高中物理 2.1導(dǎo)體中的電場和電流課件 新人教版選修3-1.ppt

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第一節(jié) 導(dǎo)體中的電場和電流,第二章 恒定電流,上一章我們學(xué)習(xí)了電荷在沒有定向移動時產(chǎn)生的現(xiàn)象、規(guī)律及應(yīng)用，從這一章開始我們就要進一步來學(xué)習(xí)電荷在有定向移動時產(chǎn)生的現(xiàn)象、規(guī)律及應(yīng)用，以進一步加深對電的認(rèn)識，因此本章是電學(xué)部分的重點章，它不但為后面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，而且還有較大的實用價值，是學(xué)習(xí)電工學(xué)和電子技術(shù)的基礎(chǔ)，對日常生活和生產(chǎn)實際中正確使用電器也很有用。和上一章一樣，本章同樣是在初中所學(xué)知識基礎(chǔ)上加以提高和擴展的，故仍須十分重視才能學(xué)好它。,電荷為什么會發(fā)生定向移動從而形成電流？要形成電流到底需要什么條件呢？下面我們利用上一章學(xué)過的知識來分析、討論這些問題。,,,,,,,,,,,,,,,A,,,,,,,,,,,,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,導(dǎo)體A、B間存在電場，有電勢差。,導(dǎo)線中的自由電子在靜電力作用下由B向A移動，最后使A、B成為一個等勢體?！兴矔r電流。,要使電路中有持續(xù)電流，應(yīng)怎辦？,可在A、B間接一電源P，把電子從A搬運到B。,有了電源，電路中產(chǎn)生的電流大小是恒定的還是變化的？,,,,,,,,,,,,,M,N,E0,,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,,,,,,,,,,,,A,,,,,,,,,,,定向移動的電荷不會側(cè)移積聚，使導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的恒定電場。,附加電場E/和電源電場E0的疊加使得的導(dǎo)線中的電場線方向變得更接近于和導(dǎo)線平行。,垂直導(dǎo)線方向達靜電平衡時，合場強為零。,Ft 使電子沿導(dǎo)線作定向移動形成電流；Fn 使電子側(cè)聚。,,,1、電流：電荷的定向移動形成電流。,（2）條件：導(dǎo)體（有自由電子）兩端有電壓（內(nèi)部 形成電場）。,（3）電源的作用：保持電路兩端有電勢差，使電路 中存在持續(xù)電流。,（1）方向：跟正電荷定向移動的方向相同。,2、恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場。,電流,,直流電,交流電,,恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流,脈動電流：大小變、方向不變的電流。,由恒定電場產(chǎn)生的電流叫恒定電流。,,,3、電流：表示電流強弱的物理量。,電流既有大小又有方向，但電流滿足代數(shù)運算而不滿足矢量運算，故電流是標(biāo)量。,（1）定義式：,（2）單位：安培（A）,（3）決定式：,,如上圖所示表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體，兩端加以一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子電荷量為q、定向移動速率為v、導(dǎo)體橫截面積為s、導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n。則t時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量Q=,n·vts·q，電流I=Q/t=nvsq,,,例題1、（P42） 分析：因為I=nvse， 而n= ρNA/ M 故v=IM/（ρseNA） 電子定向移動速率、熱運動平均速率、電流傳導(dǎo)速率是三個不同的概念，它們的數(shù)量級依次為：10-5m/s、105m/s和108m/s。電子定向移動速率是很小的。 例題2、（P41“思考與討論”） 沒有矛盾。垂直導(dǎo)線方向達到靜電平衡，其合場強為零，任意兩點間沒有電勢差；沿導(dǎo)線方向不會達到靜電平衡（有電流），其合場強不為零，導(dǎo)線兩端有電勢差。,,,小結(jié)：,1、形成電流的條件是：導(dǎo)體兩端有電勢差；產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是：保持導(dǎo)體兩端有電勢差。若導(dǎo)體兩端電壓為零，電荷的定向移動就會終止。 2、電源的作用就是要保持導(dǎo)體兩端有電勢差。它就像一臺抽水機一樣，沒有抽水機，水就會從高處自動流到低處，液面很快就會沒有高度差而相平，水也就不會再流動。,,,鞏固練習(xí)：,1、下列關(guān)于電流的說法中，正確的是：（ ） A.只要導(dǎo)體中有電荷運動，就有電流； B.導(dǎo)體中沒有電流時，導(dǎo)體內(nèi)的電荷是靜止的； C.導(dǎo)體中的電流一定是自由電子定向移動形成的； D.電流可能是由正電荷或負(fù)電荷的定向移動形成的。,D,2、下列說法中錯誤的是：（ ） A.金屬導(dǎo)體導(dǎo)電，只是自由電子作定向移動； B.電解液導(dǎo)電，正負(fù)離子都作定向移動； C. 氣體導(dǎo)電，一定只有正離子作定向移動； D. 氣體導(dǎo)電，正、負(fù)離子和自由電子都作定向移動。,C,,,3、關(guān)于電源的作用，下列說法中正確的是（ ） A.它能為電路持續(xù)地提供自由電荷； B. 它能直接釋放出電能； C.它能保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流； D.它能使自由電荷運動起來。,C,4、關(guān)于導(dǎo)體中的電場，下列說法中正確的是：（ ） A.它是由電源兩極在空間直接形成的； B.它是導(dǎo)線上的堆積電荷所形成的； C.導(dǎo)線內(nèi)的電場線最終和導(dǎo)線平行； D.它的分布隨著電荷的移動而隨時間變化。,C,,,5、有一電解池，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(fù)離子通過某一橫截面，則通過這個截面的電流是：（ ） A. 0 B. 0.8A C. 1.6A D. 3.2A,D,：應(yīng)用電流的定義式進行計算時，若是電子導(dǎo) 電，q為通過導(dǎo)體橫截面的電子電量的絕對 值；若為離子導(dǎo)電（如氣體或液體導(dǎo)電），q 為通過（氣體放電管或電解槽液體）截面 正、負(fù)離子電量的絕對值之和。,,,一個電子繞氫原子核以半徑為R做勻速圓周運動，其等效電流為多少？（已知電子質(zhì)量為m，帶電量為e),作業(yè)：,,