第十一章

電路及其應(yīng)用

人教版

必修三第一節(jié)

電源和電流BA-A++++++++_B_______

新課導(dǎo)入：電閃雷鳴時，強大的電流使天空不時發(fā)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(xù)發(fā)光，這是為什么？BA-A++++++++_B_______一、電源自由電子的定向運動使兩個帶電體成為等勢體有A、B兩個導(dǎo)體，分別帶正、負(fù)電荷。如果在它們之間連接一條導(dǎo)線，導(dǎo)線中的自由電子在靜電力的作用下沿導(dǎo)線做定向運動，形成電流。由于B失去電子，A得到電子，A、B之間的電勢差很快消失，兩導(dǎo)體成為一個等勢體，達(dá)到靜電平衡。這種情況下，導(dǎo)線中的電流只是瞬間的。一、電源1.概念：能把電子從正極搬運到負(fù)極的裝置。2.作用：維持電路兩端有一定的電勢差，使電路中存在持續(xù)的電流。---+A+++++++___B_____P--自由電子的定向運動使兩個帶電體成為等勢體，自由電子不能持續(xù)定向流動。如何才能使導(dǎo)線中存在持續(xù)的電流呢？--P-+A+++++++___B_____--取走補充倘若在A、B之間連接一個裝置P，它能在B失去電子的過程中，不斷地從A取走電子，補充給B，使A、B始終帶一定數(shù)量的正、負(fù)電荷。這樣，A、B之間始終存在電勢差，導(dǎo)線中就會存在持續(xù)的電流。一、電源能把電子從A搬運到B的裝置P就是電源，A和B是電源的兩個電極。手電筒中的小燈泡能持續(xù)發(fā)光，是因為電路中有電源，使得電路中的電流能夠持續(xù)存在。---+A+++++++___B_____P--一、電源【例1】發(fā)電廠一“合閘”，千里之外的用戶幾乎同時就有了電，人們感嘆：“電流的速度好大呀”，關(guān)于“電流的速度”，理解正確的是（）A．電流的速度就是自由電荷在電路中定向移動的速度B．電流的速度就是電場在電路中傳播的速度C．電流的方向就是自由電荷定向移動的方向D．在普通電路中，自由電荷定向移動的速度和普通子彈的速度數(shù)量級相當(dāng)B【針對訓(xùn)練1】關(guān)于電流的方向，下列說法正確的是（）A．電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端B．電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同C．電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端D．電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相反AD---+A+++++++___B_____P--導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。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(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。1.恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場.二、恒定電流恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流.

2.電流(I):表示電流的強弱程度.1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值.2)公式:

3)單位:國際單位安培(A)1A=1C/s

常用單位：毫安（mA）、微安（μA）

注：電流是標(biāo)量4)方向:正電荷定向移動的方向二、恒定電流

注意1.適用于任何電荷定向移動形成的電流。2.在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）定向移動的方向相反3.電源能在其正、負(fù)極之間維持一定的電勢差，如果電路閉合且安全，電路中將會存在持續(xù)的電流。如果電路斷開，即使有電源，電路中也不會有持續(xù)的電流。三、電流的微觀表達(dá)式1.建立模型一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)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(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為q。AB導(dǎo)體中的自由電荷數(shù)總電荷量所有這些電荷通過橫截面所需要的時間故導(dǎo)體AB中的電流

由此可見，從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中自由電荷數(shù)、每個自由電荷所帶的電荷量、定向移動速率，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。2.理論推導(dǎo)既然電子的定向運動速率很小，為什么閉合開關(guān)時電路中的電燈立刻就亮了呢？

實際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置以光速迅速建立了電場。隨著電場的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時開始做定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流。電子定向移動的速率約10-5m/s，電子熱運動的平均速率105m/s電場的傳播速率3×108m/s.

注意【例2】導(dǎo)體中的電流是5mA，那么在3.2s內(nèi)有

C的電荷定向移動通過導(dǎo)體的橫截面，相當(dāng)于

個電子通過該截面?！踞槍τ?xùn)練2】在某種帶有一價離子的水溶液中，正、負(fù)離子在定向移動，方向如圖所示。如果測得2s內(nèi)分別有1.0×1018個正離子和1.0×1018個負(fù)離子通過溶液內(nèi)部的橫截面M，則溶液中電流的方向如何？電流為多大？

【答案】由A指向B；0.16A四、課堂練習(xí)C1.電路中每分鐘有6×1013個自由電子通過橫截面積為1mm2的導(dǎo)線，那么電路中的電流是（

）A．0.016mA B．1.6mA C．0.16μA D．1.6μA四、課堂練習(xí)BC2．關(guān)于電流，下列說法中正確的是()A．電流流向總是從高電勢流向低電勢B．導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比C．單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量越多，導(dǎo)體中的電流越大D．因為電流有方向，所以電流是矢量四、課堂練習(xí)四、課堂練習(xí)C3．某電解池中，若在2s內(nèi)有個5.0×1015個二價正離子和1.0×1016個一價負(fù)離子通過某截面M，其中正離子水平向右移動，那么通過這個截面的電流的大小和方向是（）A