【物理】3.1《电流》课件(鲁科版选修3-1)

第一节电流第三章恒定电流电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．回忆：电荷的定向移动形成电流．一、电流的形成+_++++____F1.不接电源：放电时Q减小，U减小，E减小，Q=0时U=0，i=02.接通电源：放电时Q不变，U不变，E不变，i不变+_++++____I这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场（各处E值保持不变），称为恒定电场，它具有与静电场相同的基本性质。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．电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．►电流的速度3.0×108m/s►自由电子热运动的平均速率105m/s►自由电子定向运动的速度10-5m/s2.电流的速度3．电流的方向：（1）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．（2）电流是标量．它的运算不遵循平行四边形定则．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．4．电流的强弱——电流I（1）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流：I=q/t（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单位是基本单位，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A．常用单位还有毫安（mA）、微安（A）．1A＝103mA＝106A（3）直流：方向不随时间变化的电流．恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流．练习:（1）在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A；分析解答：（1）根据电流的定义式得到10s内通过横截面积的电流为1A．（2）某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为_______A．分析解答：（2）正负粒子的电量均为10库，则10s内通过横截面积的总电量为20库，电流为2A．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．由可得tQInqvStnSvtqI小结：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.恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流．3.决定电流大小的微观量:nqvStnSvtqI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☆关于电流的方向【例1】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解析：正确选项为C，电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。☆关于电流的计算【例2】某电解质溶液，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？解析：设在t=1s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n1+n2）e电流强度为I===×1.6×10-19A=3.2A解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有：T=根据电流的定义式得：I=2Rv2qevtR【例3】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，求电子绕核运动的等效电流多大？