吉林省伊通满族自治县高中物理第二章恒定电流2.1电源和电流及电动势课件新人教版选修3-1.ppt

第一节电源和电流 电闪雷鸣时 强大的电流使天空发出耀眼的闪光 但它只能存在于一瞬间 而手电筒中的小灯泡却能持续发光 这是为什么 电流的形成 1 电流 电荷的热运动 从宏观上看 不能形成电流 电荷的定向移动形成电流 等势体 用导线连接两个分别带正负电荷的导体 导线中有没有电流通过 为什么 如果有 这个电流能持续下去吗 导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体 达到静电平衡 导线R中会产生一个瞬时电流 导体中产生电流的条件 导体两端存在电势差 抽水机 如图 水池A B的水面有一定的高度差 若A B之间用一细管连起来 则水在重力的作用下定向移动 从水池A流向水池B A B之间的高度差很快消失 在这种情况下 水管中只可能有一个瞬间的水流 问题导引 怎样才能在水管中有源源不断的水流呢 水池A中的水量要及时补充才行 可将B中的水及时抽到A 保持水池A B的水面有一定的高度差 如果在AB之间接上一个装置P 它能把经过R流到A的电子取走 补充给B 使AB始终保持一定数量的正 负电荷 情况会怎样呢 导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体 达到静电平衡 导线R中会产生一个瞬时电流 能保持导体两端的电势差 电压 使电路有持续的电流 一 电源 1 能把自由电子从正极搬到负极的装置 2 作用 保持导体两端的电势差 电压 使电路有持续的电流 二 恒定电流 大小 方向都不随时间变化的电流 1 定义 用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2 公式 4 方向 正电荷定向移动的方向金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 可得 3 单位 安培A其他单位mA A 电流是标量 它的运算不遵循平行四边形定则 1 适用于任何电荷的定向移动形成的电流 2 在金属导体中 电流方向与自由电荷 电子 的定向移动方向相反 3 在电解液中 电流方向与正离子定向移动方向相同 与负离子走向移动方向相反 导电时 是正负离子向相反方向定向移动形成电流 电量q表示通过截面的正 负离子电量绝对值之和 注意 1 形成电流的条件 1 存在自由电荷 2 导体两端存在电压2 电源的作用 提供持续的电压3 恒定电流 大小方向都不随时间变化的电流 4 电流 表示电流的强弱程度的物理量 1 定义式I q t 2 金属导体中电流的计算式 小结 n为单位体积内自由电荷数目 S为导体横截面积 v为电荷定向移动速率q为每个自由电荷的电量 1 在金属导体中 若10s内通过横截面的电量为10C 则导体中的电流为 2 某电解槽横截面积为0 5m2 若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C 则电解液中的电流为 课堂训练 1A 2A 3 关于电流的方向 下列叙述中正确的是A 金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B 在电解质溶液中有自由的正离子和负离子 电流方向不能确定C 不论何种导体 电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D 电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同 有时与负电荷定向移动的方向相同 C 4 某电解质溶液 如果在1s内共有5 0 1018个二价正离子和1 0 1019个一价负离子通过某横截面 那么通过电解质溶液的电流强度是多大 3 2A 课堂训练 5 氢原子的核外只有一个电子 设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动 已知电子的电荷量为e 运动速率为v 求电子绕核运动的等效电流多大 解析 取电子运动轨道上任一截面 在电子运动一周的时间T内 通过这个截面的电量q e 由圆周运动的知识有 T 根据电流的定义式得 I 2 2电动势 正极 负极 电源 1 在导线中 电场方向是怎样的 2 正电荷在导线中如何移动 电流方向是怎样的 3 在电源内部电场是怎样的 电源内部的电流方向如何 4 电源把正电荷从电源的负极搬到正极 电场力做正功还是负功 5 什么力来克服电场力做功 从能量的角度看 电源的作用是什么 从能量的角度看 电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置 一 电源的作用 1 定义 非静电力把正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值 二 电动势 2 公式 3 物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小 数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功 伏特V1V 1J C 4 单位 6 标量 5 特点 电动势由电源中非静电力的特性决定 跟电源的体积 形状无关 与是否联入电路及外电路的情况无关 7 电动势在数值上等于电源没有接入电路时 电源两极间的电压 2 能量是如何转化的 其它形式能转化为电势能E反映电源的特性 电势能转化为其它形式能U反映电场的特性 vs W表示电源内部非静电力做的功 W表示电源外部电场力做的功 非 电 电动势与电压的区别 1 三 生活中的电池 电源 池 的几个重要参数 电动势 它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质 与电池的大小无关 内阻 电源内部也是由导体组成的 也有电阻r 叫做电源的内阻 它是电源的另一重要参数 容量 电池放电时能输出的总电荷量 其单位是 A h mA h AC 课堂训练 电路中每通过1C的电量