高中物理人教版選修1-1課件：1.5 電流和電源

五、電流和電源1.了解電流的微觀機(jī)理及其定義式,知道電流的方向是如何規(guī)定的。2.了解身體內(nèi)的電流,了解它的實(shí)際應(yīng)用。3.了解電源在電路中的作用,了解電動(dòng)勢(shì)的概念和單位,了解常見(jiàn)電池電動(dòng)勢(shì)的大小。一二

一二在電解液中若5s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面積為0.5m2的正負(fù)離子的電荷量均為5C,則電解液中的電流為多少?一二二、電源和電動(dòng)勢(shì)1.電源在電路中的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓,使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流。2.電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。3.電動(dòng)勢(shì)(1)電源電動(dòng)勢(shì)的大小等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。(2)電源的電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的。它描述了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小。電路中提供電能的裝置是

,利用電流來(lái)工作的裝置是

,控制電源通斷的裝置是

,用來(lái)連接電路、提供電流流動(dòng)路徑的是

。

提示:電源

用電器

開(kāi)關(guān)

導(dǎo)線一二1.公式中Q是通過(guò)橫截面的電荷量而不是單位橫截面的電荷量。2.電荷量不等的同種電荷同向通過(guò)某一橫截面時(shí),Q=Q1+Q2;異種電荷反向通過(guò)某一橫截面時(shí),Q=Q1+Q2,不能相互抵消。3.該公式為電流的計(jì)算式,不是電流的決定式,電流的大小是由電路中的電壓和電阻決定的。4.電流雖然有大小、有方向,但它不是矢量,它是一個(gè)有方向的標(biāo)量。5.電流是一個(gè)基本物理量,它的單位A是國(guó)際單位制中的基本單位之一。常用單位還有mA,μA,其換算關(guān)系為1A=103

mA,1A=106

μA。一二特別提醒(1)在物理上通常把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向。(2)在金屬導(dǎo)體中能定向移動(dòng)的是電子,而正電荷并不能定向移動(dòng),電子定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反。(3)在電解液導(dǎo)電時(shí),定向移動(dòng)的既有正離子,又有負(fù)離子,正離子定向移動(dòng)的方向與電流的方向相同,而負(fù)離子定向移動(dòng)的方向和電流的方向相反。一二二、電源和電動(dòng)勢(shì)1.電動(dòng)勢(shì)描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。不同的電源,電動(dòng)勢(shì)不同。通常用符號(hào)E表示。其單位與電壓的單位相同,在國(guó)際單位中是伏特,簡(jiǎn)稱伏,符號(hào)V。(1)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。(2)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極過(guò)程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值。(3)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓?？梢杂美硐腚妷罕矸謩e與電源兩極相接測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的值。一二2.電動(dòng)勢(shì)與電壓電動(dòng)勢(shì)是表征電源特征的物理量,反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小,只由電源本身決定,與外部電路無(wú)關(guān);電壓表示一段電路(用電器等)把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)。雖然它們的單位都是伏特,但電動(dòng)勢(shì)與電壓是兩個(gè)完全不同的物理量。特別提醒電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,但存在方向問(wèn)題,通常把電流方向看成電動(dòng)勢(shì)方向。在電源外部,電流從電源正極流向負(fù)極;在電源內(nèi)部,電流從電源負(fù)極流向正極。類型一類型二類型三類型四對(duì)電流概念的理解【例1】

關(guān)于電流,以下說(shuō)法正確的是(

)A.通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量的多少就是電流的大小B.電流的方向就是自由電荷定向移動(dòng)的方向C.在導(dǎo)體中,只要自由電荷在運(yùn)動(dòng),就一定會(huì)形成電流D.導(dǎo)體兩端沒(méi)有電壓就不能形成電流解析:根據(jù)電流的概念,電流在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?選項(xiàng)B錯(cuò)誤;自由電荷持續(xù)地定向移動(dòng)才會(huì)形成電流,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:D類型一類型二類型三類型四題后反思(1)產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是導(dǎo)體兩端有電壓和有自由移動(dòng)的電荷。(2)電流的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。(3)電流雖有大小和方向,但不是矢量,是標(biāo)量,習(xí)慣上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。類型一類型二類型三類型四有關(guān)電流的計(jì)算【例2】

在某電路中,通過(guò)小燈泡燈絲的電流的大小是250mA,問(wèn)在5min的時(shí)間內(nèi)通過(guò)燈絲的自由電子的個(gè)數(shù)有多少?解析:根據(jù)Q=It,可以計(jì)算出通過(guò)燈絲橫截面的電荷量,由于1

C的電荷量等于6.25×1018個(gè)電子所帶的電荷量,由此即可算出通過(guò)燈絲的自由電子數(shù)。I=250

mA=0.25

A,t=5

min=300

s每1

C電荷量相當(dāng)于6.25×1018個(gè)電子所帶的電荷量。所以電子數(shù)為n=75×6.25×1018≈4.69×1020。答案:4.69×1020個(gè)類型一類型二類型三類型四題后反思物理學(xué)中的每個(gè)物理量都有一定的值,例如電路中的電流是2

A,那么這2

A的物理意義是什么?就是說(shuō)電路中導(dǎo)體橫截面上每秒有2

C的電荷量通過(guò),也就是說(shuō)每秒有1.25×1019個(gè)電子通過(guò)此導(dǎo)體的橫截面。通過(guò)物理量的值加深對(duì)其物理意義的認(rèn)識(shí)是十分重要的。類型一類型二類型三類型四對(duì)電源概念的理解【例3】

關(guān)于電源,以下說(shuō)法正確的是(

)A.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差B.電源的作用就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流D.電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器,也需要外界提供能量類型一類型二類型三類型四解析:因外電路中的自由電子在靜電力的作用下向正極移動(dòng),故在電源內(nèi)部,電源需要將正極上的電子搬運(yùn)到負(fù)極,以維持電勢(shì)差不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從能量角度來(lái)看,電源在搬運(yùn)電荷的過(guò)程中,需要克服靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,選項(xiàng)B正確;電路中有電流時(shí),不僅需要電源,還需要電路是閉合的,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源是對(duì)電路提供能量的裝置,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:B題后反思電源的作用是維持正、負(fù)極之間恒定的電勢(shì)差,它是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。類型一類型二類型三類型四對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解【例4】

下列說(shuō)法中正確的是(

)A.電源的電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)上就是電源兩極間的電壓B.電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于兩極間的電壓C.電源的電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位相同,但與電壓有本質(zhì)的區(qū)別D.電動(dòng)勢(shì)越大,電源兩極間的電壓一定越高解析:電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量,而電壓是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,電動(dòng)勢(shì)與電壓有著本質(zhì)的區(qū)別,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。當(dāng)電路開(kāi)路時(shí),兩極間的電壓在數(shù)值上等于電源的電動(dòng)勢(shì);但在閉合電