高中物理1 电源和电流课堂教学ppt课件
展开电闪雷鸣时,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,这是为什么?
用导线连接两个分别带正负电荷的导体,导线中有没有电流通过?为什么?如果有,这个电流能持续下去吗?
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡,导线中只会产生一个瞬时电流.
电源能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持续的电流.
问题:怎样才能形成持续的电流?
可将B中的水及时抽到A,保持水池两水面有高度差.
1.定义:能把自由电子从正极搬到负极的装置叫做电源
作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.
2.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,自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流
①发电机:通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。
②干电池/蓄电池:通过化学作用把电子从正极搬运到负极。
电源中电势高的一极是正极,电势低的一极是负极。
【课堂反馈1】关于电源以下说法正确的是( )A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量
结论: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.
我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么?
二、恒定电流(steady current)
A、B周围产生 ,而非匀强电场。
因碰撞,大量自由电荷定向运动的 不随时间变化。
串联电流表,得到 。
大小、方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流.
1、概念:电荷的定向移动形成电流。2、定义:用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱,叫做电流I。
4、方向:正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
3、单位:国际单位 安培(A) 1A=1C/s常用单位:毫安(mA)、微安(μA)
注意:电流虽有方向,但它是标量,运算不遵循平行四边形定则
【课堂检测2】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
电池容量是指电池存储电量的大小,是电池的重要参数之一,通常以“安时”(A•h)或“毫安时”(mA•h)作单位,下图是某品牌电池:
4100mAh指的是电池容量
推导:一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压,自由电荷定向移动的速率为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,每个自由电荷量为q。
(1)电流传导速率等于光速,电路一接通,导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。(对整体而言)
(2)电子定向移动速率,其大小与电流有关,一般每秒为10-2~10-3m的数量级。(对每个电子而言)
(3)电子热运动速率,任何微观粒子都做无规则运动,其速度与温度有关,通常情况为每秒几百米。
【课堂检测3】有一条横截面积为S的导体,通过的电流为I,该导体内单位长度内自由电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,以下说法中正确的是( ) A. 该导体自由电荷定向移动的速率为?/??,该速率很小,远小于光速B. 该导体自由电荷定向移动的速率为?/??,该速率很大,等于光速C. 该导体自由电荷定向移动的速率为?/???,该速率很小,远小于光速D. 该导体自由电荷定向移动的速率为?/??,该速率很大,等于光速
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、电源的作用:提供持续的电压3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场)4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. (1)定义式 I=q / t (2)金属导体中电流的计算式
n 为单位体积内自由电荷数目,S 为导体横截面积,v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量
【课堂检测1】有一横截面为S的铜导线,流经其中的电流为I.设每单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,此时电子的定向移动速度为v.在Δt 时间内通过导体横截面的自由电子数目可表示为( ) A. nvSΔt B. nvΔt C. IΔt/e D. IΔt/Se
【课堂检测2】非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流50 A,每秒钟放电150次,其放电情况可近似看做如图规律放电.则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为( ) A. 25 C B. 50 C C. 150 C D. 250 C
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