2.1电源和电流(终结版)

名言：“有两种东西，我对它们的思考越是深沉和持久，它们在我心灵中唤起的惊奇和敬畏就会日新月异，不断增长，这就是我头上的星空和心中的道德定律。”------德国伟大哲学家康德对大家的要求：动脑子安静龚明办公室：综合楼440TelephoneNumber:15120096682（短信）Email:[e-mail]:914461032第二章恒定电流电闪雷鸣时，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，这是为什么呢？第一节形形色色的电池同学们见过哪些电源呢？导线中产生瞬时电流+++A+++++++++++++B———————————ABA，B两导体成为一个等势体探究一电源电源的工作原理是什么呢？+_B———————————+++A+++++++++++++P装置P就是电源，其作用是？R把电子从A搬运到B,保持导体两端的电压(电势差),使电路有持续的电流.电源的作用: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?+++---+++++++++F非静电力F`干电池发电机电源内部的能量是怎样转化的？非静电力是化学作用非静电力是电磁作用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？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---+A+++++++___B_____P--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）水池A水池B抽水机电源的作用和抽水机的作用相同+++---+++++++++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CuZn---Zn2+H+H+负极正极SO42-原电池在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能•资料1•1、某种干电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5J的功，把1.5J化学能转化成1.5J的电势能;•2、某种纽扣电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;•3、某种蓄电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.0J的功，把6.0J化学能转化成6.0J的电势能;•资料•1、某种干电池非静电力把2C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;•2、某种纽扣电池非静电力把3C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功，把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;•3、某种蓄电池非静电力把1.5C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功，把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;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.WE=q2、定义式：3、单位：伏特（V）1V=1J/C4、标量W：非静电力做的功q：电荷量qWU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。3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量单位：安·时(A·h)毫安·时(mA·h)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.锂离子电池禁止投入火中标称电压3.6V容量：950mA.h限制电压4.2V一、电源的概念：把自由电子从正极搬到负极的装置;提供持续的电压;通过非静电力做功,把其他形式能转化为电能的装置.2、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.二、电动势3、公式：EWq4、单位：伏(V)1、物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.三、电源的重要参数1、电动势2、内阻3、容量讨论：电动势E与电压U的区别?1、两个公式中W分别表示什么力做功?2、能量是如何转化的?中，W表示电源内部非静电力做的功中，W表示电源外部电场力做的功其它形式能转化为电势能E反映电源的特性WE=qWE=qqWUqWU电势能转化为其它形式能U反映电场的特性1号电池的电动势是____；课堂训练1.5V5号呢？7号呢？干电池1.5V1.5V微型电池250V3V蓄电池200V6VA、在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B、对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大C、电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多D、电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多1、关于电动势，下列说法正确的是：AC课堂训练A、电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能B、蓄电池两极间的电压为2VC、蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能D、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强2、铅蓄电池的电动势为2V，这表示：ABD课堂训练3、有一蓄电池,当移动1C电荷时非静电力做功是2J,该蓄电池的电动势是多少?给小灯泡供电,供电电流是0.2A,供电10min,非静电力做功是多少?E=2VW非=240J课堂训练AB电源探究二恒定电流思考：电源内外的电场分布如何？电场方向都是从电源正极指向电源的负极，场强大小与电荷分布有关。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。恒定电场电场强度不变自由电子定向运动的平均速率不变如果串一个电流表,读数将保持恒定黄恕伯05.8恒定电流1.大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.2.电流(I):表示电流的强弱程度.定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流.定义式:I=q/t单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）方向:正电荷定向移动的方向（趋势）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、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________A；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_______A．课堂训练1A2A课堂训练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课堂训练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一段金属导体的电流为I,从微观的角度看，电流与那些因素有关？探究三微观认识导线中的电流SlnSlnSle②④⑤⑥neSvneSv是例题:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.vtsv解:设自由电子在导线内定向移动的速率是v取一段导线,自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t,则这段导线长度为vt、体积为vtS、质量为ρvtS。这段导线中的原子数为ANMvtSn由于导线中每个铜原子贡献一个自由电子，以这段导线中的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n因为时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是eNMvtSneqA把这个式子带入得：tqIMevSNIA从中解出eSNIMvA带入数值后得：smv/.51057vtvsv思考题如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s，电场的传播速率3×108m/s.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？RevtqI21、电源：能把自由电子从正极搬运到负极的装置.作用：提供持续的电压2、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场.3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流.（1）定义式：（2）金属导体中电流的计算式：小结:neSvI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作业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。已知原子核和电子的电荷量（绝对值）均为e，电子的质量为m,静电力常数未k,求电子绕核运动的速率和等效电流。问1：在时间t内，通过C横截面积的电量为多少？CInevs问2：形成的电流I多大？