高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流优质课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流优质课ppt课件，共22页。PPT课件主要包含了恒定电流，干电池，铅蓄电池，光伏电池，锂电池，解析C，解析D，电流为多少等内容，欢迎下载使用。

有A、B 两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线H导线H 中的自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。由于B 失去电子，A 得到电子，A、B 之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。这种情况下，导线H 中的电流只是瞬间的。
倘若在A、B之间连接一个装置P，它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B之间始终存在电势差，H内就会存在持续的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是电源（pwer surce），A和B是电源的两个电极。
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。
导线内的电场是由电源和导体中积累的电荷共同形成的。

这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场（steady electric field）。
A、B 周围空间的电场是由电源、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，电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。
由于在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。
在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量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，电流表的示数将保持恒定。
我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流（steady current）
2.物理意义:表示电流的强弱程度
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时间t的比值叫做电流。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）
定义式：适用于任何电荷定向移动形成的电流
电流方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在电源外部,电流从正极流向负极；电源的内部,电流从负极流向正极；
对点训练——电流的计算
对点训练——公式I=q/t的应用
地球表面附近存在一竖直向下的电场，晴天时在电场力作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，由此形成的微弱电流称为地空电流。这电流是稳恒的，不随高度变化，全球地空电流的总电流强度为1 800 A。假设正、负离子带电荷量均为1.6×10－19 C，则1 s时间内穿过以地心为球心半径略大于地球半径的球壳的电荷个数约为（　　）
对点训练——公式I=q/t在电解液中的应用
电池的容量，表示是电荷量q，通常以"安时"（A·h）或"毫安时"（mA·h）作单位。
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。回答下列问题：
1、t 时间内那一段长度内的自由电荷可通过右端的截面？
2、这一段导体内的自由电荷的数目？
3、t 时间内通过截面S 的电荷量？
对点训练——电流微观表达式的应用
【问题】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/ml,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1,电子的电量e=-1.6×10-19 C,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。
【解析】设自由电子在导线内定向移动的速率是v。取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS，则这段导线中的原子数为
则这段导线中的自由电子数也为n，
t时间内通过导体横截面的电荷量:
既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？
实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。
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
1. 一条导线中的电流为50 μA，在3.2 s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
2. 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的10 s内通过某一横截面的电荷量为3 C，则电流是多少？