【文档说明】新高中物理人教版必修第三册第十一章1《电源和电流》PPT课件.pptx，共(21)页，833.151 KB，由小喜鸽上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-117225.html

以下为本文档部分文字说明：

-1-1.电源和电流-2-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标思维导图1.知道电流的形成条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场。2.理解电流的定义,知道电流的单位、方向的确定,理解电流的定义

式I=qt,并能分析相关问题。3.从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。-3-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课前篇自主预习必备知识自我检测一、电源1.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R,回答下列问题。(1)用导线连接后,电荷怎样移动?答案

:导线中移动的是自由电子,故导体B上负电荷流向导体A。电流的方向是正电荷移动的方向,与负电荷移动的方向相反,故电流由A流向B。(2)用导线连接后会有电流,为什么电流只是瞬时的?答案:由于电荷的定向移动,两导体很快达到静电平衡,成为一个等势体,所以导线中的电流只是瞬时的。-4-1.电源和电流

课前篇自主预习课堂篇探究学习课前篇自主预习必备知识自我检测2.形成持续电流的条件:一是要有自由移动的电荷,二是导体两端要有稳定的电势差。3.电源的作用:电源能把负电荷由正极搬运到负极,保持正、负极之间有稳定的电势差。-5-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课前篇自主预习必备知识自我检测

二、恒定电流1.恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,叫作恒定电场。2.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。3.电流的强弱用电流这个物理量表示。单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电

流就越大。用I表示电流,q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量,有I=。单位是安培,符号是A,常用的单位还有毫安(mA)和微安(μA)。4.电流的微观解释:导体的横截面积为S,自由电子数密度(单位体积内的自由电子数)为n,自由电子定向移动的平均速率为v,则时间t内

通过该横截面的自由电子数为nSvt,由于电子的电荷量为e,时间t内通过横截面的电荷量为q=neSvt。根据电流的公式I=,电流和自由电子定向移动平均速率的关系为I=neSv。𝑞𝑡𝑞𝑡-6-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课前篇自主预习必备知识自我检测1

.正误判断。(1)电源能把自由电子从正极搬运到负极。()解析:电源把电子从电源正极“搬运”到负极,以增加其电势能。答案:√(2)因为电流既有大小又有方向,所以电流是矢量。()解析:电流虽然有方向,但不是矢量,其运算遵从代数法则。答案:×

(3)通过导体某横截面的电荷量越多,电流越大。()解析:由I=𝑞𝑡知I还与t有关,q大I不一定大。答案:×(4)电流的方向与电荷定向移动的方向相同。()解析: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。答案:×-7-1.电

源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课前篇自主预习必备知识自我检测2.(多选)关于电流,下列叙述正确的是()A.只要将导体置于电场中,导体内就有持续的电流B.电源的作用是使闭合电路中有持续的电流C.导体内没有电流,说明导体内

部的电荷没有移动D.恒定电流是由恒定电场产生的解析:电流有瞬时电流和恒定电流之分,瞬时电流是电荷的瞬时定向移动形成的,而恒定电流是在导体两端加稳定的电压时形成的,电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压,从而

在导体内部形成电场而产生持续的电流,选项B、D正确。答案:BD-8-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课前篇自主预习必备知识自我检测3.(1)在金属导体中,若10s内通过某一横截面的电荷量为10C,则导体中的电流为多少安?(2)某电解槽横截面积为0.5m2,若10

s内沿相反方向通过横截面的正、负离子的电荷量均为10C,则电解液中的电流为多少安?解析:(1)10s内通过某一横截面的电荷量是10C,则I=𝑞𝑡=10C10s=1A。(2)正电荷形成的电流I1=10C10s=1A负电荷形成的电

流I2=10C10s=1A因负电荷形成的电流方向与其定向移动方向相反,所以两种电荷形成的电流方向相同。故电解液中的电流I=I1+I2=2A。答案:(1)1A(2)2A-9-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二电流表达式I=𝑞𝑡及电流的方向情景导引1.

电荷的定向移动形成电流,如何描述电流的强弱?2.电流可能是正电荷或负电荷定向移动形成的,也可能是正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成的,人们是如何规定电流的方向的?要点提示:1.利用单位时间内通过导体横截面的

电荷量描述电流的强弱。2.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。-10-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二知识归纳1.电流的方向(1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。(2)金属导体中自由移动的电荷是自

由电子,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。2.电流的大小(1)公式:I=。用该式计算出的电流是时间t内的平均值。对于恒定电流,电流的瞬时值与平均值相等。𝑞𝑡-11-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究

学习探究一探究二(2)两点说明①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的,应用I=求电流时,q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。②q=It是I=的变形,是求电荷量的重要公式。其中I是电流在时间t内的平均值。𝑞𝑡𝑞𝑡

-12-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二实例引导例1如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2s内分别有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内

部的横截面M,试问:溶液中的电流方向如何?电流多大?-13-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二解析:NaCl溶液导电是靠自由移动的Na+和Cl-,它们在静电力作用下向相反方向运

动。溶液中电流方向与Na+定向移动方向相同,即由A指向B。Na+和Cl-都是一价离子,每个离子的电荷量为e=1.60×10-19C,NaCl溶液导电时,Na+由A向B定向移动,Cl-由B向A运动,负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动,所以每秒通过M横截

面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和,则有I=𝑞𝑡=𝑞1+𝑞2𝑡=1.0×1018×1.60×10-19+1.0×1018×1.60×10-192A=0.16A。答案:溶液中的电流方向由A指向B,大小为0.16A。-14-1.电源和

电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二规律方法(1)公式I=𝑞𝑡中q是时间t内通过某横截面的电荷量,不是单位横截面的电荷量。(2)用公式I=𝑞𝑡计算电流大小时,只需代入电荷量的绝对值,且q要与时间t

相对应。-15-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二变式训练1在一次闪电的过程中,流动的电量大约为300C,持续的时间大约是0.005s,所形成的平均电流为多大?这些电荷量如果以0.5A的电流流过灯泡,

可使灯泡照明多长时间?解析:该次闪电形成的平均电流I=𝑞𝑡=3000.005A=6×104A。若闪电过程中流动的电荷量以0.5A的电流通过灯泡,则照明的时间为t'=𝑞𝐼'=3000.5s=600s。答案:

6×104A600s-16-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二电流的微观表达式情景导引如图所示,AD表示粗细均匀的一段长为l的导体,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为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。(1)AD导体中有多少个自由电荷?总电荷量是多少?(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少?(3)导体AD中的电流是多大?-17-1.电源

和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二要点提示:(1)AD导体中的自由电荷总数:N=nlS。总电荷量Q=Nq=nlSq。(2)所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间:t=𝑙𝑣。(3)根据公式q=It可得:导体AD中的电流:I=𝑄𝑡=𝑛𝑙𝑆�

�𝑙𝑣=nqSv。-18-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二对电流微观表达式和三种速率的理解(1)从微观上看,电流取决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

动平均速率、导体的横截面积。(2)电流的微观表达式:I=nevS。式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、e为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动的平均速率,S为导体的横截面积。(3)三种速率的比较①电子定向移动平均速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也是公式I=neSv中的

v,大小约为10-4m/s。②电流的传导速率:电流在导体中的传导速率等于光速,为3×108m/s。闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电子几乎同时定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流。③电子热运动速率:电子做无规则热运动的速率,大小约为105m/s。由于热运

动向各个方向运动的机会相等,故此运动不能形成电流。-19-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二实例引导例2(多选)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为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e,此时电子定向移动

的平均速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为()A.nvStB.nvtC.𝐼𝑡𝑒D.𝐼𝑡𝑆𝑒解析:t时间内,通过导线横截面的自由电子数N=𝑄𝑒=𝐼𝑡𝑒,故选项C正确。又I=neSv代入上式得N=nvSt

。故选项A正确。答案:AC-20-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二规律方法使用公式I=neSv进行计算时的注意事项(1)各个物理量都要用国际单位制单位。(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的平均速率。(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=nev。-21-1.电源和电流课前篇自主预习课堂篇探究学习课堂篇探究学习探究一探究二变式训练2有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2

倍,而单位时间内通过横截面的电荷量乙是甲的2倍,以下说法正确的是()A.甲、乙两导体的电流相同B.乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的平均速度是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的平均速度大

小相等解析:由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,因此通过乙导体的电流是甲的2倍,故选项A错误,而选项B正确。由于I=neSv,得v=,由于不知道甲、乙两导体的性质(n不知道),所以无法判断v,故正确选项

为B。答案:B𝐼𝑛𝑒𝑆