2.1电流课件

2.1电源和电流新课导入雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么?金属内自由电子的定向移动形成电流思考：金属内的自由电子的运动是杂乱无章的，不然怎么会叫自由电子。那怎么样才能让自由电子做定向移动呢？－－－－－－探究怎么样使自由电子做定向移动-BA-A++++++++_B_______导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线中会产生一个瞬时电流。先中和再均分我们想要的是持续的电流，又当如何呢？水流AB连通器水势A水势B好比如连通器的水流也是瞬时。如何使连通管内有持续的水流？抽水机水流AB连通器水势A水势B抽水机能保持连通器两端的高度差,使路中有持续的水流。PBA——+++++++_______———我们也给AB导体之间装上“抽水机”电源能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持续的电流。叫电源一、电源1、电流：电荷的定向移动形成电流。条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子，液体中的正负离子。②导体两端始终存在电压，导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。2、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置作用：保持导体两端的电势差(电压)使导体中有持续的电流.3、类型：①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。---+A+++++++___B_____P--由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。恒定电场：电场强度和大小都不变。电场中自由电子受电场力大小不变自由电子在电路中定向移动的速率也不变串一个电流表,读数不会变()而运动中会与导体内不动的粒子碰撞二、恒定电流1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流。用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。2、公式：qIt4、方向：正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。qIt3、单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）注意：电流是标量5．决定电流大小的微观量在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，设导体的横截面积为S．导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C．例1：有一条横截面积S＝1mm2的铜导线，通过的电流I＝1A。已知铜的密度P＝8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol-1，电子的电量e＝-1.6×10-19C。在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率。vtv解析：设自由电子定向移动的速率是v。取一段导线，自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t，则这段导线的长度为Vt，体积：底面积乘以高（长度）vts质量：密度乘以体积等于pvts这段导线中的原子数为铜的摩尔质量M拥有的原子数NA现在铜的质量是pvts则拥有的原子数是nMvtsNnnNtsAA左左右右M由于导线中每个铜原子贡献一个自由电子，所以这段导线的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n。因为时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是：eNMvtsneA电子数目乘以电子电量q从中解出代入数值后得：v=7.5×10─5m/s。把这个式子代入得tqIMevsNIAesNIMA可以看出，自由电子通过一条1m长的导线需要3个多小时！与实际不符。实际上是闭合开关后以光速建立电场，然后自由电子整体移动形成电流。例2：关于电流，下列说法中正确的是（）A、通过导体截面的电量越多，电流越大B、电子运动的速率越大，电流越大C、单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D、因为电流有方向，所以电流是矢量C例3：一条导线中电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横截面的电子有多少个？解：根据电流公式：q=Itne电子数目乘以电子电量而q联立求解得：n=1019个例3：原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？解：设电子圆周运动的周期为t，r2线速度周长（圆弧）t根据电流公式：q=Itr2ete一个电子电量tqI一、电源1、电流：电荷的定向移动形成电流。条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子液体中的正负离子。②导体两端始终存在电压，导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。2、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置作用：保持导体两端的电势差(电压)，使导体中有持续的电流.课堂小结3、类型：①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。恒定电场：电场强度和大小都不变。二、恒定电流1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流。用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。2、电流公式：q=It4、方向：正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。3、单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）注意：电流是标量