高中物理 1電源和電流課件 新人教版選修3-1.ppt
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1.電源和電流,一、電源 1.電源的定義 電源是不斷把 從正極搬運(yùn)到負(fù)極從而維持正負(fù)極之間一定電勢(shì)差的裝置. 2.電源的作用 (1)從電荷移動(dòng)角度看 電源的作用就是移送電荷,維持電源正、負(fù)極間有一定的 ,從而保持電路中有持續(xù)電流. 電源在內(nèi)部能把 從正極A搬運(yùn)到負(fù)極B,如右圖所示.,負(fù)電荷,電勢(shì)差,電子,(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度看 搬運(yùn)電荷的過(guò)程就是克服靜電力做功的過(guò)程,從而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為 . 二、恒定電流 1.恒定電場(chǎng) (1)形成:當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由 、 等電路元件所積累的電荷共同形成的. (2)特點(diǎn):任何位置的 都不隨時(shí)間發(fā)生變化.,電能,電場(chǎng)強(qiáng)度,電源,導(dǎo)線,2.恒定電流 (1)定義:大小、 都不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流. (2)大小:是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量.表示電流強(qiáng)弱程度的物理量.,方向,其中:I表示電流,q表示在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的 . 4.單位: ,符號(hào)A.其他單位:毫安(mA),微安(μA).1 A=103 mA=106 μA. 5.方向:規(guī)定 定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍?即電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反. 6.測(cè)量電流的儀器: .,電荷量,正電荷,電流表,安培,1.對(duì)電流及電流的形成條件進(jìn)一步的理解 (1)電流的形成條件 ①產(chǎn)生電流的條件:導(dǎo)體兩端有電壓. ②形成持續(xù)電流的條件:導(dǎo)體兩端有持續(xù)電壓. ③電源的作用:電源在電路中起著提供持續(xù)電壓的作用,在外電路中,導(dǎo)體中的自由電子從電源負(fù)極移向電源正極,而電源再把電子通過(guò)電源內(nèi)部從正極搬運(yùn)到負(fù)極,使電源正、負(fù)極始終保持一定的電勢(shì)差,從而產(chǎn)生持續(xù)的電流.,【特別提醒】 計(jì)算電流時(shí),首先分清形成電流的自由電荷的種類.對(duì)金屬來(lái)講,是自由電子的定向移動(dòng),電荷量q為通過(guò)橫截面的自由電子的電荷量.對(duì)電解液來(lái)講,是正、負(fù)離子同時(shí)向相反方向定向移動(dòng),電荷量q為正、負(fù)離子電荷量絕對(duì)值之和.,(1)在金屬導(dǎo)體中,若10 s內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量為10 C,則導(dǎo)體中的電流I=________ A. (2)某電解槽的橫截面積為0.5 m2,若10 s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面的正、負(fù)離子的電荷量均為10 C,則電解液中的電流I=________ A.,答案: (1)1 A (2)2 A,2.電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式 (1)建立模型 如右圖所示,AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體,長(zhǎng)為l,兩端加一定的電壓,導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q.,AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體,長(zhǎng)為l,兩端加一定的電壓,導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q.,(3)結(jié)論 由此可見,從微觀上看,電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、定向移動(dòng)速率的大小,還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).,答案: AC,3.三種不同速率的比較 (1)三種速率 ①電場(chǎng)的傳導(dǎo)速率等于光速. ②電子定向移動(dòng)速率,其大小與電流有關(guān). ③電子熱運(yùn)動(dòng)速率,其大小與溫度有關(guān). (2)三種速率對(duì)比,以下說(shuō)法正確的是( ) A.自由電子定向移動(dòng)速率就是電子熱運(yùn)動(dòng)速率 B.自由電子只不過(guò)在速率很大的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)上附加了一個(gè)速率很小的定向移動(dòng) C.電場(chǎng)的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率 D.在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí),它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了,解析: 電流的傳導(dǎo)速率等于光速,而電子定向移動(dòng)速率很小,C不對(duì).電子定向移動(dòng)速率是在電子以較大速率無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上附加的一個(gè)很小的速率,A不對(duì),B對(duì).自由電子定向移動(dòng)時(shí)仍在無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),D不對(duì). 答案: B,No.4 疑難解釋,1.電荷只要移動(dòng)就一定能形成電流嗎? 提示: 不一定.只有電荷在電場(chǎng)力的作用下形成的定向移動(dòng)才能夠形成電流.例如沒有放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體其中的自由電荷在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),其大量自由電荷向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等,這樣不能形成電流.,2.有電源是否一定會(huì)得到持續(xù)的電流嗎?一個(gè)電路要形成持續(xù)電流需具備什么條件? 提示: 有電源不一定得到持續(xù)的電流,要得到持續(xù)的電流需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件: (1)電路中有電源. (2)電路還必須是閉合的,即必須用導(dǎo)體將電源連接起來(lái). 所以只有電源,電路不閉合也不會(huì)有持續(xù)電流.,關(guān)于電源以下說(shuō)法正確的是( ) A.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差 B.電源的作用就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流 D.電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器,也需要外界提供能量,解析: 電源的作用是維持正、負(fù)極之間恒定的電勢(shì)差,這需要電源不斷地將負(fù)電荷向負(fù)極聚集,將正電荷向正極聚集,外電路中自由電子在電場(chǎng)力的作用下向正極移動(dòng),在電源內(nèi)部,需要將正極上的電子搬運(yùn)到負(fù)極,維持電勢(shì)差不變,故A錯(cuò).從能量角度來(lái)看,電源在搬運(yùn)電荷的過(guò)程中,需要克服電場(chǎng)力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,B對(duì).電路中有電流不僅需要電源,還需要電路是閉合的,故C錯(cuò).電源是對(duì)電路提供能量的裝置,故D錯(cuò). 答案: B,【跟蹤發(fā)散】 1-1:關(guān)于電流,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流越大 B.電子運(yùn)動(dòng)速率越大,電流越大 C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體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?答案: C,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(dòng),則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少?,,【反思總結(jié)】 對(duì)于等效電流的求解問(wèn)題,一定要找出一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電荷量,才能運(yùn)用電流的定義式求出電流的大?。绢}的難點(diǎn)就是確定通過(guò)某一橫截面的電荷量和時(shí)間.,【跟蹤發(fā)散】 2-1:如果導(dǎo)線中的電流為1 mA,那么1 s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少?若“220 V,60 W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273 mA,則20 s內(nèi)通過(guò)燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個(gè)?,答案: 6.25×1015個(gè) 3.4×1019個(gè),1.關(guān)于電流的概念,下列說(shuō)法中正確的有( ) A.導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流 B.電流是一個(gè)矢量,其方向就是正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向 C.在國(guó)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 D.對(duì)于導(dǎo)體,只要其兩端電勢(shì)差為零,電流也必為零,解析: 導(dǎo)體中有大量的自由電子,總在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),沒有定向運(yùn)動(dòng),在一段時(shí)間t內(nèi),通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電荷是雙向的,其數(shù)值又是相等的,電流為零,故A錯(cuò).電流是一個(gè)標(biāo)量,因?yàn)槠溥\(yùn)算不符合矢量運(yùn)算法則.為了便于研究電流,人們規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?,以區(qū)別于負(fù)電荷的定向運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò).在國(guó)際單位制中.共有七個(gè)基本量,電流是其中之一,故C正確.對(duì)于導(dǎo)體,其兩端電勢(shì)差為零時(shí),導(dǎo)體內(nèi)無(wú)電場(chǎng),自由電子不能定向運(yùn)動(dòng),故電流為零,D正確. 答案: CD,答案: D,3.將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來(lái),已知截面積S鋁=2S銅.在銅導(dǎo)線上取一截面A,在鋁導(dǎo)線上取一截面B,若在1 s內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等,那么,通過(guò)這兩截面的電流的大小關(guān)系是( ) A.IA=IB B.IA=2IB C.IB=2IA D.不能確定,答案: A,4.如右圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖,A、B是平行正對(duì)的金屬板,等離子體(電離的氣體,由自由電子和陽(yáng)離子構(gòu)成,整體呈電中性)從左側(cè)進(jìn)入,若在t時(shí)間內(nèi)有n個(gè)自由電子落在B板上(相等電荷量的陽(yáng)離子落在A板上),則R中的電流大小及方向?yàn)? ( ),答案: A,5.如圖所示,有一個(gè)電子射線管(陰極射線管),當(dāng)從陰極射出的電子,形成的電流為5.6 μA時(shí),每秒鐘從陰極發(fā)射出的電子數(shù)目為多少?(已知e=1.60×10-19 C) 答案: 3.5×1013個(gè),- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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