高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流说课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流说课课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了第1节电源和电流，知识点一电源，静电力，电势差，常见的电源，观图助学，知识点二恒定电流，恒定电场，稳定分布，定向移动等内容，欢迎下载使用。
[观图助学]如图所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R中自由电子会在静电力的作用下定向移动，电子在导线中定向移动，导线中有瞬间电流，我们想在导线中产生持续的电流，应该怎样解决呢？
1.电源的概念：在电路中把在________作用下移动到导体A的电子________到导体B的装置。2.电源的作用(1)在导体A、B两端维持一定的________。(2)使电路中保持________的电流。
[思考判断](1)电源能把其他形式的能转化为电能。(　　)(2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。(　　)
雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，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，这是因为有持续的电流流过小灯泡，电流是怎么形成的呢？
(1)定义：由____________的电荷所产生的稳定的电场。(2)形成：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。(3)特点：导线内的电场线与导线________，电荷的分布是________的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(1)概念：大小、方向都________________的电流。(2)形成：____________使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。
[观察探究]如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2。
(1)确定通过导电液体中电流的方向；(2)计算导电液体中电流的大小。
[探究归纳]1.电流的形成
电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流。(1)产生电流的条件：导体两端有电压。(2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。
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与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量。导师点睛判断一个物理量是矢量还是标量，关键是看其运算法则是否满足平行四边形定则。
[试题案例][例1] 下列说法中正确的是(　　)A.导体中电荷运动就形成了电流B.在国际单位制中，电流的单位是安培(A)C.电流有方向，它是一个矢量D.任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
解析　自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，故选项A错误；形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误；电流有方向，但它是标量，故选项C错误。答案　B
[例2] 如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是(　　)
[针对训练1] (多选)下列关于电流方向的说法中，正确的是(　　)A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向C.在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D.在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同解析　人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，A错误，B、D正确；金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，故在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，C正确。答案　BCD
[针对训练2] 某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
[要点归纳]1.电流的微观表达式的推导
金属导体中的电流跟自由电子定向移动的速率有关，它们之间的关系可用下述方法简单推导出来。
导体左端的自由电子到达右端
2.对电流的微观表达式I＝neSv的理解
[试题案例][例3] (多选)一横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)
思路点拨计算自由电子数目有以下两条思路：(1)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于Δt时间内通过导线横截面的电荷量IΔt与自由电子电荷量q的比值。(2)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于导线vΔt长度内所含的自由电子数。
方法归纳　利用I＝nqSv分析问题应注意的三个方面(1)各个物理量都要用国际单位。(2)正确理解各符号的意义，特别是n表示导体中单位体积内的自由电荷数，v表示自由电荷定向移动速度的大小。(3)若已知单位长度的自由电荷数为n，则电流的微观表达式为I＝nqv
[针对训练3] 一段粗细均匀的导线的横截面积为S，导线内自由电子的电荷量为e，导线单位长度内自由电子数为n，自由电子做无规则运动的速率为v，单位时间内通过某一横截面的自由电子数为N。则导线中的电流为(　　)A.neSv B.nevC.N D.Ne
[试题案例][例4] 一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是(　　)A.单位体积内自由电子数较多B.自由电子定向移动的速率较大C.自由电子的热运动速率较大D.电流的传导速度较大
解析　对同一根导线单位体积内的自由电子数是一样的，A错误；电流和自由电子的定向移动的速率有关，与自由电子的热运动速率无关，故B正确，C错误；电流的传导速度是电场的形成速度等于光速c，和电流的大小无关，选项D错误。答案　B
[针对训练4] 导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2。(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线定向移动1 m，平均要多少时间？
(2)由公式I＝neSv，
答案　(1)6.25×1018个　(2)7.35×10－5 m/s　(3)3.78 h