电源和电流.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-09 格式:PPTX 页数:56 大小:312KB 金币:10 举报 版权申诉
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课前自主学习一、电源1.电源:能够把正电荷从负极搬到正极的装置.2.电源的作用:维持电源的正、负极间有一定的电势差,在闭合电路中,使导线中的自由电子发生定向移动,保持持续的电流.二、恒定电场1.恒定电场:由电路中稳定分布的电荷所产生的稳定电场,当电路稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(以光速)完成.2.特点:任何位置的电场强度都不随时间发生变化.三、恒定电流1.电流:电荷的定向移动形成电流,用符号I表示,单位是安培,符号A.2.定义:物理学把流过导体截面的电荷量q与所用时间的比值叫电流,表达式3.电流的物理意义:表示电流的强弱程度.4.恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流叫恒定电流.知识梳理图课堂互动探究一、电源1.导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流有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,如上图(a)所示,导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动,B失去电子,A得到电子,周围电场迅速减弱,A、B之间的电势差很快就消失,两导体成为一个等势体,达到静电平衡,如上图(b)所示.2.电源可使电路中保持持续电流.在上述情况中,导线R中的电流只是一个瞬时电流.倘若在A、B之间连接一个装置P,它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走,补充给B,使A、B始终保持一定数量的正、负电荷,这样,A、B周围空间(包括导线之中)始终存在一定的电场,A、B之间便维持着一定的电势差.由于这个电势差,导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动,使电路中保持持续的电流,如图所示,能把电子从A搬到B的装置P就是电源.二、导体中的电场1.导线中电场的形成导线本身由许多带电粒子(电子和质子)组成,当它和电源连通后,在电源两极上的正、负电荷激发的电场作用下,导线的表面以及导线的接头处会有电荷积累,正是这些电荷激发了导线内外的电场,也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向,所以导线中的电场,是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(以光速)完成.2.恒定电场导线与电源连通后,导线内部很快形成沿导线切线方向的电场,这个电场是由电源、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,电场的分布也不会随时间变化.这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.由于在恒定电场中,任何位置的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,在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等,在恒定电场中同样适用.三、形成电流的条件电荷的定向移动形成电流.形成电流满足两个条件:1.要有能自由移动的电荷,在金属导体中的自由电子,电解液中的正负离子,都是自由电荷.2.导体两端存在电压.自由电荷只有定向移动才能形成电流,要使自由电荷定向移动,需给自由电荷施加驱使它作定向移动的作用力,这个作用力可以由电场施加.将导体的两端加上一定的电压(通过电源实现),导体就有了电场,导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动,形成电流,所以形成电流还应满足,导体两端存在电压.注意:为了使导体中有持续电流,必须使导体两端保持持续电压,持续电压可由电源提供.四、电流1.(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,叫做电流强度,简称电流,用I表示(2)定义式:(3)物理意义:表示电流强弱的物理量.(4)单位:国际单位——安培(A);其他单位——毫安(mA)微安(μA).1A=103mA=106μA.(5)方向:习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向.注意:①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反.②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.③电流是标量,虽有大小及方向,但不是矢量.④由求出的是电流的平均值,q=It可求电量.2.电流强度的微观解释如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体l,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,则AD导体中自由电荷总数N=nlS,总电量Q=Nq=nlSq,所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间:所以AD上的电流由此可见,从微观上看,电流决定于导体中自由电荷的密度,电荷量以及定向移动速度,还与导体的横截面积有关.典例分析一、对电流概念的理解例1:关于电流,下列说法中正确的是()A.通过导体截面的电荷量越多,电流越大B.电子运动速率越大,电流越大C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流