11.1電源和電流課件高二上學期物理人教版

第十一章電路及其應用

人教版（2019）必修第一冊11.1

電源和電流1.通過實例對比，引導學生思考持續(xù)電流形成的原因，了解電源的作用，認識常見的電源。2.通過對比靜電平衡條件，引導學生思考電路中的電場特點和電荷運動情況，了解導體中的恒定電場和恒定電流。3.通過實例分析，理解電流的定義，知道電流的單位。學習目標電閃雷鳴時，強大的電流使天空不時發(fā)出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，這是為什么？導入新課1.電流的形成思考1：將帶正電的小球A和帶負電的小球B用一條導線H連接起來，帶電小球的

電荷會怎樣運動呢？一電源[分析]A、B之間存在電勢差，導體H內(nèi)建立了電場，導體中的自由電荷在靜電力作用下發(fā)生定向移動，產(chǎn)生由A到B的電流。思考2：該電流會持續(xù)下去嗎？為什么？A、B最終為等勢體；導線H中的電流是瞬間的。⑴存在自由電荷

金屬導體——自由電子

電解液——正、負離子⑵導體兩端存在電壓總結(jié)：產(chǎn)生電流的條件思考：怎么才能讓導線中有持續(xù)電流呢？2.電源⑴電源：⑵作用:電源相當于抽水機搬運電荷保持導體兩端的電勢差(電壓),使電路有持續(xù)的電流。能把自由電子從正極搬到負極的裝置。A++++++B______HP—————總結(jié)：導體中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件

導體內(nèi)有可以自由移動的電荷

導體兩端有持續(xù)的電勢差---電路中存在電源1.恒定電場[分析]

A、B周圍的電場由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成，這些電荷形成穩(wěn)定分布狀態(tài)。導線內(nèi)很快形成沿導線方向的電場定義：二恒定電流由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場稱為恒定電場。

恒定電流：自由電荷定向移動恒定電場作用定向移動平均速率不變與其他粒子碰撞2.恒定電流大小和方向都不隨著時間變化的電流稱為恒定電流。3.描述電流強弱的物理量——電流公式:⑴定義:通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值。單位:國際單位安培(A)1A=1C/s

常用單位

毫安（mA）、微安（μA）⑶物義：注意：金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。方向:

正電荷定向移動的方向電流是標量⑵標矢性練習1

在金屬導體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導體中的電流為________A；

1A表示電流的強弱程度。電流越大，單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量越多。結(jié)論：電解液導電時，正負離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。I電解液中的電流練習2某電解質(zhì)溶液，如果在1s內(nèi)共有5.0×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負離子通過某橫截面，那么通過電解質(zhì)溶液的電流是多大？

[解析]1s內(nèi)通過橫截面正離子的電荷量為q1=2n1e，

負離子的電荷量絕對值為q2=n2e，

將n1=5×1018個，n2=1×1019個，e=1.6×10-19C

解得I=3.2A．則電流為，情境：導體橫截面積為S，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動的平均速率為v，試使用上述物理量推導電流表達式？柱狀模型在建立的圓柱體內(nèi)電子數(shù)為：由電流定義式可得：結(jié)論：從微觀上看，電流取決于導體中單位體積自由電荷數(shù)、每個自由電荷所帶的電荷量、定向移動速率，還與導體的橫截面積有關(guān)。三電流的微觀表達式[解析]

思考：既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？[分析]閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置以光速迅速建立了電場。隨著電場的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時開始做定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。電子定向移動的速率：約10-4m/s電子熱運動的平均速率：105m/s電場的傳播速率：3×108m/s1.關(guān)于電流的方向，正確的是

（

）A．金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定C．不論何種導體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向D．電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同課堂評價C

電池放電時能輸出的總電荷量叫作電池的容量，通常以“安時”（A·h）或“毫安時”（mA·h）作單位。電池的容量求解q的公式：學科網(wǎng)原創(chuàng)2.某手機的說明書標明該手機電池容量為4000mA·h，待機時間為22d，說明書還標明，用該手機播放視頻的時間是17h。請估算播放視頻的電流大約是待機電流的幾倍。[解析]3.假設(shè)氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動的軌道半徑為r，線速度的大小為v，電荷量為e，則電子運動形成的等效電流為？q顯然與通過某一位置的次數(shù)有關(guān)，即q=ne[解析]將時間取為核外電子圓周運動的一個周期T，則：[解析]將時間取為核外電子圓周運動的一個周期T，則：思考：假設(shè)氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動的軌道半徑為r，電子質(zhì)量為m，電子和質(zhì)子的電荷量數(shù)值均為e，靜電力常量為k。則電子運動形成的等效電流為多少？4.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，一小段長為Δl的電