吉林省伊通满族自治县高中物理第二章恒定电流2.1电源和电流及电动势课件新人教版选修3_1.ppt

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1、 第一节第一节 电源和电流电源和电流 电闪雷鸣时电闪雷鸣时,强大的电流使天空发强大的电流使天空发出耀眼的闪光出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬但它只能存在于一瞬间间,而手电筒中的小灯泡却能持续发而手电筒中的小灯泡却能持续发光光,这是为什么这是为什么?电流的形成电流的形成1 1电流：电流：电荷的热运动，从宏观上看，不能电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流形成电流 电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流-BA-A+_B_等势体等势体用导线连接两个分别带正负电荷的导体，导线中有用导线连接两个分别带正负电荷的导体，导线中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能持续没有电流通过？为什么？如果有，

2、这个电流能持续下去吗？下去吗？导体中自由电子的定向移导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线体，达到静电平衡，导线R R 中会产生一个中会产生一个瞬时瞬时电流电流导体中产生电流导体中产生电流的条件的条件:导体两端导体两端存在存在电势差电势差AB水池抽水机抽水机如图，水池如图，水池A A、B B的水面有一定的高度差，若的水面有一定的高度差，若A A、B B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向移动，从水池向移动，从水池 A A流向水池流向水池B B。A A、B B之间的高之间的高度差很快消失，在这种情况下

3、，水管中只可能度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个有一个瞬间瞬间的水流。的水流。问题导引：怎样才能在水管中有源源不断的水流呢？问题导引：怎样才能在水管中有源源不断的水流呢？水池水池A中的水量要及时中的水量要及时 补补充才行。可将充才行。可将B中的水及时中的水及时 抽到抽到A，保持水池，保持水池A、B的的水面有一定的水面有一定的高度差高度差-BA-A+_B_如果在如果在AB之间接上一个装置之间接上一个装置P，它能把经过，它能把经过R流到流到A的电子取走，的电子取走，补充给补充给B，使，使AB始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？呢？-+A+

4、_B_P-导体中自由电子的定向导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，等势体，达到静电平衡，导线导线R 中会产生一个瞬中会产生一个瞬时电流时电流能保持能保持导体两端的导体两端的电势差电势差(电压电压),使电使电路有路有持续持续的电流的电流.-+A+_B_P-一一.电源电源1.1.能把自由电子从能把自由电子从正极正极搬到搬到负极负极的装置的装置.2.2.作用作用:保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差(电压电压),),使电使电路有路有持续持续的电流的电流.二、恒定电流二、恒定电流(大小、方向都不随时间变化的电流大小、方向都不随时间变化的电流大小、方向都

5、不随时间变化的电流大小、方向都不随时间变化的电流)1、定义定义:用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2、公式：公式：4、方向：正电荷定向移动的方向方向：正电荷定向移动的方向 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。可得可得 3、单位：安培单位：安培 A 其他单位其他单位 mA A电流是标量电流是标量电流是标量电流是标量它的运算不遵循平行四边形定则它的运算不遵循平行四边形定则它的运算不遵循平行四边形定则它的运算不遵循平行四边形定则（1 1）适用于）适用于任何电荷任何电荷的定向移动形成

6、的电流。的定向移动形成的电流。（2 2）在）在金属导体金属导体中，电流方向与中，电流方向与自由电荷（电子）自由电荷（电子）的定向移动方向的定向移动方向相反相反；（3 3）在）在电解液中电解液中，电流方向与正离子定向移动，电流方向与正离子定向移动方方向向相同，与相同，与负离子负离子走向移动方向走向移动方向相反相反导电时，导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量电量q q表示通过截面的正、负离子表示通过截面的正、负离子电量电量绝对值之和绝对值之和。注意注意1 1、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2 2）导体两

7、端存在电压）导体两端存在电压2 2、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压3 3、恒定电流、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流大小方向都不随时间变化的电流.4 4、电流、电流:表示电流的强弱程度的物理量表示电流的强弱程度的物理量.（1 1）定义式）定义式 I I=q/t=q/t （2 2）金属导体中电流的计算式）金属导体中电流的计算式小结小结:n n 为单位体积内自由电荷数目，为单位体积内自由电荷数目，S S 为导体横截面积，为导体横截面积，v v为电荷定向移动速率为电荷定向移动速率 q q为每个自由电荷的电量为每个自由电荷的电量1 1、在金属导体中，若、在金属导体中，若1

8、0s10s内通过横截面的电量为内通过横截面的电量为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_；2 2、某电解槽横截面积为、某电解槽横截面积为0.5m0.5m2 2，若，若10s10s内沿相反方内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为向通过横截面的正负离子的电量均为10C10C，则电，则电解液中的电流为解液中的电流为_ 课堂训练课堂训练1A2A3 3、关于电流的方向，下列叙述中正确的是、关于电流的方向，下列叙述中正确的是A A金属导体中电流的方向就是自由电子定向金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向移动的方向B B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，在电解质溶液中有自由的正离

9、子和负离子，电流方向不能确定电流方向不能确定C C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向定向移动的方向D D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同相同，有时与负电荷定向移动的方向相同C C4 4、某电解质溶液，如果在、某电解质溶液，如果在1 s1 s内共有内共有5.05.010101818个二价正离子和个二价正离子和1.01.010101919个个一价负离子通过某横截面，那么通过一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？电解质溶液的电流强度是多大？3.2 A

10、3.2 A 课堂训练课堂训练5 5、氢原子的核外只有一个电子，设电、氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为子在离原子核距离为R R的圆轨道上做的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量匀速圆周运动。已知电子的电荷量为为e e，运动速率为，运动速率为v v，求电子绕核运，求电子绕核运动的等效电流多大？动的等效电流多大？n解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间动一周的时间T内，通过这个截面的电量内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有：，由圆周运动的知识有：n T=n根据电流的定义式得：根据电流的定义式得：n I=2.2 2.

11、2 电电 动动 势势正极正极负极负极电源电源+1 1、在导线中，电场方向、在导线中，电场方向是怎样的？是怎样的？2 2、正电荷在导线中如何、正电荷在导线中如何移动？电流方向是怎样的移动？电流方向是怎样的？3 3、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向如何？如何？4 4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？正功还是负功？5 5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？源的作用是什么？从能量的角度看从能量的角度看:电源电源是通

12、过是通过非静电力做功非静电力做功把把其他形式的能转化为电其他形式的能转化为电能能的的装置。装置。一、电源的作用1.1.定义：非静电力把正电荷在电源内部定义：非静电力把正电荷在电源内部 从负极移送到正极所做的功跟从负极移送到正极所做的功跟 被移送的电荷量的被移送的电荷量的比值比值。二、电动势二、电动势2.2.公式：公式：3.3.物理意义：反映电源把其他形式的能转物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能化为电能本领的大小本领的大小，数值上数值上等于等于非静非静电力把电力把1C1C的正电荷的正电荷在电源内部从负极移在电源内部从负极移送到正极送到正极所做的功所做的功。伏特伏特 V V 1V=1J/C

13、1V=1J/C4 4、单位：、单位：6 6、标量、标量5 5、特点：特点：电动势由电源中非静电力的特电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。是否联入电路及外电路的情况无关。7、电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电 源两极间的电压。源两极间的电压。2、能量是如何转化的、能量是如何转化的?其它形式能转化为电势能其它形式能转化为电势能 E反映反映电源电源的特性的特性电势能转化为其它形式能电势能转化为其它形式能U反映反映电场电场的特性的特性vsW表示表示电源内部电源内部非静

14、电力非静电力做的功做的功W表示表示电源外部电源外部电场力电场力做的功做的功非非电电电动势与电压的区别电动势与电压的区别1、三、生活中的电池三、生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池电源（池）的几个重要参数电源（池）的几个重要参数电动势：电动势：它取决于电池的正负极材料及电解它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。液的化学性质，与电池的大小无关。内阻：内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数容量：容量：电池放电时能输

15、出的总电荷量。其电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：单位是：A Ah h，mAmAh h.A.A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加非静电力做功，电能增加B.B.对于给定的电源，移动正电荷，非静电力对于给定的电源，移动正电荷，非静电力 做功越多，电动势就越大做功越多，电动势就越大C.C.电动势越大，说明非静电力在电源内部从电动势越大，说明非静电力在电源内部从 负极向正极移送单位电荷量做功越多负极向正极移送单位电荷量做功越多D.D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把电动势越大，说明非静电力在电源内部把 正电荷从负极移送到正极的电荷量越多

16、正电荷从负极移送到正极的电荷量越多1 1、关于电动势，下列说法正确的是（、关于电动势，下列说法正确的是（）AC课堂训练课堂训练A.A.电路中每通过电路中每通过1C1C的电量，电源把的电量，电源把2J2J的的 化学能转变为电能化学能转变为电能B.B.蓄电池两极间的电压为蓄电池两极间的电压为2V2VC.C.蓄电池在蓄电池在1s 1s内将内将2J2J的化学能转变成电能的化学能转变成电能D.D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比蓄电池将化学能转变为电能的本领比 一节干电池（电动势为一节干电池（电动势为1.5V1.5V）强）强2 2、铅蓄电池的电动势为、铅蓄电池的电动势为2V2V，这表示（，这表示（）ABD课堂训练课堂训练