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2021学年第3章 恒定电流第1节 电流教学课件ppt
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这是一份2021学年第3章 恒定电流第1节 电流教学课件ppt，共21页。PPT课件主要包含了引入新课，新课教学，学习目标，电流的方向，电流的大小和单位，判断正误，合作探究，对三种速率的理解，例题透析，答案CD等内容，欢迎下载使用。
人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？从这节课开始，我们进入第3章，进行电流、电路及其应用的学习。
为什么电闪雷鸣时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，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？带着这个问题，我们进入今天 电流的课堂。
1．知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释． 2．了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速率和电子漂移速度(即电子定向移动速度)．(难点) 3．知道电流的大小、方向和单位，理解电流的定义式I＝ ，并能用它进行有关的计算．(重点)
1、电流的形成（1）．形成电流的条件：①自由电荷；②电压．（2）．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．
2、电流的速度（1）．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s.（2）．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105 m/s的平均速率在无规则的运动．（3）．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5 m/s，被形象的称为“电子漂移”．
（1）．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向．（2）．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极．
（3）．单位：国际单位为安培，符号为A；常用单位有mA、μA，换算关系为1 A＝103 mA＝106 μA.（4）．直流电：方向不随时间改变的电流叫作直流电．
（1）．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．
（2）．定义式：I＝ .
恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流叫作恒定电流．
(1)金属导体中电子定向移动的速率很小，远小于光速．( )(2)加上电压后，导体中的电场是以光速3.0×108 m/s.传播的．( )(3)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的．( )(4)电流既有大小又有方向，矢量．( )(5)由I＝可知，I与q成正比，与t成反比. ( )
1.对 的理解
3.电流强度的微观表达式
（1）建立模型：如图 所示，导体长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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，每个自由电荷的电荷量为q.
（2）理论推导：AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.总电荷量Q＝Nq＝nlSq.所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝ .根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I＝ ＝nqSv.
（3）结论：从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．
例1 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是多大？
解析：1s内通过横截面正离子的电荷量为q1=2n1e， 负离子的电荷量绝对值为q2=n2e，
则电流为 ，
将n1=5×1018个，n2=1×1019个，e=1.6×10-19C 代入解得，I=3.2A．
答案：通过电解质溶液的电流是3.2A
例2 .(多选)关于电流的速度，下列说法正确的是( )A．电荷的定向移动形成电流，所以电流的传导速率等于自由电荷定向移动的速率B．电流的传导速率等于自由电荷的无规则热运动的速率C．电流的传导速率等于电场的传播速率D．电流的传导速率近似等于光速
解析： 电流的传导速率等于电场的传播速率，近似等于光速c，大于自由电荷定向移动的速率和自由电荷无规则热运动的速率，故选项A、B错误，选项C、D正确．
1．(多选)对电流的理解，下列说法正确的是( )A．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定B．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零C．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小D．恒定电流是由恒定电场产生的
解析： 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，则A错误；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，自由电子不能定向运动，故电流为零，B正确；根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，C错误；恒定电流是由导体两端稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流，D正确．
2．电路中每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m2的导线，那么电路中的电流是( )A．0.016 μA B．1.6 mAC．16 μA D．0.16 μA
4.若氢原子的核外电子绕核作半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω=__________；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=__________。（已知电子的质量为m，电量为e，静电力恒量用k表示）
电子绕核运动的向心力等于库仑力
5．一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10 s，则等效电流大小为________A，方向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向．(电子的电荷量e＝1.60×10－19 C)
答案: 1.6×10－9 逆时针
人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？从这节课开始，我们进入第3章，进行电流、电路及其应用的学习。
为什么电闪雷鸣时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，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？带着这个问题，我们进入今天 电流的课堂。
1．知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释． 2．了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速率和电子漂移速度(即电子定向移动速度)．(难点) 3．知道电流的大小、方向和单位，理解电流的定义式I＝ ，并能用它进行有关的计算．(重点)
1、电流的形成（1）．形成电流的条件：①自由电荷；②电压．（2）．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．
2、电流的速度（1）．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s.（2）．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105 m/s的平均速率在无规则的运动．（3）．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5 m/s，被形象的称为“电子漂移”．
（1）．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向．（2）．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极．
（3）．单位：国际单位为安培，符号为A；常用单位有mA、μA，换算关系为1 A＝103 mA＝106 μA.（4）．直流电：方向不随时间改变的电流叫作直流电．
（1）．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．
（2）．定义式：I＝ .
恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流叫作恒定电流．
(1)金属导体中电子定向移动的速率很小，远小于光速．( )(2)加上电压后，导体中的电场是以光速3.0×108 m/s.传播的．( )(3)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的．( )(4)电流既有大小又有方向，矢量．( )(5)由I＝可知，I与q成正比，与t成反比. ( )
1.对 的理解
3.电流强度的微观表达式
（1）建立模型：如图 所示，导体长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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，每个自由电荷的电荷量为q.
（2）理论推导：AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.总电荷量Q＝Nq＝nlSq.所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝ .根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I＝ ＝nqSv.
（3）结论：从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．
例1 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是多大？
解析：1s内通过横截面正离子的电荷量为q1=2n1e， 负离子的电荷量绝对值为q2=n2e，
则电流为 ，
将n1=5×1018个，n2=1×1019个，e=1.6×10-19C 代入解得，I=3.2A．
答案：通过电解质溶液的电流是3.2A
例2 .(多选)关于电流的速度，下列说法正确的是( )A．电荷的定向移动形成电流，所以电流的传导速率等于自由电荷定向移动的速率B．电流的传导速率等于自由电荷的无规则热运动的速率C．电流的传导速率等于电场的传播速率D．电流的传导速率近似等于光速
解析： 电流的传导速率等于电场的传播速率，近似等于光速c，大于自由电荷定向移动的速率和自由电荷无规则热运动的速率，故选项A、B错误，选项C、D正确．
1．(多选)对电流的理解，下列说法正确的是( )A．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定B．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零C．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小D．恒定电流是由恒定电场产生的
解析： 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，则A错误；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，自由电子不能定向运动，故电流为零，B正确；根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，C错误；恒定电流是由导体两端稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流，D正确．
2．电路中每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m2的导线，那么电路中的电流是( )A．0.016 μA B．1.6 mAC．16 μA D．0.16 μA
4.若氢原子的核外电子绕核作半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω=__________；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=__________。（已知电子的质量为m，电量为e，静电力恒量用k表示）
电子绕核运动的向心力等于库仑力
5．一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10 s，则等效电流大小为________A，方向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向．(电子的电荷量e＝1.60×10－19 C)
答案: 1.6×10－9 逆时针
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