人教版高中物理必修三《电源和电流》PPT精品课件,共49页。
学习目标
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.
重点探究
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?为什么?如果有,这个电流能持续下去吗?
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?
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?
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=q/t .用该式计算出的电流是时间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.
二、电流的微观表达式
1.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=l/v .导体AD内的自由电荷总数N=nlS
总电荷量Q=Nq=nlSq
2.电流的微观表达式I=nqvS
(1)I=q/v 是电流的定义式,I=nqvS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.
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”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位.
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