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11.1電源和電流
復習回顧：
1、帶電粒子一般分為哪兩類
2、如何帶電離子在電場中的加速？兩種方法那種適應性更廣？
3、帶電粒子在電場中偏轉的規律？加速偏轉一體的規律？
4 、帶電粒子從進入偏轉電場到打在熒光屏上總共偏移距離Y的四種求法？
5、 示波器的作用？
6、示波器的核心部件？示波器的工作原理？
電源
恒定電流
電流的兩種微觀表達式
電流的三種表達式的比較
01
02
03
04
目錄
CONTENTS
三種速率的比較
05
電池的容量
06
2024年2月19日晚，由菲律賓長灘島直飛上海的菲律賓皇家航空航班上，一名乘客的充電寶燃燒導致機艙中彌漫濃煙，飛機緊急備降香港，20日凌晨才抵達浦東機場。
充電寶上飛機的規定是容量限制在
以下，額定能量不超過。如果容量在至之間，需要航空公司批準。超過的充電寶禁止帶上飛機。
代表什么意思呢？
本質是什么？
1.雷雨天氣，為什么不能在大樹和無避雷設施的建筑附近避雨
2.電閃雷鳴時，強大的電流使天空不時發出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續發光，這是為什么？
提示：
雷電是云層間或云層與地之間的電壓達到一定值時將空氣擊穿所產生的放電現象，所形成的電流是瞬時電流。
手電筒中因為電源的作用，小燈泡中有持續電流而持續發光。
電路中的電流是怎樣形成的呢
電源
PART 1
溫故知新：電流的形成
電荷的定向移動形成電流
注：電荷的熱運動，從宏觀上看，不能夠形成電流
電流
方向：把正電荷定向移動的方向規定為電流的方向
思考1：如圖所示分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球，如果用一條導線H將它們連接起來會發生什么現象？
導線 H 中的自由電子在靜電力的作用下沿導線做定向運動，形成電流。
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
B
_
_
_
_
_
_
_
_
思考2：導線 H 中的電流能夠持續嗎？請解釋原因。
導線 H 中的自由電子由B向A移動，B 失去電子，A 得到電子，A、B 之間的電勢差很快消失，兩導體成為一個等勢體，達到靜電平衡，以后自由電子不再移動，所以導線 H 中的電流只是瞬間的。不能持續。
B
A
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
B
_
_
_
_
_
_
_
H
H
等勢體
思考3：如何才能使導線 H 中存在持續的電流呢？
如果在 A、B 之間連接一個裝置 P它能在 B 失去電子的過程中，不斷地從 A 取走電子，補充給 B，使 A、B 始終帶一定數量的正、負電荷。這樣，A、B 之間始終存在電勢差，H 內就會存在持續的電流。
-
B
_
_
_
_
_
_
A
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
P
裝置 P
任務一：電源
A
B
連通器
抽水機
水流
-
-
P
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
-
-
正極
負極
我們把這個類似于抽水機的裝置叫做電源。A、B
就是電源的兩個極。
電源
類比
一、電源
1.定義 ：能把自由電子從正極搬到負極的裝置
-
-
P
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
-
-
正極
負極
電源
2.作用:
保持導體兩端的電勢
差(電壓)，使電路有
持續的電流。
3. 能量轉化：電源中搬運電荷的過程是非靜電力做功的過程，將其他形式的能轉化為電能。
4.常見的電源
恒定電流
PART 2
思考：
1.導線中的電子為什么能夠發生定向移動？
存在電場
M
N
E0
F
M
N
E0
E
E0
E′
M
N
E
E0
2.導線內電荷運動之后電場是否會發生變化？
+
+
E
電荷分布不變，電場的分布也不會隨時間變化。
這種由穩定分布的電荷所產生的穩定的電場，叫作恒定電場
基本性質與靜電場相同
+
3.電荷在恒定電場作用下是否會不斷加速？
-
E
二、光的折射
導線內的電場，是由電源、導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，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩定的，電場的分布也穩定。
恒定電場
電荷分布不變，電場強度大小也不變
自由電子在各個位置的定向運動速率也不變
串一個電流表,讀數不會變
電源和導線
基本性質與靜電場相同
V增加的同時與不動的正離子碰撞而減速，最終達到動態平衡。
恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流
由穩定分布的電荷產生穩定的電場稱為恒定電場.
二、恒定電流
1.恒定電場
（1）由穩定分布的電荷所產生的穩定的電場，叫作恒定電場。電荷和電場的分布不隨時間變化
（2）A、B 周圍空間的電場就是恒定電場，它是由電源、導
線等電路元件所積累的電荷共同形成的。
-
B
_
_
_
_
_
_
A
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
P
電源
負極
正極
(3)恒定電場不是靜電場，但靜電場中的一些規律同樣適用于恒定電場。
2.恒定電流
(1)定義：把大小、方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流。
（2）電流
①定義:通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫做電流。
②定義式:
③物理意義:表示電荷流動的強弱程度（反映了
電流的強弱程度的物理量）
④電流I是標量。
⑤單位:
國際單位
安培(A) 1A=1C/s
常用單位：毫安（mA）、微安（μA）
⑥方向：導體內正電荷定向移動的方向為電流的方向。
金屬導體中自由移動的電荷是自由電子，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。
⑦電解液中正、負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時：
即：公式中的q 為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的
絕對值之和。
例1　(多選)下列關于電流的說法正確的是(　　)
A．電荷的定向移動形成電流
B．金屬導體中電流方向是自由電子移動的方向
C．電流既有大小又有方向，所以電流是矢量
D．由I＝可知，電流越大，單位時間內通過導體橫截面的電荷量就越多

AD
例2.（單選）關于電源和電流,以下說法正確的是(　　)
A.電源的作用是在電源內部把電子由負極不斷地搬運到正極,從而保持兩極之間有穩定的電勢差
B.電源實質上也是一個用電器,也需要外界提供能量
C.單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流越大
D.導體中的電流一定是由自由電子的定向移動形成的
C
例3.(2024湖北廣水期中)某電解池中,若在2 s內有
5.0×1015個二價正離子和1.0×1016個一價負離子通過某
截面M,其中正離子水平向右移動,那么通過這個截面的電
流的大小和方向是(　　)
A.0.8 mA,水平向左
B.0.08 mA,水平向左
C.1.6 mA,水平向右
D.0.16 mA,水平向右
C
例4. 已知電子的電荷量為e，質量為m，氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少？
例5.(2024重慶八中適應性檢測)如圖所示,一段截面積
為S、長度為l的圓弧形橡膠棒,均勻帶有負電荷,圓
弧的半徑為R,單位長度的橡膠棒所帶的電荷量為q,
當此棒繞垂直于圓弧平面過圓心的軸、沿順時針方
向以角速度ω勻速轉動時,由于棒的運動而形成的環
形等效電流的大小和方向分別為(　　)
A.ωql / 2π,沿順時針　　B.ωql / 2π,沿逆時針
C.ωqlS / 2π,沿順時針　　D.ωqlR / 2π,沿逆時針
B
電流的兩種微觀表達式
PART 3
粒子電荷量？
正電荷
單位體積內粒子數量？
粒子運動速度？
橫截面積？
＋
＋
從微觀層面思考：那些因素會影響電流的大小？
電流的微觀表達式
一段粗細均勻的導體長為l，兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體每單位體積內自由電荷數為n，每個自由電荷量為q。
1. 導體中自由電荷總數：
2. 導體中的總電荷量：
3. 所有這些電荷通過導體橫截面積所用的時間：
4. 電流I：
N=nSl
Q=Nq=nSlq
l
S
三、電流的兩種微觀表達式
1.決定式（微觀表達式）：I=nqsv
n:單位體積內自由電荷數
q:每個自由電荷所帶的電荷量
S：導體的橫截面積為
v：自由電荷定向移動的速率為
思考：在導體AD上加上電壓，設導體的橫截面積為S．導體每單位長度內的自由電荷數為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向移動速率為v，則在時間t內通過橫截面C 的電量Q是多少？I是多少？
A
D
B
C
v
Q =
S
Vt
n
I=
Q
t
=nqv
q
t
2.決定式（微觀表達式）：I=nqv
n:導體每單位長度內的自由電荷數
q:每個自由電荷所帶的電荷量
v：自由電荷定向移動的速率
例6.(2024安徽安慶期中)某根導線的橫截面積為S,通過的電流為I。已知該導線材料的密度為ρ,摩爾質量為M,電子電荷量為e,阿伏加德羅常數為NA,設每個原子只提供一個自由電子,則該導線中自由電子定向移動的速率為(　　)
A.
A
例7.(多選題)(2024湖北廣水期中)有一橫截面積為S的銅導線,流經其中的電流為I;設單位體積的導線中有n個自由電子,電子的電荷量為e,電子定向移動的速率為v,在Δt時間內,通過導線橫截面的自由電子數可表示為(　　)
A.nvSΔt　　B.nvΔt　　
C.IΔt/e　　 D.IΔt/Se
AC
電流的三種表達式的比較
PART 4
公式 適用范圍 字母含義 公式含義
定義式 I＝ 一切電路 q為時間t內通過導體橫截面的電荷量 反映了I的大小，但不能說I∝q，I∝t
微觀式 決定式 I＝nqSv 或 （I＝nqv） 一切電路 n：導體單位體積內的自由電荷數 q：每個自由電荷的電荷量 S：導體的橫截面積 v：電荷定向移動速率 從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小
決定式 I＝ 金屬 電解液 U：導體兩端的電壓 R：導體本身的電阻 I由U、R決定，I∝U，I∝R
四、電流的三種表達式的比較
三種速率的比較
PART 5
任務三：電流的微觀表達式
有一橫截面積Ｓ＝1.00ｍｍ２ 的銅導線，單位體積中自由電子個數ｎ＝1.0×1029 ｍ－３，電子的電荷量ｅ＝１.６×１０－１９ Ｃ，當通以電流為Ｉ＝1.6Ａ 的電流強度時，求電子定向移動的平均速率
電荷定向運動速率約為：10-4m/s,思考：電子通過1米長的導線大概需要多長時間呢？
需要數個小時，但為什么電源一接通，燈泡就亮了
開關閉合傳遞的是電場
跑操時音樂一響整個操場的隊伍都動起來了，是一個人一瞬間跑了一圈嗎？
第二部分 點擊在此輸入你的標題內容
（1）電子定向移動的速率約10-4m/s
（2）電子熱運動的平均速率約105m/s
（3）電流的傳導速率3×108m/s
五、三種速率的比較
4
電池的容量
PART 6
電池是否可以一直源源不斷的放電呢？
六、電池的容量
1.定義：電池放電時輸出的總電荷量
2.單位:“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)
10400mAh怎么理解？
例8. (多選) 下表是某品牌電動汽車的標識牌,以下說法正確的是(　 　)
AB
整車型號 CH830BEV
最大設計總質量 1800 kg
動力電池容量 60 A·h
驅動電機額定功率 30 kW
驅動電機型號 WXMP30LO
車輛設計代號VIN LVFAD1A3440000003
A.該電池的容量為60 A·h
B.該電池以6 A的電流放電,可以工作10 h
C.該電池以6 A的電流放電,可以工作60 h
D.該電池充完電可貯存的電荷量為60 C
謝
謝
聆
聽

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