电源和电流及电动势PPT课件

.,1,第一节电源和电流,.,2,雷鸣电闪时,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?,.,3,瞬时电流的形成,导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流.,(瞬时电流),.,4,_,等势体,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,.,5,持续电流的形成,倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。,装置P电源,.,6,一、电源,1.定义：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.,.,7,1、产生：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定（动态的平衡）。,二、导线中的电场,.,8,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假设在电源正、负极之间连一根导线,二、导线中的电场,.,9,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假设在电源正、负极之间连一根导线,M,N,E0,F,Fn,Ft,3、导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场,导线中的电场的特点,1、导体内的电场线保持和导线平行,2、电荷的分布是稳定的,.,10,恒定电场,电场强度大小不变,自由电子在各个位置的定向运动速率也不变,串一个电流表,读数不会变(恒定电流),恒定电场,特点：,平均速率,.,11,恒定电流（电流）,1、产生条件（1）存在自由电荷。金属导体自由电子电解液正、负离子（2）导体两端存在电压,2、定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量表示电流强弱,4、方向：正电荷定向移动的方向（标量）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。,.,12,说明：（1）电流为标量，电流虽有方向但是标量。（2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。,5、单位：安培A其他单位mAA,6、电流的分类：直流和交流,.,13,三种速度的区别,（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）,（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2-10-3m的数量级。（对每个电子而言）,（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒几百米。,.,14,电流的微观表达式,推导：,一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。,.,15,1、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、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场)4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、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),.,16,电源的作用:把电子从A搬运到B的装置保持导体两端的电压(电势差),使电路有持续的电流.,电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?,.,17,2.2电动势,.,18,一、电源的概念,2、电源的内部电场方向如何？,1、电源外部，正电荷将怎样移动？,3、电源内部，正电荷将怎样移动？,4、电源内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？,5、什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？,6、电源内部的非静电力是由什么提供的？,从正极到负极,从负极到正极,从正极指向负极,负功,非静电力,正功,从正极指向负极,.,19,干电池,发电机,7、电源内部的能量是怎样转化的？,电源内部非静电力克服电场力做功，把其他形式的能转化为电势能,.,20,1、根据电源的作用，可以把电源与我们生活中的什么物体类比？,2、不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？,思考,电源:是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置.,一、电源的概念（从能量的角度看）,.,21,抽水机增加水的重力势能,电源增加电荷的电势能,不同的抽水机抽水的本领(举起高度)不同使单位质量的水所增加的重力势能不同,不同的电源非静电力做功的本领不同使单位正电荷所增加的电势能不同,抽水机,电源,.,22,干电池1.5V1.5V,微型电池250V3V,蓄电池200V6V,.,23,二、电动势,1、定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.,2、定义式：,3、单位：伏特（V）1V=1J/C,4、标量,W：非静电力做的功q：电荷量,电势差：,?,1、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值。,.,24,6、特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关,跟电源外部电路无关.,5、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。,二、电动势,.,25,生活中的电池,.,26,锂离子电池,禁止投入火中,标称电压3.6V,容量：950mA.h,.,27,3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量单位：安时(Ah)毫安时(mAh),1、电源的电动势,手机待机时间长短和哪个参数有关?,三、电源的重要参数,2、电源的内阻:电源内部导体的电阻.,.