流是瞬時的。

如果用導線把電池的正負極相連，由于電池能源源不斷地把經(jīng)過導線流到正極的電子取走，補充給負極，是電池兩極之間始終保持一定數(shù)量的正、負電荷，兩極周圍的空間（包括導線之中）始終存在一定的電場。導線中的自由電子就能不斷地在靜電力的作用下定向移動，形成持續(xù)的電流。

說明：由于電池的內(nèi)阻很小，如果直接用導線把電池的正負極相連，會燒壞電池，所以實際操作中絕不允許這么做。這里只是為讓學生明白電池的作用而出此題。2.答：。