《电源》PPT课件人教版1

电源和电流第二章恒定电流新课标高中物理选修3－11、了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用。2、理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。3、知道描述电流强弱的物理量——电流。•电闪雷鸣时,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?—A++++++++_B_______有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线，A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体会达到什么状态？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？思考与讨论BA水流AB连通器抽水机PBA——+++++++_______———►分析问题能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持续的电流.问题：怎样才能形成持续的电流？小结:形成电流的条件（1）存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子（2）导体两端存在电压当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．-BA-A++++++++_B_______二、电源AB水池抽水机曝原芒舒准凝渊蔚轮圆芥施苑盖姐胰烘俞攒冀焕籽倒汰挤刃沈孙燥父懈考物理：2.1电源和电流课件新人教版选修3-1物理：2.1电源和电流课件新人教版选修3-1---+A+++++++___B_____P--一、电源1、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置2、作用：保持导体两端的电势差(电压),使导体中有持续的电流.拓展:电源P把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从能量的角度看发挥了怎样的作用？AB连通器AB抽水机水流在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?讨论:--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNE0FFnFt导线中的电场MNE0E0E′MNE分析表明: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。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.二、恒定电场恒定电场的电场强度不变导体中的自由电子在恒定不变的电场力作用下本应该做匀加速运动，速度本应该不断增加，但自由电子在运动过程中会与导体中静止不动的粒子碰撞而减速，故自由电子定向移动的速率会保持不变。如果在电路中串连一个电流表,电流表读数不会变电路中电流的大小和方向不变这种大小和方向不随时间变化的电流，叫做恒定电流，这一章我们研究的就是恒定电流恒定电场电场强度不变串一个电流表,读数不会变自由电子定向运动的平均速率不变恒定电流三、恒定电流1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。2.电流(I)：表示电流强弱的物理量，是由电荷的定向移动形成的。定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流。公式：单位:国际单位安培(A)1C/s=1A常用单位：毫安（mA）、微安（μA）方向：正电荷定向移动的方向qIt（标量）（1）适用于任何电荷定向移动形成的电流。（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动的方向相反；（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。注意例1、在金属导体中，若10s内通过某一横截面的电量为10C，问导体中的电流为多大？解：根据电流的定义式得到通过导体的电流为1A．例2：氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动而形成的等效电流多大？RevtqI2例3：如图所示，在cuso4溶液中，正负离子定向移动，测得2s内有1X1019个cu2+与1X1019个so42-通过溶液内部的横载面M,问：溶液中的电流方向向哪里？电流强度为多大？方向由A到B,电流强度为3.2A。ABM电流强度的计算方法：①只有一种电荷定向移动而形成电流时。用I=q/t计算。②有正负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用I=(|q+|+|q-|)/t计算。③当有粒子流定向移动而形成电流时，从微观入手，用I=nqsv来计算（n为电荷体密度，S为导体横截面积，v为电荷定向移动速率）④已知导体的电阻及加在导体两端的电压时，流过导体的电流用欧姆定律I=U/R来计算。总结:四、电流的微观表达式一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,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，每个自由电荷量为q。导体内电流I多大？ABι总电量电荷总数nqSvnlSql/vNqtQIl/vI＝nqSv电流的微观表达式vtvsv【例4】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ρ=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,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.AIMv=ρSNe57.510/ms设自由电子在导线内定向移动的速率是v。取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vts，质量为ρvts，则这段导线中的原子数为则这段导线中的自由电子数也为n，t时间内通过导体横截面的电荷量是Aρvtsq=ne=NeMANMvtsn把这个式子代入I＝q/t,得AρvsNeI=M解得vtvv如果认为电子的定向移动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约为10-5m/s，电子热运动的平均速率为105m/s，电场的传播速率为3×108m/s.电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）三种速度的区别（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2—-10-3m的数量级。（对每个电子而言）(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米。你知道吗？1手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。2电子手表工作时，液晶显示屏的电流为0.2μA左右。3彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作电流为0.4A左右；屏幕为29吋,电源的工作电流为1A左右。450Hz的交流电，人能感触到的触电电流为1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为10mA，触电电流达到50mA以上，将引起心室颤动。因此，国际电工委员会规定的安全电流（摆脱电流）为10mA1.导体中电流是0.5A，求半分钟内通过导体横截面的电子数？（保留1位有效数字）2、有一横载面积为S的铜导线，单位体积内的自由电子数目为n，电子电量为e，定向移动速率为V，则在t时间内，通过导线某一横载面的自由电子数目为多少？巩固训练n=1x1020个N=nSVt3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同C4、下列说法正确的是：（）A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组成了一个完整的电路。B.电源是使电路中有持续电流的装置。C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源。D.手电筒照明时，电流方向是由电池的负极经灯泡到正极的。1、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压2、电源的作用：提供持续的电压3、恒定电场:由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.定义式qIt作业:P431、2、3迹。A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响组成DNA的脱氧核苷酸如果数量不限，连成长链时排列顺序就是极其多样的，信息容量自然就非常大了。核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体遗传、变异和蛋白质合成中基友极其重要的作用。12、人的生命是有限的，可是，为人民服务是无限的，我要把有限的生命，投入到无限的“为人民服务”之中去。13、凡是脑子里只有人民、没有自己的人，就一定能得到崇高的荣誉和威信。反之，如果脑子里只有个人、没有人民的人，他们迟早会被人民唾弃。14、是光荣的战士，还是可耻的逃兵，那就要看你在困难面前有没有坚定不移的信念了。15、我们是国家的主人，。应该处处为国家着想。