电源和电流、电动势-PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 恒定电流,1,电源和电流,2,电动势,1,1,导体中的,_,在电场力的作用下发生,_,形成电流,自由电子,定向移动,自由电子,2,电源是能把电路中的,_,从正极搬到负极的装置,3,导线中的电场是由,_,、,_,等电路元件所,积累的电荷在导线内共同形成的电场,电源,导线,2,4,由,_,分布的,电荷所产生的稳定的电场，称为恒,定电场；,_,、,_,都不随时间变化的电流称为,恒定电流,稳定,大小,方向,5,电流的,_,程度用电流,这个物理量表示，公式为,_,；电流的单位是,_,，符号是,_,；,1 mAA,1 A,_A.,强弱,I,q,t,安培,A,10,3,10,6,3,6,(,双选,),对电动势的理解，正确的是,(,),A,电动势在数值上等于非静电力把,1 C,的正电荷从负极移,到正极所做的功,B,电动势在数值上等于静电力把,1 C,的负电荷从正极移到,负极所做的功,C,电动势在数值上等于静电力把,1 C,的正电荷从负极移到,正极所做的功,D,电源电动势越大，则它把其他形式的能转化成电,能的,本领越强,4,答案：,AD,5,知识点,1,电源,1,电流的形成,导线中自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体,图,2,1,1,6,(1),思考与讨论：如图,2,1,1,所示，分别带正、负电荷的,A,、,B,两个导体球，它们的周围存在电场如果用一条导线,R,将,它们连接起来，分析,A,、,B,周围的电场、,A,、,B,之间的电势差会,发生什么变化？最后，,A,、,B,两个导体球会达到什么状态？,R,中,出现了怎样的电流？,A,、,B,之间的电势差很快消失，两导体成为一个等,势体，达,到静电平衡；,R,中出现瞬时电流,(2),结论：导体中的,_,在电场力的作用下发生,_,形成电流,自由电子,定向移动,7,2,电源,(1),如图,2,1,2,所示，在水池,A,、,B,之间连接一台抽水机，,将水池,B,中的水抽到水池,A,中，这样可保持,A,、,B,之间水位的,高度差，从而使水管中有源源不断的水流,图,2,1,2,图,2,1,3,8,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,9,(2),图,2,1,3,中的装置,P,的作用类似于图,2,1,2,中的抽,水机，能把,_,从正极搬到负极，装置,P,就是电源,(3),电源的作用：保持导体两端的,_,，使电路中有,_,自由电子,电压,持续的电流,10,1,形成电流的条件,(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：当导体两端存在电压时，导体内建,立了电场，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,11,2,电源的作用：保持导体两端的电压，使导体中有持续的,电流,【例,1,】双选,),关于电源的作用，下列说法中正确的是,(,),A,电源的作用是能为电流提供自由电子,B,电源的作用是能够保持导体两端的电压,C,电源的作用是使电荷移动起来,D,电源的作用是使自由电荷定向移动起,来,解析：,电源使导体两端有电势差，使自由电荷定向移动,答案：,BD,12,【触类旁通】,),B,1,形成持续电流的条件是,(,A,只要有电压加在物体的两端,B,必须保持导体两端有电压,C,只在导体两端瞬时加电压,D,只要有大量的自由电荷,13,知识点,2,恒定电流,1,如图,2,1,4,甲所示，在电源正、负极间连接一条导线，,取图中虚线方框中的一小段导线及电场线来研究导线中的电,场,甲,乙,丙,丁,图,2,1,4,14,2,如图乙所示，将电源正、负极产生的电场分解为两个方,向，沿导线的分量使自由电子做,_,，形成电流；垂直,于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线,的两侧出现正、负净电荷分布如图丙所示，导线两侧的电荷,产生的附加电场，将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，,直到导线中该方向合场强为,_,，达到动态平衡状态此,时导线内的电场保持与导线,_,，自由电子只存在,_,，如图丁所示,平行,3,由,_,分布的,电荷所产生的稳定的电场，称为恒,定电场,稳定,4,恒定电场中的电流是,_,、,_,都不随时间变化的，,称为,_,电流,大小,定向移动,零,定向移动,方向,恒定,15,1,对电流的理解,(1),电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向,(2),电流虽有大小和方向，但不是矢量，是标量,(3),金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相,反,(4),电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负,电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和,16,电流在时间,t,内的平均值，,对恒定电流来说，其瞬时值与平均,值相等,图,2,1,5,17,2,电流的微观表达式,(1),电流的微观表达式：,I,nqS,v,.,如图,2,1,5,所示，,AD,表示粗细均匀的一段长为,l,的导体，,两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率,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,，每个自由电荷的电荷量为,q,.,AD,导体中的自由电荷总数,N,nlS,总电荷量,Q,Nq,nlSq,所有这些电荷都通过横截面,D,所需要的时间,t,l,v,18,根据公式,q,It,可得导体,AD,中的电流,由此可见，从微观上看，电流与导体中单位体积内的自由,电荷数、电荷量、定向移动速率和导体的横截面积有关,19,【例,2,】,某电解池，如果在,1 s,内共有,5.010,18,个二价正,离子和,5.010,18,个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横,截面的电流强度是多大？,解：,在,1 s,内通过某横截面的电量为,q5.010,18,21.610,19,C,5.010,18,1.610,19,C,2.4 C,20,【例,3,】,(,双选,),有一横截面积为,S,的铜导线，流经其中的电,流为,I,，设每单位体积的导线有,n,个自由电子，电子的电荷量为,q,，此时电子的定向移动速率为,v,，在时间,t,内，通过导线横截,面的自由电子数目可表示为,(,),A,n,v,St,B,n,v,t,C.,It,q,D.,It,Sq,答案：,AC,21,【触类旁通】,2,2 s,内有,610,13,个电子通过横截面大小不知的导体，则,),A,导体中电流大小为,(,A,4.810,6,A,B,310,13,A,C,9.610,6,A,D,无法确,定,22,3,一段粗细均匀的金属导体的横截面积是,S,，导体单位长,度内的自由电子数为,n,，金属内的自由电子的电荷量为,e,，自由,电子做无规则热运动的速率为,v,0,，导体中通过的电流为,I,，则下,列说法中正确的有,(,),D,A,自由电子定向移动的速率为,v,0,B,自由电子定向移动的速率为,v,I,neS,C,自由电子定向移动的速率为真空中的光速,c,D,自由电子定向移动的速率为,v,I,ne,23,知识点,3,电动势,1,如图,2,1,6,所示，在电源外部，正电荷由电源,_,极流向,_,极；在电源的内部，电场方向由,_,极指向,_,极，正电荷由电源,_,极流向,_,极，受到的电场,力方向由,_,极指向,_,极，电场力做,_,功,图,2,1,6,正,负,正,负,负,正,正,负,负,24,2,在电源内部，是什么力来克服电场力做功，是做正功还,是负功？,电源内部非静电力克服电场力做功，是做正功,3,电源内部的非静电力是由什么提供？,在电池中,，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势,能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电,势能,25,4,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,5,不同的电源非静电力,_,不同，使单位正,电荷所增加的,_,不同，物理学中用,_,来表明电,源的这种特性,做功的本领,电势能,电动势,26,1,电动势,(1),定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟,被移送的电荷量的比值叫电源的电动势,(3),单位：伏特，符号是,V.,(4),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，在数值上等于非静电力把,1 C,的正电荷在电源内部从负,极移送到正极所做的功,27,(5),方向规定：电动势,E,是标量，为研究问题方便，规定其,方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极,(6),特点：电动势是用比值定义的物理量，由电源中非静电,力的特性决定，是电源的属性，与移送的电荷量,q,和所做的功,W,无关，跟电源的体积、外电路也无关,2,内阻,电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫,做电源的内阻电源的内阻由电源内部材料的性质决定内阻,和电动势同为电源的重要参数,28,【例,4,】,(,双选,),关于电动势,E,的说法中正确的是,(,),A,电动势,E,的大小，与非静电力所做的功,W,的大小成正,比，与移送电荷量,q,的大小成反比,B,电动势,E,是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电,路均无关,C,电动势,E,是表征电源把其他形式的能转化为电能本领,的物理量,D,电动势,E,的单位与电势差的单位相同，故两者在本质,上相同,29,解析：,电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是,与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征,其他形式的能转化为电能本领的物理量电动势和电压尽管单,位相同，但本质上是不相同的，故选,B,、,C.,答案：,BC,30,【触类旁通】,4,(,双选,),如图,2,1,7,所示是常用在电子手表和小型仪表,),中的锌汞电池，它的电动势约为,1.2 V,，这表示,(,A,电路通过,1 C,的电荷量，电源把,1.2 J,其他形式能转化为电能,B,电源在每秒内把,1.2 J,其他形式,能转化为电能,图,2,1,7,C,该电源比电动势为,1.5 V,的干电池做功少,D,该电源与电动势为,1.5 V,的干电池相比，通过,1 C,的电,荷量时转化的电能少,31,电势差与电动势的区别与联系,32,例,5,】,有关电压与电动势的说法中正确的是,(,),A,电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是,同一物理量的不同叫法,B,电动势就是电源两极间的电压,的，都是电场力做的功,D,电动势是反映电源把其他形式,的能转化为电能本领强,弱的物理量,33,解析：,只有电路开路时，电动势才等于电源两极间的电压，,的功，后者表示静电力做的功，电动势和电压的意义不同，电,动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，而电压反映,电能转化成其他形式能的本领，综合上述分析，选项,D,正确,答案：,D,34,【触类旁通】,5,下列说法中正确的是,(,),A,电源的电动势实质上就是电源两极间的电压,B,电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压,C,电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的,区别,D,电动势越大，电源两极间的电压一定越高,35,解析：,电动势和电压有着本质的区别，所以,A,选项错误，,C,选项正确；当电源开路时，电源两极间的电压在数值上等于,电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压与外电路,有关系，随外电路的变化而变化，故,B,、,D,错误,答案：,C,36,