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(共30張PPT)
§1 電源和電流
人教版(2019)必修 第三冊
第十一章 電路及其應用
貳
電源
叁
恒定電流
肆
課堂練習
目
錄
壹
新課引入
必修三
新課引入
壹
雷鳴電閃時,強大的電流使天空發出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續發光,這是為什么
情景導入：
電源
貳
思考與討論：
(1)如圖是兩個分別帶正負電荷的導體，用導線連接兩導體，導線和導體中會有電荷定向移動嗎？若有，怎樣移動？
自由電子由B定向移動到A，在導線中產生一個瞬時電流，之后兩個帶電體成為等勢體，達到靜電平衡,不再有電流產生。
(2)怎樣才能使A、B產生持續的電流？
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A
+
+
+
+
+
+
+
+
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B
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H
A
B
H
A
B
水池
抽水機
(3)如圖所示，若在水池A、B之間用一個細管連起來，則水在重力的作用下從水池A到水池B做定向移動，A、B之間的高度差很快消失，水管中只可能有一個瞬間的水流。怎樣才能使水管中有源源不斷的水流呢？
可將B中的水用抽水機抽到A中，保持水池A、B的水面有一定的高度差。
思考與討論：
如果在A、B之間接上一個裝置P，它能不斷的把經過導線R流到A的電子取走，補充給B，使A、B始終保持一定數量的正、負電荷，情況會怎樣呢？
能保持導體兩端的電勢差(電壓),使電路有持續的電流。
思考與討論：
-
-
-
A
+
+
+
+
+
+
B
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_
H
P
-
-
1.定義：電源是能把自由電子從正極A搬運到負極B的裝置．
2.作用：維持電源正、負極間有一定的電勢差，從而保持電路中有持續電流．
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-
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A
+
+
+
+
+
+
B
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H
P
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恒定電流
叁
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+
A
+
+
+
+
+
+
+
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B
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_
P
用一根導線將電源正、負極之間相連，會形成怎樣的電場和電流有什么特點呢？
M
N
E
導線內很快形成沿導線方向的電場
思考與討論：
導線內的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。
由穩定分布的電荷產生穩定的電場稱為恒定電場。
盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩定的，電場的分布也穩定。
-
-
-
A
+
+
+
+
+
+
B
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H
P
-
-
電源和導線
恒定電場
電場強度不變
自由電荷定向運動的平均速率不隨時間變化
串一個電流表,讀數不會變
1.恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流。
2.電流：
（1）定義：通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。
（2）物理意義：表示電流強弱的物理量。電流就越大，單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多。
（3）公式：
2.電流：
（4）單位：在國際單位制中，電流的單位是安培簡稱安，符號是 A。 1A=1C/s ， 常用單位：毫安（mA）、微安（μA），1 A ＝ 10 3 mA ＝ 10 6 μA
（5）方向：導體內正電荷定向移動的方向為電流的方向。
金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。
（6）注意：電流雖然有方向，但電流是標量，它遵循代數運算法則，不遵循平行四邊形定則。
（7）電解液中的電流
I
在電解液中，電流方向與正離子定向移動方向相同，與負離子走向移動方向相反．導電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。
2.電流：
一段粗細均勻的導體長為l，兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為s，導體每單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷量為q。我們如何從微觀角度表示電流呢？
思考與討論:
設想在導體中取橫截面C，則在時間t內處于相距為 vt 的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面C．
B
C
S
v
vt
q
q
q
q
閉合開關的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時產生了電流。
三種速率：
1.電子定向移動的速率約10-4m/s；
3.電場的傳播速率也叫電流的傳導速率 3×108m/s.
既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關時電路中的電燈立刻就亮了呢？
2.電子無規則熱運動的速率約105m/s；
思考與討論:
在充電的過程中，通過化學反應，電池的正極由鋰離子生成，鋰離子通過電解液運動到電池的負極。負極的碳材料有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌在這些微孔中，嵌入的鋰離子越多，電池中充入的電荷量也就越多。當汽車開動時，在負極的鋰離子又會通過電解液返回正極，回到正極的鋰離子越多，則放出的電荷量也就越大。
電動汽車中的電池:
電池放電時能輸出的總電荷量叫做電池的容量，通常以“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)作單位。
課堂練習
肆
1．如圖所示的電解池，通電1s時間內共有0.2C的正離子和0.3C的負離子通過截面xy，則這個電路中的電流是（　　）
A．0.5A B．0.2A
C．0.3A D．0.1A
A
【答案】A
【詳解】由題可知1s通過截面xy的電荷量為則這個電路中的電流為故選A。
2．如圖所示，一根均勻帶電的長直橡膠棒沿著軸線方向做速度為v的勻速直線運動。若棒橫截面積為S，單位長度所帶的電荷量為 q，求由于棒的運動形成的等效電流大小和方向。（　　）
A．qv，向右 B．qv，向左
C．，向右 D．，向左
B
【答案】B
【詳解】棒沿軸線方向以速度v做勻速直線運動時，通過橫截面的電量大小為根據電流的定義式可得等效電流為由于棒帶負電，則電流的方向與棒運動的方向相反，即與v的方向相反。故選B。
3．如圖，一橫截面積為的銅導線，通過的電流為1A時，自由電子定向移動的平均速率為，試估算體積內的自由電子數為（　　）
A．個 B．個
C．個 D．個
D
【答案】D
【詳解】題意可知銅導線橫截面積，電流，自由電子定向移動的平均速率，自由電子電荷量。 電流的微觀表達式為（其中I是電流，n是單位體積（）內的自由電荷數，q是每個自由電荷的電荷量，S是導體的橫截面積，v是自由電荷定向移動的速率）聯立解得個故選D。
4．如圖所示，以恒定角速度沿順時針方向、繞其圓心做勻速圓周運動的細橡膠圓環，與毛皮摩擦后均勻帶電。已知圓環的半徑為R，帶電量為Q。關于橡膠圓環轉動形成的等效電流說法正確的是（　　）
A．大小，方向沿逆時針
B．大小，方向沿順時針
C．大小，方向沿順時針
D．大小，方向沿逆時針
A
【答案】A
【詳解】細橡膠圓環與毛皮摩擦后帶均勻負電，則等效電流方向沿逆時針；根據電流的定義式有故選A。
5．某手機的部分說明書如圖，電池容量是指電池放電時輸出的總電荷量。該手機充滿電后播放視頻的最長時間約8h。下列說法正確的是（　　）
A．該手機播放視頻時的電流約為0.02A
B．該手機電池放電時輸出的總電荷量為1.8×104C
C．該手機電池放電時輸出的總電荷量為3.6×104C
D．該手機待機時的電流約為0.625A
B
【答案】B
【詳解】A．該手機播放視頻時的電流約為選項A錯誤；
BC．該手機電池放電時輸出的總電荷量為選項B正確，C錯誤；
D．該手機待機時的電流約為選項D錯誤。故選B。
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