人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用1 电源和电流课前预习ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用1 电源和电流课前预习ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了环节一认识电源，环节二认识恒定电流，环节三定义电流，课堂练习等内容，欢迎下载使用。

　　电闪雷鸣的夜晚，闪电划过夜空，强大的电流只存在于一瞬间。夜间走路，我们可以用手电筒照亮前行的道路。为什么产生闪电的强大电流只存在于瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光呢？
　　电闪雷鸣时发出的闪光，是由于两块带异种电荷的云层将其间的空气电离，发生放电现象而形成了电流。当电荷中和后，电流就消失了，因此形成了瞬间电流。
　　持续摇动起电机，能观察到两金属球之间不断地出现火花放电现象。　　摇动起电机，在两个金属球上会分别积累正、负电荷。随着电荷量的不断增多，两球间会产生强电场而使空气分子电离，产生瞬间电流。当持续摇动起电机时，两金属球上不断积累电荷，因此就一次一次地放电。
　　摇动起电机起到了什么作用？　　起到了给金属球充电的作用。　　那装有电源的手电筒能持续发光又说明了什么呢？　　说明电源也起到了和跟手摇起电机一样的作用。
　　若A、B两个导体分别带正、负电荷，则其周围存在电场。如果在它们之间连接一条导线H，则导线H中的自由电子在静电力的作用下将沿导线移动，形成电流，如图所示。　　由于导体B失去电子，导体A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。所以，导线H中的电流是瞬时的。
　　若在A、B之间连接一个装置P，如图所示，能在导体B失去电子的过程中，不断从导体A取走电子，补充给导体B，使A、B之间始终存在电势差，则导线H中就会产生持续电流。　　能把电子从导体A搬运到导体B的装置就是电源，导体A、B就是电源的两个电极。
　　电源的作用以及形成持续电流的必要条件各是什么？　　电源的作用是搬运电荷，保证两极间始终存在电势差。形成持续电流的必要条件是电路中有电源。　　在生活中的很多地方，我们都会用到电池，比如5号干电池、汽车等设备用到的蓄电池、纽扣电池、手机电池、充电宝、电动汽车中的锂电池等。它们的共同作用都是为了在导体两端维持一个稳定的电势差，为电路持续供电。
　　如图所示，当电路接通时，在电源两极和导线中都有电荷分布。A、B周围的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。在初中阶段我们曾经学习过，电荷的定向移动形成电流。那么，在恒定电流的电路中，电荷是如何定向移动的呢？
　　电荷在静电力的作用下，可以发生定向移动。在恒定电流的电路中，其电场是不是静电场呢？　　静电场是场源电荷不动时激发的电场。在恒定电流的电路中，电荷是运动的，其周围激发的电场不是静电场。　　电源两极A、B周围和导线中，有恒定电流存在时，堆积在电源、导线等电路元件等处的电荷，有“走”的，有“来”的，但各处的电荷量保持不变，此时导体处于动态平衡中。电荷的分布是稳定的，不随时间变化，它们激发出的电场分布也不随时间变化，这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。
　　恒定电场和静电场一样吗？　　由于在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以恒定电场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。　　导体中的自由电荷在恒定电场的作用下定向移动。那么，这些自由电荷的移动速度是否是不变的呢？　　导体中的自由电荷在定向移动的过程中，不断与导体内不动的粒子发生碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向移动，使得大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。
　　在恒定电场的电路中，静电力促使电荷运动，碰撞又阻碍电荷运动，在两者的共同作用下，宏观上就形成了恒定电流。如果我们在电路中串联一个电流表，电流表的示数将保持恒定。我们把大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。　　闭合开关时，用电器便能立即启动。实际上，导体中的自由电子定向移动的速率仅为10-4 m/s，其数值是非常小的。但为什么用电器能立即开始工作呢？
　　事实上，自由电荷不只是做定向移动，还在做无规则的热运动，其他粒子也不是不动的，也在做无规则的热运动，只是没有定向运动。自由电子无规则热运动的速率约为105 m/s，比其定向移动的平均速率大很多。在实际的电路中，电流的产生并不是电荷定向移动逐渐形成的，而是在导体两端加上电压后，在导体中以光速，也就是3×108 m/s的速率建立电场，整个电路里各处的自由电荷几乎同时受到静电力作用而做定向移动，因此电路中瞬间就有了电流。
　　若单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大。那么，什么叫横截面呢？　　如图所示，S就是横截面，是与电流方向垂直的截面。
　　若通过某一导体横截面的电荷，既有正电荷，也有负电荷，如图所示。设t时间内，通过导体横截面S的正电荷的电荷量为q1，负电荷的电荷量为q2。该如何确定通过导体横截面的电荷量？　　正电荷向右定向移动，形成向右的电流，其大小为I1，而负电荷向左定向移动，同样形成了向右的电流，其大小为I2。因此，通过导体横截面的电流应为I1+I2，故q应为q1与q2绝对值之和。
　　电流是标量还是矢量呢？　　电流应该是标量。　　因此，在电路中进行电流计算时，应进行代数运算。　　当导体中的电流一定时，时间越长，通过导体横截面的电荷量越大，但电荷量与时间的比值不变。这说明电流的大小并不是由通过导体横截面的电荷量和通电时间决定的。　　那么，电流的大小与哪些因素有关呢？