电源和电流.

人教版高中物理选修3-1§2.1电源和电流舒城县桃溪中学张俊祥一、电流的形成1、电流：电荷的定向移动形成电流电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．金属导体——自由电子电解液——正、负离子BA-_等势体AB水池导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差抽水机------A++++++++B_______---+A+++++++___B_____P--一.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),使电路有持续的电流.无电压时，导体中的自由电荷做无规则运动，在一段时间内向左，向右穿过横截面的自由电荷数相等有电压时，导体中的自由电荷在电场力的作用下做定向运动2、电流的形成条件：（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---+A+++++++___B_____P--二、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连通器水势A水势B抽水机水流导线中电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极?思考在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?--+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--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线MNE0FFnFtMNE0E0E′MNE导线内很快形成沿导线方向的电场导体内的电场线保持和导线平行导线中的电场---+A+++++++___B_____P--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——恒定电场由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场.三、恒定电场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由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流四、恒定电流表示电流的强弱程度1、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2、定义式:I=q/t3、单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）4、方向:正电荷定向移动的方向注意：电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则五、电流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课堂练习2、一条导线中的电流为1.6A，在1秒内通过这条导线某一横截面积的电子有个解：q=It=1.6cn=q/e=1.6/1.6x10-19=1019个讨论tqI/2解：qqs正电荷向左通过横截面S负电荷向右通过横截面S在t时间内通过横截面S的等效电流I=？课堂练习3、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（1）适用于任何电荷的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，与负离子走向移动方向相反．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：理论探究：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．知：S为导线的横截面积n为单位体积内自由电荷的个数q为每个自由电荷的电荷量v为自由电荷的定向移动速率求：通过导体的电流I?解：在时间t内通过导体某截面的电量为:Q=(vts)nq所形成的电流为:I=Q/t=nqSV4、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.AIMvSNe57.510/ms课堂练习三个速率思考：如果认为电子的定向运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10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s，电场的传播速率3×108m/s.a、手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。b、电子手表工作时，液晶显示屏的电流为0.2μA左右。c、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。d、50Hz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10mA。你知道吗?•电源和电流作品•张俊祥制片人•高二（1）班剧组