電源和電流課件

1、電源和電流,1,1、電源和電流,電源和電流,2,歷史的回顧,一個偶然的發(fā)現(xiàn),18世紀(jì)末，意大利醫(yī)學(xué)教授伽伐尼發(fā)現(xiàn)，用相連的兩種金屬分別接觸青蛙肌肉的兩個位置，會引起肌肉的收縮,電源和電流,3,歷史的回顧,通往科學(xué)真理的艱辛過程,伽伐尼立即抓住這個現(xiàn) 象重復(fù)了這個實驗，發(fā) 現(xiàn)兩手分別拿著不同的 金屬器械碰在青蛙的大 腿上，總能使其腿部的 肌肉抽搐，而只用一種 金屬器械去觸動青蛙， 卻并無此種反應(yīng),電源和電流,4,歷史的回顧,從靜電到動電,電源和電流,5,歷史的回顧,意大利化學(xué)和物理學(xué)家伏打 （1745-1827,電源和電流,6,歷史的回顧,伏打電堆,1800年伏打用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片疊

2、成電堆產(chǎn)生了電流，這個裝置后來稱為伏打電堆,最早的直流電源,他的發(fā)明為科學(xué)家們由靜電轉(zhuǎn)入電流的研究創(chuàng)造了條件，揭開了電力應(yīng)用的新篇章,電源和電流,7,一、電源,_,等勢體,導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件:導(dǎo)體兩端存在電勢差,怎么才能形成持續(xù)的電流呢,電源和電流,8,一、電源,_,水流,怎么才能形成持續(xù)的水流呢,怎么才能形成持續(xù)的電流呢,電源和電流,9,一、電源,1、電源：能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置,2、作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢差(電壓),使電路有持續(xù)的電流,干電池,發(fā)電機,通過化學(xué)作用把電子從正極搬運到負(fù)極,通過電磁作用把電子從正極搬運到負(fù)極,電源和電流,10,一、電源,形成電流的條件,1）存在自

3、由電荷,金屬導(dǎo)體自由電子 電 解 液正、負(fù)離子,2）導(dǎo)體兩端存在電壓,當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時，導(dǎo)體內(nèi)建立了電場，導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流,電源和電流,11,電閃雷鳴時,強大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么,思考與討論,電源和電流,12,A,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,M,N,F,Fn,Ft,導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場,二、導(dǎo)線中的電場,電源和電流,13,恒定電場,導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了

4、，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定,由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場,二、導(dǎo)線中的電場,電源和電流,14,恒定電場,電場強度不變,自由電子在各個位置的定向運動速率也不變,串一個電流表,讀數(shù)不會變,三、恒定電流,電源和電流,15,三、恒定電流,大小方向都不隨時間變化的電流,1、恒定電流,直流電：電流方向不隨時間變化的電流,交流電：大小、方向隨時間作周期變化的電流,2、電流分類,電源和電流,16,三、恒定電流,3.電流的方向,電源和電流,17,三、恒定電流,注意： 在電源內(nèi)部的電路中，電流從負(fù)極流向正極,電源和電流,18,三、恒定電流,4.電流強度,電源和電流,1

5、9,三、恒定電流,5決定電流大小的微觀量,在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向移動速率為v,試求電流強度I=,電源和電流,20,隨堂演練,例1:有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線,通過的電流I=1A,已知銅的密度=8.9103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量6.410-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023mol-1,電子的電量e=-1.610-19C,在這個問題中可認(rèn)為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子貢獻一個自由電子.求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率,電源和電流,21,隨堂演練,練習(xí)1、在稀

6、CuSO4溶液中插入兩碳棒極板，在兩極板上加一定的電壓，在10s內(nèi)有51018個Cu離子通過某截面，則碳棒中的電流強度為多大,電源和電流,22,練2、原子中電子繞原子核的圓周運動可以等效為環(huán)形電流。設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上運動，電子的電量為e，等效電流有多大,隨堂演練,電源和電流,23,課后探索,地電流,電源和電流,24,課后探索,土豆電池,電源和電流,25,課后探索,土豆電池的工作原理主要是兩個電極一邊是銅，一邊是鋅（鐵，錫都行）土豆提供化學(xué)反應(yīng)需要的酸液，金屬鋅的化學(xué)性質(zhì)比銅活潑，當(dāng)這兩種金屬同時處在酸液中時，鋅就會失去電子，這些失去的電子沿著導(dǎo)線傳到銅片上，形成電流。

7、土豆 提供反應(yīng)所需要的酸, 這使 得電子從銅到鋅的運動能夠 進行，作為電池兩極的銅和 鋅分別來自銅釘和鍍鋅釘。 每個土豆能產(chǎn)生大約0.5伏 特的電壓，電流0.2毫安左 右,土豆電池工作原理,電源和電流,26,課后探索,根據(jù)實驗，最簡單有效地解決方案是，把土豆煮8分熟（用鹽水煮效果更好）2，然后攪拌成碎末裝到瓶子中。建議電極用鋅銅，電極接觸面積要大，可以多電極使用。 結(jié)論，電極面積越大電流電壓越高，但壽命會變少，總能量一定。同理，不僅僅適用于土豆，其他任何酸性的果實均可。消耗的是酸和電極。得到的是電能。過程注意防止電極養(yǎng)護，防氧化和清潔表面。 發(fā)下金屬活潑表：鉀，鈣，鈉，鎂，鋁，鋅，鐵，錫，鉛，氫，銅，汞，銀，鉑，金。鉀最活潑，金最不活潑。電極選擇氫之前和之后各一種金屬。(鎂沒用過怕爆炸，鈉爆炸劇烈)鋁是最好的正極，銅(銀太貴)是