212電源和電流、電動勢

1、第1節(jié) 電源和電流ABAB一、電源電流的形成PAB 1. 能把自由電子從正極搬到負極,從而將其他形式的能轉化為電能的裝置.2.作用: : 保持導體兩端的電勢差(電壓) ) 使電路有持續(xù)的電流.電源二、恒定電場1.定義：由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。2.特點：導體內電場線與導體平行；電場強度不隨時間變化3.恒定電場與靜電場性質相同 1、恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流。 2、電流：物理上把通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流。是表示電流強弱程度的物理量。 3、單位：安培（簡稱安），符號：A 4、公式：uAmAA6310101tqI Itq 表

2、示在時間t內通過導體橫截面的電荷量。電流平均電流 5、說明（1）電流方向的規(guī)定：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向。（2）金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。（3）電解液中正、負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時：tqqI21（4）電流強度雖然有大小和方向，但不是矢量，而是一個標量。學習探究區(qū)學習探究區(qū)學習目標學習目標學習探究學習探究典例精析典例精析自我檢測自我檢測課堂小結課堂小結知識儲備知識儲備關于電流關于電流, ,以下說法正確的是以下說法正確的是( ( ) )A.A.通過橫截面的電荷量的多少就是電流的大小通過橫截面的電荷量的多少就是電流

3、的大小B.B.負電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向負電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向C.C.在導體中在導體中, ,只要自由電荷在運動只要自由電荷在運動, ,就一定會形成就一定會形成電流電流D.D.導體兩端沒有電壓就不能形成電流導體兩端沒有電壓就不能形成電流E.E.根據根據I=Q/tI=Q/t可知可知I I與與Q Q成正比成正比F.F.電流有方向電流有方向, ,電流是矢量電流是矢量G.G.如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等荷量相等, ,則導體中的電流是恒定電流則導體中的電流是恒定電流H.H.電流的單位電流的單位“安培安培”是國際單位制中的基

4、本單是國際單位制中的基本單位位LSnN 一個粗細均勻的，長為L的導體，兩端加一定電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體每單位體積內的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷所帶電量為q，求此導體中的電流是多少？qLSnNeQvLt qvSnvLqLSntQI（這段導體中的自由電荷個數(shù)）（總電荷量）（這段導體中的自由電荷個數(shù)通過橫截面積S所需要的時間）（電流）LSv 有一個橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流I=1A。已知銅的密度為=8.9103kg/m3,銅的摩爾質量為6.4102kg/mol,阿佛加德羅常數(shù)為NA= 6.021023mol-1，電子的電量為e。在這

5、個問題中可以認為每個銅原子貢獻一個自由電子。求銅導線中自由電子定向移動的速率v？vtS 3、三種微觀速度的區(qū)別電流傳導速率、電子定向移動速率、電子熱運動速率（1）電流傳導速率等于光速，電路一接通，導體中的電子立即受到電場力的作用而定向移動形成電流。（對整體而言）（2）電子定向移動速率，其大小與電流有關，一般數(shù)量級105m/s。（對每個電子而言）（3）電子的熱運動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則的運動，其速率與溫度有關，通常情況為105m/s。 討論：如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導速率，和我們的生活經驗是否相符？怎樣解釋？例題 1、如圖示，電解液接入電路后，在tS內有n1個一價正離子通過溶

6、液內截面S，有n2個二價負離子通過溶液內截面S，設e為元電荷，則以下關于通過該截面電流的說法正確的是（ ）A、當n1=n2時，電流大小為零+ABB、當n1n2時，電流方向由A指向B，電流：C、當n1n2時，電流方向由A指向B，電流：D、當n1n2時，電流方向由A指向B，電流：tennI)2(21tennI)2(12tennI)2(211、電流的形成條件：、電流的形成條件： （1）存在）存在自由電荷自由電荷;（2）存在）存在電壓電壓.2、電源、電源:將其他形式的能轉化為電能將其他形式的能轉化為電能的裝置的裝置. 電源的作用：電源的作用：提供提供持續(xù)持續(xù)的電壓的電壓.3、恒定電場、恒定電場:由穩(wěn)定

7、分布的電荷產生穩(wěn)定的電場由穩(wěn)定分布的電荷產生穩(wěn)定的電場.4、恒定電流、恒定電流:大小方向都不變大小方向都不變的電流的電流.5、電流、電流:表示表示電流的強弱程度電流的強弱程度的物理量的物理量. （1）定義式）定義式 I=q / t （2）決定式）決定式小結nqsvI n為單位體積內自由電荷個數(shù) S為導體橫截面積v為自由電荷定向移動速率 q為每個自由電荷的電量 1、一條導線中的電流為1.6A，在1s內通過這條導線某一橫截面積的電子有多少個？ 2、 原子中的電子饒原子核的運動可以等效為環(huán)行電流。設氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上饒核運動，電子的電荷量為e，等效電流有多大？ 3、在顯像管的

8、電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為l的電子束的電子個數(shù)是（ ）eUmeSlIA2.eUmelIB2.eUmeSC21.eUmelISB2.二、電動勢二、電動勢日常生活中我們經常接觸到各種各樣的電源，如圖日常生活中我們經常接觸到各種各樣的電源，如圖所示的干電池、手機電池，它們有的標有所示的干電池、手機電池，它們有的標有“1.5 V”字字樣，有的標有樣，有的標有“3.7 V”字樣字樣如果把如果把1 C的正電荷從的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正

9、極，干電池的負極移到正極，電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把如果把1 C的正電荷從的正電荷從3.7 V的手機電池的負極移到的手機電池的負極移到正極呢？哪個電池做功本領大？正極呢？哪個電池做功本領大？移動移動1C電荷電荷轉化轉化1.5J能量能量轉化轉化3.7J能量能量電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C1C正電荷正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功在電源內從負極移送到正極所做的功二、電動勢二、電動勢1 1定義：定義：非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功w w跟被跟被移

10、送的電荷量移送的電荷量q q的比值的比值2 2定義式：定義式：E EW W/ /q q，（，（E E的大小與的大小與W W和和q q無關，由電源自身的性無關，由電源自身的性質決定的）質決定的）3.3.單位：伏特單位：伏特(V), (V), 1V=1J/C4.4.標量，電動勢只有大小，沒有方向標量，電動勢只有大小，沒有方向5.5.物理意義：描述電源把其他形式的能量轉化為電勢能的本領物理意義：描述電源把其他形式的能量轉化為電勢能的本領課堂練習課堂練習1、關于電動勢、關于電動勢E的說法中正確的是的說法中正確的是 ()A電動勢電動勢E的大小，與非靜電力所做的功的大小，與非靜電力所做的功W的大小的大小成

11、正比，與移送電荷量成正比，與移送電荷量q的大小成反比的大小成反比B電動勢電動勢E是由電源本身決定的，跟電源的體積和是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關外電路均無關C電動勢電動勢E是表征電源把其他形式的能轉化為電能是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領強弱的物理量本領強弱的物理量D電動勢電動勢E的單位與電勢差的單位相同，故兩者在的單位與電勢差的單位相同，故兩者在本質上相同本質上相同2、關于電動勢，下列說法中正確的是、關于電動勢，下列說法中正確的是()A在電源內部把正電荷從負極移到正極，非靜電在電源內部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加力做功，電勢能增加B對于給定的電源，移

12、動正電荷非靜電力做功越對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢就越大多，電動勢就越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極向正極移動時，單位電荷量做功越多荷從負極向正極移動時，單位電荷量做功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極移到正極時，移送的電荷量越多荷從負極移到正極時，移送的電荷量越多典例精析典例精析學習目標學習目標學習探究學習探究典例精析典例精析自我檢測自我檢測課堂小結課堂小結知識儲備知識儲備討論：電動勢E與電壓U的區(qū)別?1、兩個公式中W分別表示什么力做功?2、能量是如

13、何轉化的?中，W表示電源內部非靜電力做的功中，W表示電源外部電場力做的功其它形式能轉化為電勢能 E反映電源的特性WE=qWE=qqWU qWU 電勢能轉化為其它形式能U反映電場的特性3、關于電壓和電動勢，下列說法正確的是、關于電壓和電動勢，下列說法正確的是()A電動勢就是電源兩極間的電壓電動勢就是電源兩極間的電壓B電壓和電動勢單位都是伏特，所以電壓和電動電壓和電動勢單位都是伏特，所以電壓和電動勢是同一物理量的不同叫法勢是同一物理量的不同叫法C電壓電壓UW/q和電動勢和電動勢EW/q中的中的W是一樣的，是一樣的，都是靜電力所做的功都是靜電力所做的功D電壓和電動勢有本質的區(qū)別，反映的能量轉化電壓和

14、電動勢有本質的區(qū)別，反映的能量轉化方向不同方向不同4關于電源，下列說法正確的是關于電源，下列說法正確的是()A當電池用舊之后，電源電動勢減小，內阻增大當電池用舊之后，電源電動勢減小，內阻增大B當電池用舊之后，電源電動勢和內阻都不變當電池用舊之后，電源電動勢和內阻都不變C當電池用舊之后，電源電動勢基本不變，內阻增當電池用舊之后，電源電動勢基本不變，內阻增大大D以上說法都不對以上說法都不對5以下說法中正確的是以下說法中正確的是 ()A電源內部和外電路，正電荷都受靜電力作用，所以電源內部和外電路，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷定向移動形成電流能不斷定向移動形成電流B靜電力與非靜電力都可以使電荷移動

15、，所以本質上靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質上都是使電荷的電勢能減少都是使電荷的電勢能減少C在電源內部正電荷能從負極到達正極是因為電源內在電源內部正電荷能從負極到達正極是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力部只存在非靜電力而不存在靜電力D靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電勢能增加荷做功電勢能增加自我檢測區(qū)自我檢測區(qū)學習目標學習目標學習探究學習探究典例精析典例精析自我檢測自我檢測課堂小結課堂小結知識儲備知識儲備三、電源電動勢在生活、生產中的應用三、電源電動勢在生活、生產中的應用 例、如圖所示是兩個電池外殼的說明文字圖中所例、如圖所示是兩個電池外殼的說明文字圖中所述進口電池的電動勢是述進口電池的電動勢是_ V；國產電池最多可；國產電池最多可放出放出_ mAh的電荷量，若電池平均工作電流的電荷量，若電池平均工作電流為為0.03 A，則最多可使用，則最多可使用_h.圖中還提供了哪些信息：圖中還提供了哪些信息：_.自我檢測區(qū)自我檢測區(qū)學習目標學習目標學習探究學