高二上冊(cè)物理電源、電流、電動(dòng)勢(shì)名補(bǔ)教案（學(xué)生版）

1、.高二物理上冊(cè)名補(bǔ)精品教案目的進(jìn)步班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標(biāo)題】 電源、電流、電動(dòng)勢(shì)【教學(xué)目的】1、 掌握電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別；2、 研究電源內(nèi)部電阻。【教學(xué)重點(diǎn)】1、從電流的形成過程理解電流形成的內(nèi)因和外因。2、理解電流的定義和電流方向的規(guī)定并能純熟運(yùn)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1、電動(dòng)勢(shì)與電源的本質(zhì)區(qū)別?！具M(jìn)門得分】1、如下圖，在真空中把一個(gè)絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電荷的小球P緩慢地靠近的過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是： A、 B端的感應(yīng)電荷越來越多B、導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)越來越大C、 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總大于N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D、 導(dǎo)體中M，N兩點(diǎn)的電勢(shì)近似相等2、如下圖，枕形導(dǎo)體A、B原來不帶電,把一個(gè)

2、帶正電的帶電體移到A端附近，由于靜電感應(yīng)，在A、B兩端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷，當(dāng)?shù)竭_(dá)靜電平衡時(shí) A、枕形導(dǎo)體A端電勢(shì)比B端低 B、枕形導(dǎo)體A端電勢(shì)比B端高 C、用手摸一下枕形導(dǎo)體，A端電勢(shì)比B端低D、無論是否用手摸枕形導(dǎo)體，A端電勢(shì)與B端電勢(shì)都相等3、如下圖，A、B是平行板電容器的兩個(gè)極板，B板接地，A板帶有電荷量+Q，板間電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)P，假設(shè)將B板固定，A板下移一些；或者將A板固定，B板上移一些，在這兩種情況下，以下說法中正確的選項(xiàng)是 AA板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)不變BA板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)升高CB板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)降低DB板上移時(shí)，P點(diǎn)的電

3、場(chǎng)強(qiáng)度減小，P點(diǎn)電勢(shì)降低4、利用靜電計(jì)研究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖，那么下面表達(dá)中符合實(shí)驗(yàn)中觀察到的結(jié)果的是 A、N板向下平移，靜電計(jì)指針偏角變大B、N板向左平移，靜電計(jì)指針偏角變大C、保持N板不動(dòng)，在M、N之間插入一塊絕緣介質(zhì)板，靜電計(jì)指針偏角變大D、保持N板不動(dòng)，在M、N之間插入一塊金屬板，靜電計(jì)指針偏角變大【教學(xué)內(nèi)容】要點(diǎn)一、在電路中形成電流的條件1電流的形成電荷定向挪動(dòng)形成電流。 電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流如圖2形成電流的條件1從整個(gè)電路看，有電源的閉合電路中存在持續(xù)的電流；2從一段導(dǎo)體來看，導(dǎo)體兩端必須有電壓才有可能有電流；3從微觀上看，導(dǎo)體中有自

4、由挪動(dòng)的電荷以及有電場(chǎng)作用在這些電荷上是形成電流的必需具備的條件。要點(diǎn)二、電流的定義1電流的意義電路中的電流有強(qiáng)弱之分和流向的不同，為了表達(dá)電流的強(qiáng)弱人們定義了電流強(qiáng)度，簡稱為電流，為了便于表達(dá)電流的流向人們規(guī)定了電流的方向。2電流的定義通過導(dǎo)體橫截面的電荷量跟通過這些電荷量所用時(shí)間的比值，叫做電流。用表示。定義式：要點(diǎn)詮釋：公式中是通過橫截面的電荷量而不是單位橫截面的電荷量。電荷量不等的同種電荷同向通過某一橫截面時(shí)，兩種電荷反向通過某一橫截面時(shí)，不能互相抵消。橫截面的選取是任意的，電流的大小與橫截面無關(guān)。3方向規(guī)定正電荷定向挪動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。要點(diǎn)詮釋：金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向挪

5、動(dòng)的方向相反。如圖電解液中正、負(fù)離子定向挪動(dòng)的方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向挪動(dòng)形成的電流方向是一樣的。在電源外部的電路中，電流是從電源的正極流向負(fù)極；在電源內(nèi)部的電路中，電流是從電源的負(fù)極流向正極。電流既有大小又有方向；但它不是矢量，而是標(biāo)量。4單位在國際單位制中它的單位是安培，簡稱安。它是國際單位制中七個(gè)根本單位之一，常用的單位還有毫安、微安；注意：電流的單位是規(guī)定的，而電量的單位是導(dǎo)出的，即5直流：方向不隨時(shí)間變化的電流 恒定電流：方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間變化的電流 要點(diǎn)三、電流形成的原因及恒定電流1恒定電場(chǎng)的產(chǎn)生恒定電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。2恒定電場(chǎng)的作用恒定電

6、場(chǎng)的作用是使構(gòu)成電路的導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下定向挪動(dòng)，形成電流。3恒定電流自由電荷受到的電場(chǎng)力、它運(yùn)動(dòng)過程中與其它微觀粒子碰撞所受到的阻力，這兩個(gè)力共同的作用效果使自由電荷做勻速運(yùn)動(dòng)，形成恒定電流。要點(diǎn)詮釋：假如電源發(fā)生變化，恒定電場(chǎng)就會(huì)發(fā)生變化，電流的大小和方向都可能發(fā)生變化，此時(shí)電路中的電流不再是恒定電流以后將要學(xué)習(xí)的脈動(dòng)電流或交流電就屬此種情況。電荷定向挪動(dòng)的速度和我們通常所說的電流的速度不是一回事！電荷定向挪動(dòng)的速度很小，在的銅導(dǎo)線中的電流，自由電子定向挪動(dòng)的速度才是。而電流的速度是電場(chǎng)的傳播速度,接近光速4三種速率的區(qū)別 1電流的傳導(dǎo)速率等于光速 2電子的定向挪動(dòng)速率，其大

7、小與電流強(qiáng)度有關(guān)3電子無規(guī)那么的熱運(yùn)動(dòng)速率，與溫度有關(guān).要點(diǎn)四、電源及電動(dòng)勢(shì)1電源1定義：電源是把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。例如：干電池和蓄電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，水輪發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2作用：電源有正、負(fù)兩個(gè)極，兩極間有一定的電壓，將一段導(dǎo)體或一段電路接到電源兩極間，導(dǎo)體或一段電路兩端就有了一定的電壓，可見電源能在導(dǎo)體或電路兩端保持一定的電壓。注意：不同的電源，兩極間的電壓不同，這是由電源本身性質(zhì)不同。2非靜電力1定義：電流在電源內(nèi)部是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)的，這不是靜電力的作用，而是在電源內(nèi)部存在著從低電勢(shì)指向高電勢(shì)的某種力，它驅(qū)使正電荷逆著靜電力從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，這種力稱為非

8、靜電力。2種類：干電池、鈕扣電池、蓄電池等的非靜電力是一種化學(xué)作用；發(fā)電機(jī)的非靜電力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的作用；光電池的非靜電力來源于光電效應(yīng)。注意：非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。3電動(dòng)勢(shì)1定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫做電源的電動(dòng)勢(shì)，用表示。2公式：。3單位：伏特，簡稱伏。4物理意義：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功。5方向：電動(dòng)勢(shì)E是標(biāo)量，但是有方向。為研究問題方便，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流方向，即由電源負(fù)極指向正極。6電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量： 要點(diǎn)詮釋：電源電動(dòng)勢(shì)是電源的屬

9、性，與挪動(dòng)的電荷量和它所做的功無關(guān)；電源電動(dòng)勢(shì)的大小取決于非靜電力的性質(zhì)，與電源的大小無關(guān)。例如干電池?zé)o論是號(hào)、號(hào)、號(hào)，其電動(dòng)勢(shì)都是；在不同的電源中，非靜電力不同，其做功本領(lǐng)也不同，即把一樣數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，非靜電力做功多少不同，那么轉(zhuǎn)化成電能的多少也不同。4電源的內(nèi)阻和容量1電源的內(nèi)阻定義：電源的內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻。意義：內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)同為電源的重要參數(shù)。要點(diǎn)詮釋：電源的內(nèi)阻在使用過程中變化較大，使用時(shí)間越長，內(nèi)阻越大；電源的內(nèi)阻決定了電源的負(fù)載才能，內(nèi)阻越小，它所能負(fù)載的用電器功率越大。2電源的容量定義：電源的容量就是電源放電時(shí)能

10、輸出的總電荷量，通常以安培時(shí)或毫安時(shí)為單位。特點(diǎn)：電源的容量與放電狀態(tài)有關(guān)，同樣的電源，小電流、連續(xù)性放電要比大電流連續(xù)放電的電容量大。對(duì)于同一種電池來說，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越小。要點(diǎn)五、規(guī)律與方法指導(dǎo)1要注意把靜電場(chǎng)對(duì)電荷施加力的作用以及挪動(dòng)電荷做功的有關(guān)知識(shí)，運(yùn)用到恒定電路中的恒定場(chǎng)中來分析問題，要重視從能的轉(zhuǎn)化方面理解電源的作用以及電動(dòng)勢(shì)的定義。2掌握電流的計(jì)算方法取一截面取一段恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間 求出時(shí)間內(nèi)通過截面的電量 由求解。3常見的幾種電流金屬導(dǎo)體中電流；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的電荷形成的等效電流為周期 電解液中的電流和分別為正負(fù)離子在時(shí)間內(nèi)通過電解液某截面的總電量4電源非靜電力挪動(dòng)

11、電荷做的功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)體上選取兩個(gè)截面和，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為，每個(gè)電荷的電荷量為，電荷的定向挪動(dòng)速率為，那么在時(shí)間內(nèi)處于相距為 的兩截面、間的所有自由電荷將通過截面 【過手練習(xí)】類型一、電流的微觀解釋例1. 如下圖，表示粗細(xì)均勻的一段金屬導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向挪動(dòng)的速率為，單位體積中自由電子的數(shù)量是，求導(dǎo)體中電流的表達(dá)。【變式1】在橫截面積為S的均勻銅導(dǎo)線中流過恒定的電流I。電子電量為e，單位體積的銅導(dǎo)線內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)為n，那么電子在銅導(dǎo)線定向挪動(dòng)的速率即速度大小可表示為 A B C D【變式2】

12、.關(guān)于電流強(qiáng)度，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向挪動(dòng)速率等于電流的傳導(dǎo)速率； B電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流強(qiáng)度越大； C電流強(qiáng)度是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向運(yùn)動(dòng)方向； D在國際單位制中，電流強(qiáng)度是一個(gè)根本物理量，其單位安培是根本單位【變式3】一長為的橫截面積為的均勻?qū)w，在其兩端加上電壓，于是導(dǎo)體中就有勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)力的作用下，導(dǎo)體中的自由電子電量是被加速，電子運(yùn)動(dòng)過程中又與做熱運(yùn)動(dòng)的陽離子相撞而使電子受到阻力，假如認(rèn)為阻力的大小與電子運(yùn)動(dòng)的平均速度成正比，其大小可寫成 是常數(shù)當(dāng)電場(chǎng)力與阻力平衡時(shí)電子便以恒定的速率做定向挪動(dòng)，的值應(yīng)是多大? 類型二、等效電流的計(jì)算例3電子繞核運(yùn)

13、動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率在半徑為的軌道上運(yùn)動(dòng)，用表示電子電荷量，那么其等效電流為多少？【變式】 電子的電荷量為，質(zhì)量為。氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？例4 某電解槽橫截面積為，假設(shè)內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正、負(fù)離子的電荷量均為，那么電解液中的電流_?！咀兪?】 在電解液導(dǎo)電中，假設(shè)在內(nèi)分別有的正離子和的負(fù)離子通過電解槽中與電流方向垂直的截面，那么電路中的電流是多少？假設(shè)內(nèi)有的正、負(fù)離子分別在陰極和陽極放電，那么電路中的電流是多少？【變式2】如下圖，電解硝酸銀時(shí)，在內(nèi)從陰極上析出的銀，銀的摩爾質(zhì)量，求：1安培表的示

14、數(shù)； 2在內(nèi)通過電解液中間橫截面的銀離子的總電量【拓展訓(xùn)練】類型三、對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)的理解例5關(guān)于電動(dòng)勢(shì)的說法中正確的選項(xiàng)是 A電動(dòng)勢(shì)的大小，與非靜電力所做的功的大小成正比，與移送電荷量的大小成反比B電動(dòng)勢(shì)是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關(guān)C電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量D電動(dòng)勢(shì)的單位與電勢(shì)差的單位一樣，故兩者在本質(zhì)上一樣【變式】關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A電源電動(dòng)勢(shì)等于電源正負(fù)極之間的電勢(shì)差。 B電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差有一樣的單位，所以電動(dòng)勢(shì)就是電勢(shì)差。 C電源電動(dòng)勢(shì)總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān)。 D電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電

15、源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多。類型四、靜電力與非靜電力的區(qū)別例6以下說法中正確的選項(xiàng)是 A在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷地定向挪動(dòng)形成電流B靜電力與非靜電力都可以使電荷挪動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減少C在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到達(dá)正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D靜電力挪動(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少，非靜電力挪動(dòng)電荷做功電勢(shì)能增加 【變式】關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A.電源電動(dòng)勢(shì)越大，說明它將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大B.電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓C.電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功D.電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功【出門檢測(cè)】類型五、電源中的能量轉(zhuǎn)化例7挪動(dòng) 中的鋰電池電動(dòng)勢(shì)為，某次通話時(shí)，電流為，時(shí)間為，那么此次通話過程有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？【變