《电源和电流》内容完整赏析课件.pptx

1、主讲人：时间:物理精品课件内容完整1电源和电流第十一章 电路及其应用1.了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位和方向.3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、电源1.定义：能把电子从电源 搬运到电源 的装置就是电源.2.作用：使导体两端始终存在 .知识梳理正极负极电势差二、恒定电流1.定义：、都不随时间变化的电流称为恒定电流.2.电流的定义式：I_，其物理意义：时间内通过导体横截面的 ，是表示电流强弱程度的物理量.3.在国际单位制中，电流的单位是 ，符号

2、是 .4.电流的方向：规定为 定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向 .大小方向单位电荷量安培A正电荷相反1.判断下列说法的正误.(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动.()(2)电流既有大小，又有方向，是矢量.()(3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的.()(4)电子定向移动的方向就是电流的方向.()(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多.()即学即用2.一次闪电，流动的电荷量大约为300 C，持续的时间大约是0.005 s，所形成的平均电流为_ A.6104一、电流的理解和计算导学探究 1.如图1所示，用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有无电流？

3、为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？重点探究图图1答案答案A、B之间有电势差，能形成电流，但不能持续下去.2.如图2所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？图图2答案答案产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差.3.如图3，盐水中可以形成电流，盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同？答案答案盐水中的电流是Na、Cl定向移动形成的，金属导体中的电流是电子定向移动形成的.图图3知识深化1.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反.2.电流的大小定义式：I .用该式计算出的电流是时

4、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.3.电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量.例1(多选)关于电流，下列说法正确的是A.导体中有电荷运动就会形成电流B.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零解析导体中自由电荷定向移动形成电流，无规则运动不会形成电流，故A错误；电流虽有方向，但它是一个标量，故B错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故C正确；导体两端电势差为零时，电荷不会定向移动，

5、电流必为零，故D正确.例2(2020双鸭山一中高二上月考)如图4所示，电解槽内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是A.正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流，方向从B到AB.溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消图图4解析电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A到B，电流不会相互抵消，故A、B错误；t时间内通过溶液内横截面S的电荷量qn1en2e(n1n2)e，解析由题意，1 s内通过横截面正离子的电荷量为q12n1e，

6、负离子的电荷量绝对值为q2n2e，将n151018个，n211019个，e1.61019 C，t1 s，代入解得I3.2 A.故选D.针对训练某电解池，如果在1 s内共有51018个二价正离子和11019个一价负离子通过面积为0.1 m2的某横截面，那么通过这个横截面的电流是(元电荷的电荷量为1.61019 C)A.0 B.0.8 AC.1.6 A D.3.2 A二、电流的微观表达式1.电流的微观表达式的推导电流的微观表达式的推导如图5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

7、个自由电荷的电荷量大小为q.则：导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t .导体AD内的自由电荷总数NnlS总电荷量QNqnlSq图图52.电流的微观表达式电流的微观表达式InqvS(1)I 是电流的定义式，InqvS是电流的决定式，因此I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关.(2)v表示电荷定向移动的速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的.3.区别三种速率区别三种速率自由电荷定向移

8、动速率自由电荷定向移动形成电流，其中自由电荷定向移动速率的数量级一般为104 m/s电子热运动速率导体内的自由电子在永不停息地做无规则运动，由于热运动，自由电子向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动速率的数量级为105 m/s电场传播速率(或电流传导速率)等于光速.闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c的速度建立恒定电场，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运动，整个电路也就几乎同时形成了电流例3一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导线中通过的电

9、流为I.则下列说法正确的是A.自由电子定向移动的速率为v0B.自由电子定向移动的速率为vC.自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD.自由电子定向移动的速率为v解析v0为自由电子做无规则热运动的速率，不是定向移动速率，故A错误；对于电流微观表达式InqSv，式中n为单位体积内的自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，则t时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt，电荷量qnvte，所以电流I nev，所以v ，故B、C错误，D正确.三、电动汽车中的电池1.锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极.充电时，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极.当汽车开动时，在

10、负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，放出电荷量就越大.2.电池的容量：电池放电时输出的总电荷量，通常以“安时”(Ah)或“毫安时”(mAh)作单位.例4(多选)如图6是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是A.该电池的容量为60 AhB.该电池以6 A的电流放电，可以工作10 hC.该电池以6 A的电流放电，可以工作60 hD.该电池充完电可贮存的电荷量为60 C图图6解析从题图标识牌可知电池的容量为60 Ah，即以6 A的电流放电可工作10 h，故A、B正确，C错误；该电池充完电可贮存的电荷量q603 600 C2.16105 C，故D错误.1.(对电源的理解)关于电

11、源的说法正确的是A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持 两极之间有稳定的电势差B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持 两极之间有稳定的电势差C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量随堂演练1234解析电源的作用是维持正、负极之间稳定的电势差，外电路中自由电子在静电力的作用下由负极向正极移动，在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错，B对.电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C错.电源是对电路提供能量的装置，故D错.12342.(对I 的理解)下列关于电流的说

12、法正确的是A.根据I 可知，I与q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的 电流是恒定电流C.电流是一个标量，其方向是没有意义的D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位1234解析橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，t内通过的距离为vt，t内通过某横截面的电荷量Qqvt，根据电流的定义式I ，得到等效电流Iqv，A正确.3.(电流微观表达式的理解)(2019南昌二中高二期中)如图7所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为1

13、234图图71234.(I 的应用)在示波管中，电子枪2 s内发射了61013个电子，则示波管中电流的大小为(e1.61019 C)A.4.8106 A B.31013 AC.3106 A D.9.6106 A4解析电子枪2 s内发射的电荷量q610131.61019 C9.6106 C，故A正确，B、C、D错误.考点一电流的理解和计算1.(多选)关于电流和电源，下列说法中正确的是A.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差B.导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.因为电流有方向，所以电流是矢量基础对点练课时对点练12

14、3456789 10123456789 10解析电源的作用就是移送电荷，保持导体两端有持续的电势差，故A正确；根据欧姆定律知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故B正确；由电流的定义式I 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故C正确；虽然电流有方向，但电流的方向表示正电荷定向移动的方向，电流是标量，故D错误.2.(2020牡丹江一中高二上月考)关于对电流的理解，下列说法正确的是A.只有自由电子的定向移动才能形成电流B.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C.导体中的自由电荷越多，电流越大D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培

15、”是基本单位123456789 10解析正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A错误；电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B错误；电流的大小取决于电荷量与时间的比值，与自由电荷无关，故C错误；国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培”是基本单位，故D正确.123456789 103.(2020常州高级中学期末)电路中每分钟有61013个自由电子通过导线的横截面，横截面的面积为6.4107 m2，那么电路中的电流是(e1.61019 C)A.0.016 A B.1.6 mAC.16 A D.0.16 A123456789 104

16、.重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射5价重离子束，其电流强度为1.2105 A，则在1 s内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.61019 C)A.3.01012 B.1.51013C.7.51013 D.3.751014123456789 10解析1 s内发射的重离子的电荷量为QIt1.21051 C1.2105 C，每个重离子的电荷量为5e，考点二电流的微观表达式5.有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过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速率是甲导体的2倍D

17、.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等123456789 10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A错，B对.由于InqSv，所以v ，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断v，故C、D错.123456789 106.关于电流，下列说法中正确的是A.导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B.同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大 说明那时导体内自由电荷定向移动的速率大C.由于电荷做无规则运动的速率比电荷定向移动的速率大得多，故电 荷做无规则运动形成的电流也就大得多D.电流的传导速率就是导体内自

18、由电子的定向移动速率123456789 10123456789 10解析导体中无电流时，内部的自由电荷仍在做无规则运动，故A错误；由InqvS可知，同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向移动的速率大，故B正确；电流的大小与电荷做无规则运动的快慢无关，故C错误；电流的传导速率是电场的传播速率，等于光速，而电子的定向移动速率远小于光速，故D错误.123456789 107.(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是A.粗的地方电流大，细的地方电流小B.粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C.各处的电流大小相等D.粗的地方电荷定向

19、移动速率小，细的地方大解析同一根导体上的电流相等，故A错误，C正确；由InqSv可得v ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故B错误，D正确.考点三电子产品中的电池8.(多选)如图1为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是A.该电池的容量为500 mAhB.该电池以5 mA电流工作可用500 hC.该电池在工作时的电流为500 mAD.若电池以10 mA的电流工作，可用50 h123456789 10图图1123456789 10解析该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，选项C错误；500 mAh表示电池容量，由500 mAht10 mA得t50 h，由500 mAht5 mA

20、得t100 h，所以选项A、D正确，B错误.9.安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是123456789 10能力综合练123456789 1010.(2019益阳市检测)一根长L2 m，横截面积S1103 m2的铜棒，两端电势差为U5.44102 V，铜棒的电阻R2105，铜内自由电子的密度为n8.51029 个m3，求：(电子电荷量e1.61019 C)(1)通过铜棒的电流；答案2.72103 A 123456789 10拓展提升练(2)铜棒内的电场强度大小；123456789 10答案2.72102 V/m(3)自由电子定向移动的速率.答案2105 m/s123456789 10本课结束感谢聆听感谢聆听