1、第一节 电源和电流,雷鸣电闪时,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?,瞬时电流的形成,导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流.,(瞬时电流),_,等势体,导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体,达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流,持续电流的形成,倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。,装置P电源,一、电源,1.定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置.,2.作用：保持导体两端的电势差(电压)，使电路有持续的电流.,1、产生：导线内的电
2、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（动态的平衡）。,二、导线中的电场,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假设在电源正、负极之间连一根导线,二、导线中的电场,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假设在电源正、负极之间连一根导线,M,N,E0,F,Fn,Ft,3、导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场,导线中的电场的特点,1、导体内的电场线保持和导线平行,2、电荷的分布是稳定的,恒定电场,电场
3、强度大小不变,自由电子在各个位置的定向运动速率也不变,串一个电流表,读数不会变(恒定电流),恒定电场,特点：,平均速率,恒定电流（电流）,1、产生条件（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,2、 定义： 单位时间内通过导体横截面的电荷量表示电流强弱,4 、方向：正电荷定向移动的方向（标量） 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。,说明： （1）电流为标量，电流虽有方向但是标量。 （2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。,5、 单位：安培 A 其他
4、单位 mA A,6、 电流的分类：直流和交流,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10-2-10-3m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。,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。,1、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压
5、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,小结,(n 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),电源的作用:把电子从A搬运到B的装置保持导体两端的电压(电势差),使电路有持续的电流.,电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?,2.2 电动势,一、电源的概念,2、电源的内部电场方向如何？,1、电源外部，正电荷将怎样移动？,3、电源内部，正电荷将怎样移动？,
6、4、电源内部的正电荷受到电场力方向？ 电场力做正功还是负功？,5、什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？,6、电源内部的非静电力是由什么提供的？,从正极到负极,从负极到正极,从正极指向负极,负功,非静电力,正功,从正极指向负极,干电池,发电机,7、电源内部的能量是怎样转化的？,电源内部非静电力克服电场力做功， 把其他形式的能转化为电势能,1、根据电源的作用，可以把电源与我们生活中的什么物体类比？,2、不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？,思考,电源:是通过非静电力做功 把其它形式的能转化为电势能的装置.,一、电源的概念（从能量的角度看）,抽水机增加水的重力势能,电源增加电荷的电势能,不同
7、的抽水机 抽水的本领(举起高度)不同 使单位质量的水所增加的重力势能不同,不同的电源 非静电力做功的本领不同 使单位正电荷所增加的 电势能不同,抽水机,电源,干电池1.5V1.5V,微型电池250V3V,蓄电池200V6V,二、电动势,1、定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的 正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.,2、定义式：,3、单位： 伏特（V） 1V=1J/C,4、标量,W：非静电力做的功 q ：电荷量,电势差：,?,1、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值。,6、特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关, 跟电源外部电路无关.,5、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。,二、电动势,生活中的电池,锂离子 电池,禁止投 入火中,标称电 压3.6V,容量： 950mA.h,3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量单位：安时(Ah) 毫安时(mAh),1、电源的电动势,手机待机时间长短和哪个参数有关?,三、电源的重要参数,2、电源的内阻:电源内部导体的电阻.,讨论：电动势E与电压U的区别?,1、两个公式中W分别表示什么力做功?,2、能量是如何转化的?,中，W表示电源内部非静电力做的功中，W表示电源外部电场力做的功,其它形式能转化为电势能 E反映电源的特性,电势能转化为其它形式能 U反映电场的特性,
