1、第1节 电源和电流 第十一章 电路及其应用 课标定位 1、了解电源的作用，认识常见的电源。2、认识恒定电路中的电场特点和电荷运动情况 3、了解电流形成的条件，知道电源的作用 4、掌握电流的定义、单位和方向。素养阐释 1、物理观念：电流、电路2、科学思维：从宏观角度类比河流，从微观角度解释恒定电流的形成原因。从现象到物理本质，从定性到定量，层层递进。引入电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么?用导线连接两个分别带正负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为
2、等势体，达到静电平衡，导线中只会产生一个瞬时电流.BA-_-A+B_思考 等势体 水流 AB连通器 抽水机 PBA+_分析问题电源能保持导体两端的电势差(电压),使电路中有持续的电流.问题：怎样才能形成持续的电流？可将B中的水及时抽到A，保持水池两水面有高度差.一、电源-+A+_B_P-1.定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置叫做电源 作用：保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流.2.形成电流的条件：（1）存在自由电荷 金属导体自由电子 电解液正、负离子（2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流 3、类型：发电机：通过电磁作用把电子
3、从正极搬运到负极。干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。电源中电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。太阳电池 干电池 铅蓄电池 锂电池 常 见 电 源 锌汞电池【课堂反馈1】关于电源以下说法正确的是()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电源的作用就是将其他形式的能转化为电能 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 B结论：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。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，电场的分布也稳定恒定
4、电场.我们在上一章中曾经得出结论：在静电平衡时，导体内部的场强为零，导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么?思考 二、恒定电流(steady current)A、B周围产生 ，而非匀强电场。因碰撞，大量自由电荷定向运动的 不随时间变化。串联电流表，得到 。大小、方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流.恒定电流的产生 恒定的电场 平均速率 恒定电流 1、概念：电荷的定向移动形成电流。2、定义：用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱，叫做电流I。4、方向：正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。qIt3、单位:国际单位 安培
5、(A)1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（A）注意：电流虽有方向，但它是标量，运算不遵循平行四边形定则 【课堂检测2】关于电流的方向，下列叙述中正确的是()A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定 C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同 C 电池容量是指电池存储电量的大小，是电池的重要参数之一，通常以“安时”(Ah)或“毫安时”(mAh)作单位，下图是某品牌电池：4100mAh指的是电池容量 344100 10 A 3600s1.
6、476 10 Cq电量：=三、电流的微观表达式推导：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。总电量 电荷总数 nqSvnlSql/vNqtQI=l/vAB注意事项(1)I=是电流的定义式，I=nqSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。(2)q=It是求电荷量的重要公式，而公式I=求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。(3)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=时，q为正
7、电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。思考与讨论 三种速度的区别（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-210-3m的数量级。（对每个电子而言）（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米。【课堂检测3】有一条横截面积为S的导体，通过的电流为I，该导体内单位长度内自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，以下说法中正确的是（）A.该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速率很小，远小于光速 B.该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速
8、率很大，等于光速 C.该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速率很小，远小于光速 D.该导体自由电荷定向移动的速率为/，该速率很大，等于光速 A 课堂小结 1、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场：导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场)4、恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流.5、电流：表示电流的强弱程度的物理量.（1）定义式 I=q/t （2）金属导体中电流的计算式 InqS=vn 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积，v为电荷定向移动速率，q为每个自由电荷的电量【课堂检测1】有一横截面为S的铜导线，流经其中的
9、电流为I设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v在t 时间内通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）A.nvSt B.nvt C.It/e D.It/SeAC【课堂检测2】非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100 V，电流50 A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看做如图规律放电则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为()A.25 C B.50 C C.150 C D.250 C A【课堂检测3】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？解析：设在t=1s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价负离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t 时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n1+n2）e 电流强度为I=q/t=1.610-1921019A=3.2 A