2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：電源和電動(dòng)勢(shì)

電源和電動(dòng)勢(shì)電源和電動(dòng)勢(shì)一、電源+–1、電源在導(dǎo)體中有穩(wěn)恒電流流動(dòng)就不能單靠靜電力，必須有非靜電力把正電荷從負(fù)極板搬到正極板才能在導(dǎo)體兩端維持有穩(wěn)恒的電勢(shì)差。這種能夠提供非靜電力的裝置叫作電源。電源的作用是把其它形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?、電源的種類電解電池、蓄電池——化學(xué)能→電能光電池——光能→電能發(fā)電機(jī)——機(jī)械能→電能靜電力欲使正電荷從高電位到低電位。非靜電力欲使正電荷從低電位到高電位。3、電源的表示法電勢(shì)高的地方為正極，電勢(shì)低的地方為負(fù)極。+–電源內(nèi)部電流從負(fù)極板到正極板叫內(nèi)電路電源外部電流從正極板到負(fù)極板叫外電路電源的原理靜電場(chǎng)穩(wěn)恒電場(chǎng)電荷分布不隨時(shí)間改變但伴隨著電荷的定向移動(dòng)電場(chǎng)有保守性，它是保守場(chǎng)，或有勢(shì)場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷始終固定不動(dòng)電場(chǎng)有保守性，它是保守場(chǎng)，或有勢(shì)場(chǎng)靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)為零，導(dǎo)體是等勢(shì)體導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)不為零，導(dǎo)體內(nèi)任意兩點(diǎn)不是等勢(shì)維持靜電場(chǎng)不需要能量的轉(zhuǎn)換穩(wěn)恒電場(chǎng)的存在總要伴隨著能量的轉(zhuǎn)換二、電動(dòng)勢(shì)1、引入為了表述不同電源轉(zhuǎn)化能量的能力，引入了電源電動(dòng)勢(shì)這一物理量。+–2、定義把單位正電荷繞閉合回路一周時(shí)，電源非靜電力做的功定義為電源的電動(dòng)勢(shì)。單位：焦耳/庫(kù)侖=（伏特）因?yàn)殡娫赐獠繘](méi)有非靜電力，所以可寫(xiě)為：電源電動(dòng)勢(shì)的大小等于把單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極時(shí)非靜電力所作的功。3、計(jì)算4、說(shuō)明：電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，但有方向；其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電勢(shì)升高的方向，即從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部到正極的方向?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的方向。電動(dòng)勢(shì)的大小只取決于電源本身的性質(zhì)，而與外電路無(wú)關(guān)。電動(dòng)勢(shì)的單位為伏特。電源內(nèi)部也有電阻，稱為內(nèi)阻。電源兩極之間的電勢(shì)差稱為路端電壓，與電源的電動(dòng)勢(shì)是不同的。VIIRVIslope=R反映的是通過(guò)一段導(dǎo)線總的V，I，R之間的關(guān)系。實(shí)際上通過(guò)各個(gè)微小的截面上的電流是不均勻的，因此單位面積上的電流強(qiáng)度更能貼切的反映微區(qū)電流的變化。導(dǎo)體中某點(diǎn)的電流密度，數(shù)值上等于和該點(diǎn)正電荷定性移動(dòng)方向垂直的單位面積上的電流強(qiáng)度。方向：該點(diǎn)正電荷定向移動(dòng)的方向。

穿過(guò)某截面的電流強(qiáng)度等于電流密度矢量穿過(guò)該截面的通量。電流強(qiáng)度是電流密度的通量。電流密度和電流強(qiáng)度的關(guān)系導(dǎo)體的電阻或—電導(dǎo)率，電導(dǎo)Howtocalculatetheresistance?Include“resistivity”ofmaterial,Includegeometryofresistor.實(shí)際上通過(guò)各個(gè)微元導(dǎo)線對(duì)電流的阻礙是不均勻的，因此電阻率或電導(dǎo)率更能反映實(shí)際情況。歐姆定律微分形式(量綱導(dǎo)出）微分形式（適用非恒定電流，更深入反映導(dǎo)體的導(dǎo)電規(guī)律）導(dǎo)體中任一點(diǎn)處的電流密度與該點(diǎn)的方向一致，在數(shù)值上成正比。歐姆定律歐姆定律的微分形式導(dǎo)體中任一點(diǎn)電流密度的方向(正電荷運(yùn)動(dòng)的方向)和該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同有關(guān)系式

當(dāng)通過(guò)任一截面的電量不均勻時(shí)，用I來(lái)描述就不夠用了，j更有用。有電流密度，一定有電場(chǎng)，一定有電荷的穩(wěn)定分布。2、超導(dǎo)現(xiàn)象的幾個(gè)概念：有些金屬在某些溫度下，其電阻會(huì)突變?yōu)榱?。這個(gè)溫度稱為超導(dǎo)的轉(zhuǎn)變溫度，上述現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。在一定溫度下能產(chǎn)生零電阻現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體。超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體最早是由荷蘭物理學(xué)家昂尼斯于1911年發(fā)現(xiàn)的。他利用液態(tài)氦的低溫條件，測(cè)定在低溫下電阻隨溫度的變化關(guān)系，觀察到汞在4.2K附近時(shí)，電阻突然減少到零，變成了超導(dǎo)體。在低溫物理作出的杰出貢獻(xiàn)，獲得1913年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)28種金屬元素（地球的常態(tài)下）以及合金和化合物具有超導(dǎo)電性。還有一些元素只高壓下具有超導(dǎo)電性。提高超導(dǎo)臨界溫度是推廣應(yīng)用的重要關(guān)鍵之一。超導(dǎo)的特性及應(yīng)用有著廣闊的前景。13

由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，這樣就產(chǎn)生了電磁波。如廣播電臺(tái)聲電電磁波發(fā)射電視臺(tái)聲光電電磁波發(fā)射14卡文迪許實(shí)驗(yàn)室15Maxwell方程組Maxwell方程組的積分形式靜電場(chǎng)Ec和靜磁場(chǎng)Bc電場(chǎng)的Gaus