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第一节 电源和电流
为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光,这是为什么
提示：雷电是云层间或云层与地之间的电压达到一定值时将空气击穿所产生的放电现象，所形成的电流是瞬时电流。
手电筒中因为电源的作用，小灯泡中有持续电流而持续发光。
新课引入
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A
+
+
+
+
+
+
+
+
B
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-
B
A
等势体
H
H
导线H中的自由电子在静电力的作用下沿导线导线定向移动，形成电流。
思考与讨论
（1）有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果他们之间连接一条导线H，会出现什么现象？
（2）形成的电流是持续电流吗？为什么？
不是，由于B失去电子，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。产生的电流是一个瞬时电流。
水流
A
B
连通器
水势A
水势B
水 流
A
B
连通器
抽水机
思考与讨论
（3）如何形成持续的电流？
思考：如何使得连通器中存在持续的水流？
思考：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？
装置P的作用：源源不断的把电子从A搬运到B，从而能保持导体两端的电势差(电压),从而使得电路中有持续的电流
类比分析
-
-
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+
A
+
+
+
+
+
+
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B
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P
-
-
+
1.电源:
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.
（其它形式的能转化为电能）
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
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B
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_
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P
-
-
一、电源
（1）存在自由电荷
　　金属导体——自由电子
电解液 ——正、负离子
气体导电——正、负离子和自由电子
（2）导体两端存在电压（电势差）
　　 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，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。
3、形成电流的条件：
P
B
A
—
—
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—
—
+
+
+
+
+
+
+
例1 关于电源以下说法正确的是(　　)
A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能．
在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变
电路是否闭合？
电源是对电路提供能量的装置
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
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_
_
B
_
_
_
_
_
P
A、B周围空间的电场是由电源导线等电路元件积累的电荷所形成的，电荷分布处于动态平衡的状态，产生稳定的电场，叫做恒定电场
M
N
E0
F
Fn
Ft
问题：A、B周围空间产生的电场是何种电场
M
N
E0
E0
E′
M
N
E
导线内的电场沿导线方向
二、恒定电场
在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷定向运动，且在电场力的作用下自由电荷定向运动的速率会增加，但电流为什么也是恒定的？
由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率虽然增加;但在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.
大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
思考与讨论
1.恒定电流概念：大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
2.电流()
(1)物理意义:表示电荷流动的强弱程度（反映了电流的强弱程度的物理量）
(4)单位:
(3)公式:
(2)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）
(比值定义式)
国际单位
安培()
常用单位：毫安（）、微安（）
(5)方向:
(6)电流是标量
正电荷定向移动的方向（电子流动的反方向）
三、恒定电流
如图所示，电解池内有一价电解液，t时间内通过电解液内面价为的截面的正粒子数为,负离子数为，设元电荷为e，以下说法正确的是（ ）
A.当时，电流强度为0
B.当电流方向从A指向B，电流强度为
C.当 电流方向从B指向A，电流强度为
D.溶液内电流方向从A指向B,电流强度为
练一练
D
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，导体单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷量为。
4、电流为多少？
四、电流的微观表达式
1、t 时间内哪一段长度内的自由电荷可通过右端的截面？
2、这一段导体内的自由电荷的数目？
3、t 时间内通过截面S 的电荷量？
例：有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。
S
闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时产生了电流。
电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？
思考与讨论
三种不同速率的比较
（1）自由电荷定向移动速率一般为10－5 m/s的数量级
（2）无规则热运动速率：常温下自由电子热运动的速率的数量级为105 m/s
（3）电流传导速率 (或电场传播速率)等于光速
五、电池的容量
其中代表电池放电时输出的总电荷量，叫做电池的容量。
单位通常为或者
1、一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？
2、原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流.设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上饶核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？
练一练
（1）电源：能把电子从负极搬运到正极的装置
（2）电流：
电荷量:
常用单位：
3.决定式：
2.定义式：
4.方向：
(3)电池容量:
小结
1.定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量
正电荷定向移动的方向

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