人教版高中物理选修3-1：第二章 2.1电源和电流 课件

A得到电子，B失去电子， 周围电场迅速减弱.
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，导线中产生一个瞬时电 流。
问题二
如图，若在水池A、B之间用一个细
管连起来，则水在重力的作用下从 水池A到水池B做定向移动，A、B 之间的高度差很快消失，水管中只 可能有一个瞬间的水流.
怎样才能使水管中有源源不断的水 流呢？
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。
（3）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。
【牛刀小试】
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__1__A__；
2、某电解槽横截面积为0.5m2，若1.0s内沿相反方向通过横
截面的正负离子的电量均为1.0C，则电解液中的电流为__2_A__。
问题六:如何用微观方法表示电流？
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。
设想在导体中取两个横截面B和C，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．
q
vt
Bq
D．电源实质上也是一个用电器，也需 要外界提供能量
在电源内部，将正极上的电子 搬运到负极，维持电势差不变 电源在搬运电荷的过程中， 需要克服电场力做功，将其 他形式的能转化为电能．
电路是否闭合？
电源是对电路提供能量的装置，
二、导线中的电场
假设在电源正、负极之间连一根导线
+ + +
+ A
+-
+ ++

（3）电荷定向移动速率：很小，约10－5 m/s 导体在导电时，只不过是自由电荷在速率巨大
的无规则热运动基础上附加一个很小的定向移动速 率而已。
例1、如图所示，将左、右两段截面积不等的铜导 线连接起来，已知截面面积 SB=2SA ，若在1s内垂 直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截 面的电流的大小关系是 IA=IB ， 电子的定向移动速率 vA=2vB 。
电6A源，P在把1跑s内到通A过的这电条子导再线搬某回一B，横保截持面了的A电B之子间有的多电少势个差？，电路中形成了持续的电流。
流为 I = 2 A。 例抽4水、机在把金低属水导位体的中水，送若到1高0s内水通位过去横，截保面持的了电两荷侧量液为面1高0C度，差则，导容体器中中的形电成流了为持I续= 的循环A水；流。
第二章 恒定电流
§Hale Waihona Puke 、1 电源和电流一、电流的形成与电源 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。
-
-
+ ++ + A+ + ++
___
_ _
B _
_ _
A
B
达到等势，电流消失
形成电流的条件： 导体内有可自由移动的电荷，导体两端有电势差。
形成持续电流的条件： 导体两端一直有电势差。
若左侧为铜导线，右侧为铝导线，那么，通过这两 截面的电流的大小关系是 IA=IB 。 电子的定向移动速率vA=2vB？
6通A过，这在两1s内截通面过的这电条流导的线大某小一关横系截是面的电子，有多少个？
所电有子这 的些定电向荷移都动通速过率截面D所。需要的时间
4尽×管10这-2k些g/电mo荷l，也阿在伏运加动德，罗但常有数的N流A=走6.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。

13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/267/26/2021
• 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年7月26日星期一2021/7/262021/7/262021/7/26
的能转化为电势能的装置。 (3)电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫电
源的⑩内阻。 ①大小 ②方向 ③强弱 ④ ⑤安培 ⑥mA ⑦μA ⑧电势差 ⑨非静电力 ⑩内阻
1.电源在电路中的作用是什么?
解答:电源的作用就是移送电荷,保持导线两端的电势差。
2.恒定电流有什么特点?
解答:电流的大小、方向都不随时间变化。
(2)在电解质的水溶液中通入电流,两电极上会产生一些化学变 化。这种利用电流使物质产生化学变化的现象,我们称为电流的化学 效应,亦即将电能转换成化学能的效应。例如电解、电镀等都是电流 化学效应的应用。
知识链接:金属中自由电子热运动的速率数量级为 105 m/s,电场 的传播速率数量级为 108 m/s,形成电流时电子定向运动的平均速率 数量级为 10-5 m/s。
【答案】D 【点评】自由电荷有两类运动,一类是杂乱无章的热运动,另一 类是定向运动,只有定向运动才能形成电流。
3.下列关于电流方向的说法中,不．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
放电电流是瞬间的,所以闪光只能存在一瞬间;而手电筒中有电源,
电源能源源不断地把流到正极的电子搬运到负极,使正、负极之间始

NA N A I neSv n M M
vt

MI 5 v 7.5 10 m/s eSN A
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 用下做速度很小的定向运动
问题8：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？
_ _ _ _ B _ _ _ _
M
导线内很 快形成沿 导线方向 的电场
E
导体内的电场线保持和导线平行
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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
(电源和导体中积累的电荷共同产生)
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, 因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，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.
闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒 定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几 乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。
电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过 来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
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.
看课本41页回答 问题3、导体内部的电场是由哪些电荷产生的 ? 问题4、导体内部的电场有什么特点？
问题5、当导体两端的电势差恒定时，为什么 自由电荷定向运动的平均速率不随时间变 化？