電閃雷鳴時(shí)，強(qiáng)大的電流使天空不時(shí)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?
當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng)，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流。
自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。
1.電源：能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置；
2.作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路有持續(xù)的電流。
電源中電勢(shì)高的一極是正極，電勢(shì)低的一極是負(fù)極。
電源是如何做到讓導(dǎo)線電流持續(xù)的呢？
導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的原因

導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的穩(wěn)定電場(chǎng)
1.恒定電場(chǎng)：導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定——恒定電場(chǎng)。
2.特點(diǎn)：任何位置的電荷分布和電場(chǎng)強(qiáng)度都不會(huì)隨時(shí)間變化，基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同;
3.適用情況：在靜電場(chǎng)中所講的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系同樣適用于恒定電場(chǎng)。
由于恒定電場(chǎng)的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率增加;而在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從而減速,因此自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化.如果我們?cè)谶@個(gè)電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定。
恒定電流：大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流
2.物理意義:表示電流的強(qiáng)弱程度
1.定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間t的比值叫做電流。（單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面積的電荷量）
定義式：適用于任何電荷定向移動(dòng)形成的電流
（1）電流方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。在電源外?電流從正極流向負(fù)極；電源的內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極；
（2）金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。
（3）電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，此時(shí)：
（4）電流強(qiáng)度雖然有大小和方向，是標(biāo)量。
電池放電時(shí)能輸出的總電荷量叫作電池的容量，通常以"安時(shí)"（A·h）或"毫安時(shí)"（mA·h）作單位。單體鋰離子電池的容量極為有限，為了滿足需要，常用由若干單體鋰離子電池構(gòu)成的電池組。
【問題】有一條橫截面積S=1 mm2的銅導(dǎo)線,通過(guò)的電流I=1 A,已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2 kg/ml,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023 ml-1,電子的電量e=-1.6×10-19 C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率。可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。
一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長(zhǎng)為l，兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(dòng)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(gè)自由電荷量為q。
所有這些電荷通過(guò)橫截面所需要的時(shí)間
【解析】設(shè)自由電子在導(dǎo)線內(nèi)定向移動(dòng)的速率是v。取一段導(dǎo)線（如圖），自由電子從它的左端定向移動(dòng)到右端的時(shí)間為t，則這段導(dǎo)線的長(zhǎng)度為vt，體積為vtS，質(zhì)量為ρvtS，則這段導(dǎo)線中的原子數(shù)為
則這段導(dǎo)線中的自由電子數(shù)也為n，
t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量:
思考：既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了呢？
實(shí)際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置以光速迅速建立了電場(chǎng)。隨著電場(chǎng)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(shí)開始做定向移動(dòng)，整個(gè)電路也就幾乎同時(shí)形成了電流。
電子定向移動(dòng)的速率約10-5m/s
電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s
電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s
【練習(xí)1】北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240m的近似圓形軌道。當(dāng)環(huán)中電子以光速的百分之一運(yùn)動(dòng)而形成10mA的電流時(shí)，則環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為（　　）A．5×1012個(gè)B．5×1011個(gè)C．1×1012個(gè)D．1×1014個(gè)
【練習(xí)2】（2022·天津市第二南開中學(xué)高二階段練習(xí)）如圖所示的是電解池，在1s的時(shí)間內(nèi)，共有3C的正離子和3C的負(fù)離子通過(guò)截面xy，則這個(gè)電路中的電流大小是（　?。〢．0 B．1.5 AC．3 A D．6 A
【練習(xí)3】（2022·山東·高密三中高二開學(xué)考試）安培提出了著名的分子電流假說(shuō)，根據(jù)這一假說(shuō)， 電子繞原子核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流。如圖為一分子電流模型，電量為e的電子以角速度ω繞原子核沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該環(huán)形電流的大小和方向?yàn)椋ā　。〢． ，逆時(shí)針 B． ，順時(shí)針C． ，逆時(shí)針 D． ，順時(shí)針
【練習(xí)4】（2022·北京豐臺(tái)·高二期末）宏觀現(xiàn)象是由微觀機(jī)制所決定的。對(duì)同一個(gè)物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。經(jīng)典電磁理論認(rèn)為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電場(chǎng)，這種恒定電場(chǎng)的性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同。金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下開始定向移動(dòng)形成電流。如圖所示為一塊均勻的長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)體，長(zhǎng)為a，寬為b，厚為c。在導(dǎo)體EF兩側(cè)加上電壓U，導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下開始定向移動(dòng)，形成電流。根據(jù)電荷守恒定律，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量應(yīng)相同。設(shè)電子的帶電量為e，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，則在時(shí)間 內(nèi)，通過(guò)長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)體樣品的自由電子數(shù)目N為（　?。〢． B．C．N=nvabΔt D．N=nvbcΔt
【練習(xí)5】（2021·重慶市萬(wàn)州第二高級(jí)中學(xué)）某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。在這種療法中，為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。質(zhì)子先被加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示，來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S，其等效電流為I；質(zhì)子的質(zhì)量為m，其電量為e。那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是A． B． C． D．

相關(guān)課件

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第十一章 電路及其應(yīng)用1 電源和電流優(yōu)秀課件ppt：

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第十一章 電路及其應(yīng)用1 電源和電流優(yōu)秀課件ppt，文件包含111電源和電流-高中物理課件2019人教版必修第三冊(cè)pptx、產(chǎn)生電流條件mp4、電流定義式mp4、電流微觀表達(dá)式推導(dǎo)mp4、雷電mp4等5份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共29頁(yè)， 歡迎下載使用。

人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流背景圖課件ppt：

這是一份人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流背景圖課件ppt，共24頁(yè)。PPT課件主要包含了恒定電流，歸納總結(jié)，電流的微觀解釋，電流的大小計(jì)算，課堂練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流教學(xué)課件ppt：

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流教學(xué)課件ppt，文件包含111電源和電流課件pptx、電源和電流wmv等2份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共0頁(yè)， 歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)課件 更多

物理必修 第三冊(cè)1 電源和電流教案配套課件ppt

物理必修 第三冊(cè)1 電源和電流教案配套課件ppt
高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第十一章 電路及其應(yīng)用1 電源和電流評(píng)課課件ppt

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第十一章 電路及其應(yīng)用1 電源和電流評(píng)課課件ppt
人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流獲獎(jiǎng)ppt課件

人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流獲獎(jiǎng)ppt課件
人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流說(shuō)課課件ppt

人教版 (2019)必修 第三冊(cè)1 電源和電流說(shuō)課課件ppt
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)電子課本

1 電源和電流

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修 第三冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部