資源簡介

(共20張PPT)
11.1 電源和電流
靜電平衡
電源
電流的微觀解釋
恒定電流
思考：為什么閃電很短暫，電燈卻能持續(xù)發(fā)光？
導(dǎo)體兩端存在電勢差
導(dǎo)體中自由電子的定向移動使兩個帶電體成為等勢體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線中會產(chǎn)生一個瞬時電流。
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A
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B
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H
A
B
H
導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件
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A
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B
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H
P
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1.能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。
2.作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢差（電壓），使電路有持續(xù)的電流。
A
B
水池
抽水機(jī)
一 電源
練一練：
例1：關(guān)于電源以下說法正確的是(　　)
A．電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運到正極，從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差
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．電源實質(zhì)上也是一個用電器，也需要外界提供能量
B
分析：　電源的作用是維持正、負(fù)極之間恒定的電勢差，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力的作用下向正極移動，在電源內(nèi)部，需要將正極上的電子搬運到負(fù)極，維持電勢差不變，故A錯．從能量角度來看，電源在搬運電荷的過程中，需要克服電場力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，B對．電路中有電流不僅需要電源，還需要電路是閉合的，故C錯．電源是對電路提供能量的裝置，故D錯．
二 恒定電流
導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。
——恒定電場
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A
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B
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H
P
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由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。
恒定電場：
恒定電場
恒定電流
電場強(qiáng)度不變
由于阻力自由電子定向運動的平均速率不變
串一個電流表，讀數(shù)不會變
二 恒定電流
電流是標(biāo)量。它的運算不遵循平行四邊形定則。
1.定義：大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。
2.電流（I）：表示電流的強(qiáng)弱程度。
如果I表示電流，q表示在t時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，則
3. 單位：國際單位 安培（A） 1A=1C/s
常用單位 毫安（mA）、微安（μA）
4.方向：正電荷定向移動的方向
練一練：
例2：關(guān)于電流的概念，下列說法中正確的有(　　)
A．導(dǎo)體中有電荷運動就形成電流
B．電流是一個矢量，其方向就是正電荷定向運動的方向
C．在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是基本單位
D．對于導(dǎo)體，只要其兩端電勢差為零，電流也必為零
分析：　導(dǎo)體中有大量的自由電子，總在不停地做無規(guī)則運動，沒有定向運動，在一段時間t內(nèi)，通過導(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．電流是一個標(biāo)量，因為其運算不符合矢量運算法則．為了便于研究電流，人們規(guī)定正電荷定向運動的方向為電流的方向，以區(qū)別于負(fù)電荷的定向運動，故B錯．在國際單位制中．共有七個基本量，電流是其中之一，故C正確．對于導(dǎo)體，其兩端電勢差為零時，導(dǎo)體內(nèi)無電場，自由電子不能定向運動，故電流為零，D正確
CD
練一練：
變式2.關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是（ ）
A．金屬導(dǎo)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(fù)離子，電流方向不能確定
C．不論何種導(dǎo)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(fù)電荷定向移動的方向相同
C
三 電流的微觀解釋
練一練：
例3：有一橫截面為的銅導(dǎo)線，通過的電流為，已知銅的密度為，銅的摩爾質(zhì)量為，阿伏加得羅常數(shù)，電子電量為。在這個問題中可認(rèn)為每個銅原子貢獻(xiàn)一個電子，求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動速率。
體積
質(zhì)量
問題：
如果認(rèn)為電子的定向運動速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？
電子定向移動的速率約：
電子熱運動的平均速率：
電場的傳播速率：
練一練：
1：一條導(dǎo)線中的電流為 50 μA，在 3.2 s 內(nèi) 通過這條導(dǎo)線某一橫截面的電荷量是多少庫 侖？有多少個電子通過該橫截面？
練一練：
2：手電筒中的干電池給小燈泡供電時，在 某次接通開關(guān)的 10 s 內(nèi)通過某一橫截面的電荷 量為 3 C，則電流是多少？
練一練：
3：某手機(jī)的說明書標(biāo)明該手機(jī)電池容量為 4 000 mA ·h，待機(jī)時間為 22 d，請估算該手機(jī) 的待機(jī)電流有多大。說明書還標(biāo)明，用該手機(jī) 播放視頻的時間是 17 h，請估算播放視頻的電 流大約是待機(jī)電流的幾倍。
手機(jī)類型 智能手機(jī)、4G 手機(jī)
屏幕分辨率 1 920×1 080 像素（ FHD ）
電池容量
4 000 mA ·h
電池類型 不可拆卸式電池
待機(jī)時間
22 d
小結(jié)：
1、電源是能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。其作用是保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓)，使電路有持續(xù)的電流。
2、導(dǎo)體中的自由電荷會定向移動，是因為導(dǎo)線內(nèi)具有沿導(dǎo)線方向的恒定電場。
3、電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極。電解液中正、負(fù)離子定向移動方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動形成的電流方向是相同的。電流強(qiáng)度有大小和方向，是標(biāo)量。
4、電流的定義式：
5、電流的微觀表達(dá)式：I=nqsv ，其中，n表示導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)。
感謝傾聽

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