高二物理人教版選修1115電流和電源

高二物理人教版選修1115電流和電源第1頁(yè)/共40頁(yè)1.5電流和電源復(fù)習(xí)回顧：1、電容器是用來(lái)儲(chǔ)存電荷的裝置。2、任何兩個(gè)彼此絕緣而又互相靠近的導(dǎo)體，都可以組成電容器。4、電容器的電容單位：法拉(F)

1μF=10-6F1pF=10-12F3、電容器的充電：使電容器帶上電荷的過(guò)程電容器的放電：使電容器失去電荷的過(guò)程第2頁(yè)/共40頁(yè)一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)

意大利解剖學(xué)和醫(yī)學(xué)教授伽伐尼（1737～1789）

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(gè)位置，會(huì)引起肌肉的收縮。

1.5電流和電源第3頁(yè)/共40頁(yè)通往科學(xué)真理的艱辛過(guò)程伽伐尼立即抓住這個(gè)現(xiàn)象重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(dòng)青蛙，卻并無(wú)此種反應(yīng)。

結(jié)論

這是一種“動(dòng)物電”現(xiàn)象,金屬只是起了導(dǎo)電的作用。1.5電流和電源第4頁(yè)/共40頁(yè)從靜電到動(dòng)電

現(xiàn)代已證明，伽伐尼的假設(shè)是錯(cuò)誤的。但是他的發(fā)現(xiàn)卻使電學(xué)的研究開(kāi)始從靜電轉(zhuǎn)向動(dòng)電。

1.5電流和電源第5頁(yè)/共40頁(yè)

意大利化學(xué)和物理學(xué)家伏打在重復(fù)了伽伐尼的實(shí)驗(yàn)后提出，產(chǎn)生電流的關(guān)鍵在于兩種不同金屬的連接，青蛙腿只是起到了檢驗(yàn)作用，基于這種思考，伏打使用能夠?qū)щ姷柠}水液體代替動(dòng)物組織試驗(yàn)，終于因此發(fā)現(xiàn)了電池的原理，做出了著名的伏打電堆與伏打電池。意大利化學(xué)和物理學(xué)家伏打（1745-1827）1.5電流和電源第6頁(yè)/共40頁(yè)伏打電堆

1800年伏打用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片疊成電堆產(chǎn)生了電流，這個(gè)裝置后來(lái)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(kāi)了電力應(yīng)用的新篇章。1.5電流和電源第7頁(yè)/共40頁(yè)一.電流

1.概念:電荷的定向移動(dòng)形成電流。1.5電流和電源第8頁(yè)/共40頁(yè)1必須有能夠自由移動(dòng)的電荷－－自由電荷。2.產(chǎn)生電流的條件⑴自由電荷：指能夠自由移動(dòng)的電荷。一切導(dǎo)體中都有自由電荷。⑵自由電荷包括：金屬中的自由電子，酸、堿、鹽中的正、負(fù)離子。1.5電流和電源2導(dǎo)體兩端有電壓。把導(dǎo)體接到電源兩極上，導(dǎo)體兩端有電壓，這時(shí)導(dǎo)體中也有了電場(chǎng)。第9頁(yè)/共40頁(yè)3.電流的方向(1)導(dǎo)體中的電流可以是正電荷的定向移動(dòng)，也可以是負(fù)電荷的定向移動(dòng)。(2)規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?3)金屬中能移動(dòng)的是電子。所以金屬中電流的方向與電子定向移動(dòng)的實(shí)際方向相反。1.5電流和電源第10頁(yè)/共40頁(yè)3.電流的方向(4)在電源外部的電路中，電流從電源的正極流向負(fù)極。注意：在電源內(nèi)部的電路中，電流從負(fù)極流向正極。1.5電流和電源第11頁(yè)/共40頁(yè)4.電流強(qiáng)度(1)電流大小等于通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量Q與所用時(shí)間t的比值:I=Qt(2)單位：安培，簡(jiǎn)稱安，符號(hào)A1mA=10-3A1μA=10-6A(3)物理意義：描述電流的強(qiáng)弱(4)電流是標(biāo)量1.5電流和電源第12頁(yè)/共40頁(yè)練習(xí)題

1.5電流和電源解析：根據(jù)電流的概念，電流是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)截面的電荷量，A選項(xiàng)錯(cuò)；規(guī)定正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?，B選項(xiàng)錯(cuò)；自由電荷持續(xù)的定向移動(dòng)才會(huì)形成電流，C選項(xiàng)錯(cuò)；D對(duì)。1.關(guān)于電流，下列說(shuō)法正確的是：（）A.通過(guò)橫截面電荷的多少就是電流的大小B.電流的方向就是電荷定向移動(dòng)的方向C.在導(dǎo)體中，只要有自由電荷在運(yùn)動(dòng)，就一定會(huì)形成電流D.導(dǎo)體兩端沒(méi)有電壓就不會(huì)形成電流第13頁(yè)/共40頁(yè)你知道嗎？A手電筒中小燈泡的工作電流是0.25A。B電子手表工作時(shí)，液晶顯示屏的電流為0.2μA左右。C彩色電視機(jī)工作時(shí)，屏幕為21吋，電源的工作電流為0.4A左右；屏幕為29吋,電源的工作電流為1A左右。D50Hz的交流電，人能感觸到的觸電電流為1mA，能夠自行擺脫電源的觸電電流為10mA，觸電電流達(dá)到50mA以上，將引起心室顫動(dòng)。因此，國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的安全電流（擺脫電流）為10mA1.5電流和電源第14頁(yè)/共40頁(yè)二.電源和電動(dòng)勢(shì)

1.5電流和電源第15頁(yè)/共40頁(yè)二.電源和電動(dòng)勢(shì)

1.閉合電路：由電源、用電器和導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)組成2.電源種類：較多。如干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)。1.5電流和電源第16頁(yè)/共40頁(yè)二.電源和電動(dòng)勢(shì)

3、電池：⑴種類很多⑵不同的電池，兩極間的電壓不一樣。例： 干電池兩極間的電壓大約是1.5V

鉛蓄電池兩極間的電壓大約是2.0V1.5電流和電源第17頁(yè)/共40頁(yè)二.電源和電動(dòng)勢(shì)

4、電動(dòng)勢(shì)：⑴概念:電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的.電源的這種特性,物理學(xué)中用電動(dòng)勢(shì)來(lái)描述。(2)大?。弘娫吹碾妱?dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。(3)電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)：E (4)單位：伏特V1.5電流和電源第18頁(yè)/共40頁(yè)二.電源和電動(dòng)勢(shì)

5、電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置各種化學(xué)電池把化學(xué)能能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機(jī)把機(jī)械能能轉(zhuǎn)化為電能太陽(yáng)電池把太陽(yáng)能能轉(zhuǎn)化為電能1.5電流和電源第19頁(yè)/共40頁(yè)補(bǔ)充初中學(xué)過(guò)的幾個(gè)公式

1、歐姆定律：2、電功：

3、電功率：1.5電流和電源第20頁(yè)/共40頁(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：P19問(wèn)題與練習(xí)1、2、4、5第21頁(yè)/共40頁(yè)1、答：a、手電筒中小燈泡的工作電流是0.25A。b、電子手表工作時(shí)，液晶顯示屏的電流為幾μA

（例0.2μA）左右c、彩色電視機(jī)工作時(shí)，屏幕為21吋，電源的

工作電流為0.4A左右；屏幕為29吋,電源的

工作電流為1A左右。d、50Hz的交流電，人能感觸到的觸電電流為

1mA，能夠自行擺脫電源的觸電電流為

10mA，觸電電流達(dá)到50mA以上，將引起心

室顫動(dòng)。因此，國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的安全電

流（擺脫電流）為10mA。選修1-1第一章電場(chǎng)電流問(wèn)題與練習(xí)五電源與電流第22頁(yè)/共40頁(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：P19問(wèn)題與練習(xí)1、2、4、5

2．答：生活和學(xué)習(xí)中使用的電池有有錳鋅電池、堿性電池、鎳鎘充電電池、鋰電池、氧化銀電池、鉛酸電池、鋰充電電池。不同的電池要求放電工作電流不一樣、體積不一樣，因此要用不同電池。如果電子表停了，需要用多用電表判斷電池是否需要更換。具體做法是空載電壓在1.2V以下,就需要更換電池。第23頁(yè)/共40頁(yè)3．略

4．答：伽伐尼認(rèn)為：金屬起導(dǎo)電作用，這是一種動(dòng)物電現(xiàn)象。 伏打認(rèn)為：產(chǎn)生電流的關(guān)鍵在于不同金屬的連接，青蛙肌肉只起了檢驗(yàn)作用。第24頁(yè)/共40頁(yè)認(rèn)識(shí)一下手機(jī)電池：5．答：可以知道這是鋰離子充電電池，它的工作電壓是3.7V，容量是550mA·h，還可以知道注意事項(xiàng)。第25頁(yè)/共40頁(yè)小結(jié)1.電荷的

形成電流；形成電流的條件是：導(dǎo)體中存在

和導(dǎo)體兩端存在

；電流的方向規(guī)定為

定向移動(dòng)的方向，即與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向

。2.電流用符號(hào)I表示，I=

，單位是

，符號(hào)

。3.電源在電路中的作用是：保持導(dǎo)體兩端的

，從而保持導(dǎo)體中有持續(xù)的

通過(guò)；

是生活中最常用的電源之一；常用干電池兩極間的電壓大約是

伏，該電壓是由電池本身的性質(zhì)決定的，叫做電源的

。定向移動(dòng)自由電荷電壓正電荷相反Qt安培A電壓電流電池1.5電動(dòng)勢(shì)1.5電流和電源第26頁(yè)/共40頁(yè)探索者

地電流1.5電流和電源第27頁(yè)/共40頁(yè)探索者

水果電池1.5電流和電源第28頁(yè)/共40頁(yè)探索者

可樂(lè)電池1.5電流和電源第29頁(yè)/共40頁(yè)探索者

可樂(lè)電池

在戶外找不到電池？沒(méi)關(guān)系，可口可樂(lè)也能當(dāng)手機(jī)電池。設(shè)計(jì)師DaiziZheng在一款諾基亞新型手機(jī)上進(jìn)行改裝，可以由所有含糖分的飲料來(lái)充當(dāng)電池，因?yàn)殡娏?lái)源是把飲料中的碳水化合物(糖)加上酶作為催化劑來(lái)發(fā)電。1.5電流和電源第30頁(yè)/共40頁(yè)探索者

以色列研究人員宣布已研制出一種利用煮熟土豆發(fā)電的有機(jī)電池，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、可持續(xù)利用等特點(diǎn)。Yissum研究開(kāi)發(fā)公司近日宣布將推出一款基于土豆涂層的固體有機(jī)電池。這款簡(jiǎn)易的、可持續(xù)的和強(qiáng)大的設(shè)備能夠?yàn)槿蚝芏嚯娏?yīng)不足的國(guó)家?guī)?lái)即時(shí)的、價(jià)格低廉的電力解決方案。

土豆電池這塊顯示出高效能的電池由鋅、銅電極和煮熟的土豆片制成。土豆煮熟后發(fā)電能力比煮熟前有10倍左右提高，從而將供電時(shí)間延長(zhǎng)至數(shù)日甚至數(shù)周[1]。另外，無(wú)需置疑的是，土豆電池的成本也大大低于普通商用電池。這些研究發(fā)現(xiàn)已經(jīng)刊登于六月版的《可再生與可持續(xù)能源》以及本周《自然》雜志中的研究精華。1.5電流和電源土豆電池第31頁(yè)/共40頁(yè)探索者

土豆電池1.5電流和電源第32頁(yè)/共40頁(yè)探索者

土豆電池的工作原理主要是兩個(gè)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(shí)處在酸液中時(shí)，鋅就會(huì)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。土豆提供反應(yīng)所需要的酸,這使得電子從銅到鋅的運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)行，作為電池兩極的銅和鋅分別來(lái)自銅釘和鍍鋅釘。每個(gè)土豆能產(chǎn)生大約0.5伏特的電壓，電流0.2毫安左右。1.5電流和電源土豆電池工作原理第33頁(yè)/共40頁(yè)探索者

根據(jù)實(shí)驗(yàn)，最簡(jiǎn)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(huì)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(shí)均可。消耗的是酸和電極。得到的是電能。過(guò)程注意防止電極養(yǎng)護(hù)，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(méi)用過(guò)怕爆炸，鈉爆炸劇烈)鋁是最好的正極，銅(銀太貴)是最好的負(fù)極。反應(yīng)只消耗正極金屬，電