2017-2018学年教科版高中物理选修3-1课件:第2章 第4节 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律

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高中物理(人教版选修3-1)同步课件:第2章 1 电源和电流

高中物理(人教版选修3-1)同步课件:第2章 1 电源和电流
稳定分布 的电荷所产生的稳定的电场. (1)定义:由__________ 导线 等电路元件所积 电源、_____ (2)形成:连接 A、B 导体的导线内的电场是由_____
累的电荷共同形成的.
时间变化,基本性质与 (3)特点:任何位置的电荷分布和电场强度都不会随____
静电场 相同. _______ 电场强度 的关系同样 (4)适用规律:在静电场中所讲的电势、电势差及其与_________
[后思考] 有同学认为“只有导体中才可有电流”,谈一谈你的认识.
【提示】 电荷定向移动形成电流,不论是导体内还是其他空间,只要有 电荷定向移动就可形成电流,如氢原子中核外电子做匀速圆周运动时,形成了 一环形电流等.
[合作探讨] 如图 212 所示,把源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上,电 路中形成电流.
【答案】 BD
电路中有持续电流的两个条件 (1)电路中有电源. (2)电路还必须是闭合的,即必须用导体将电源连接起来.
恒定电流
[先填空] 1.电流概念
定向 移动形成电流. (1)概念:电荷的______ 强弱 程度. (2)物理意义:反映了电流的______
安培 、_____ 毫安 、______ 微安 (单位符号分别为 I ,单位有_____ (3)符号及单位:符号是__ mA 、_____) μA . A、_____
q (4)表达式:I= t .
正电荷 定向移动方向或_______ 负电荷 定向移动的反方向为电 (5)电流的方向:规定______
流方向.
2.恒定电流
大小 和______ 方向 都不随时间变化的电流. _____
[再判断] 1.电流既有大小,又有方向,是矢量.(×) 2.电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.(√) 3.导体中的电流,实际是正电荷的定向移动形成的.(×)

2017-2018学年高二物理人教版选修3-1课件:2.1电源和电流

2017-2018学年高二物理人教版选修3-1课件:2.1电源和电流

(3)电流的大小: ������ ①公式:I= 。用该式计算出的电流是时间������内的均值相等。 ②两点说明: a.电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子 ������ 定向移动形成的电流方向是相同的,应用 I= 求电流时, ������为正
������
������ ������
2.电流的微观表达式 (1)电流的微观表达式:I=nqSv。其中n是导体每单位体积内的自 由电荷数,q是每个自由电荷的电荷量,v是导体中的自由电荷沿导 体定向移动的速率,S是导体的横截面积。 推导过程如下:如图所示,在加有电压的一段粗细均匀的导体 AD 上选取截面 B 和 C,设导体的截面积为 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,自由电荷的定向移动速率 为 v,则在时间 t 内处于相距为 vt 的两截面 B、C 间的所有自由电荷
3.恒定电流 (1)把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 (2)电流:①物理意义:表示电流强弱程度的物理量。 电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。 ������ ②公式表达:I= , 或写成电荷量的表达式: ������ = ������������。 ������ ③单位:在国际单位制中是安培,简称安,符号是A。更小的单位 还有毫安(mA)、微安(μA),换算关系为1 A=103 mA=106 μA。 ④标量:电流虽然有方向,但不是矢量,不符合矢量对方向的要求。 电流的方向是这样规定的:导体内正电荷定向移动的方向为电流的 方向。 金属导体中的电流是怎样形成的? 提示:金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的,自由电子 定向移动的方向与电流的方向相反。
������
电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 ������ b.q=It 是 I= 的变形, 是求电荷量的重要公式。

2017-2018学年高中物理人教版选修3-1同构异课教学课件:第一节 电源和电流(课件1)

2017-2018学年高中物理人教版选修3-1同构异课教学课件:第一节 电源和电流(课件1)

在电源内部,将正极上的电子 搬运到负极,维持电势差不变 电源在搬运电荷的过程中, 需要克服电场力做功,将其 他形式的能转化为电能.
电路是否闭合?
电源是对电路提供能量的装置,
典例精析
例2 已知电子的电荷量为e,质量
解析:截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周 的时间 T 内,通过这个横截面的电荷量 q=e,则有:
课堂教学
四、三种不同速率的比较 (1)三种速率
①电场的传导速率等于光速. ②电子定向移动速率,其大小与电流有关. ③电子热运动速率,其大小与温度有关. (2)三种速率对比
课堂教学
三种速率
比较内容
电子定向 移动的速率
电子热运 动的速率
电场传导 的速率
电流由电荷的
定向移动形
物理意义
成,电流I= neSv,其中v
B
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
总电量
l
电荷总数
量为q。
I
Q t
Nq l/v
nlSq l/v
nqSv
对点训练

AC
解析: 因为 I=Δqt,所以 q=I·Δt,自由电子数目为: N=qe=IΔe t,则选项 C 正确.又因为电流的微观表达式为 I =nevS,所以自由电子数目为 N=qe=IΔe t=neveSΔt=nvSΔt.
问题探究
3.用 I=qt 计算电流时,与横截面积有关系吗?
典例精析
例1 关于电源以下说法正确的是( ) A.电源的作用是在电源内部把电子由 负极不断地搬运到正极,从而保持两极 之间有稳定的电势差 B.电源的作用就是将其他形式的能转 化为电能 C.只要电路中有电源,电路中就一定 有电流 D.电源实质上也是一个用电器,也需 要外界提供能量

2017-2018学年高中物理(人教版选修3-1)教学同步课件 第2章 1 电源和电流

2017-2018学年高中物理(人教版选修3-1)教学同步课件 第2章 1 电源和电流
第二章 恒定电流
1 电源和电流
学习目标
1.了解电流的形成条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场.
2.理解电流的定义,知道电流的单位、方向的确定,会用公式
q=It分析相关问题.
3.从微观的角度表示电流的大小.
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
1
知识探究
一、电源
导学探究
有A、B两个导体,分别带正、负电荷 .如果在它们之间连接一条导线 R, 如图1所示,导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动,B失去 电子, A得到电子,周围电场迅速减弱, A、 B之间的电势差很快就消失 . 怎样使A、B导体维持一定的电势差,使导线中保持持续的电流? 答案
m/s.
闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电
(3)电子热运动速率:电子做无规则热运动的速率,大小约为105 m/s.由于
热运动向各个方向运动的机会 相等 ,故此运动不能形成电流.
即学即用 判断下列说法的正误. (1)导体中自由电子定向移动的速率等于自由电子热运动的速率.( × ) (2)导体中自由电子定向移动的速率等于真空中的光速c.( × ) (3) 粗细不均匀的通电导线,电流处处相等,则越粗的位置,电子定向 移动的速率越小.( √ )
3.电流是标量
电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则.
例1
如图3所示,电解池内有一价的电解液,t s内通过溶液内截面S的
正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是 A.当n1=n2时电流强度为零
答案 解析

n1-n2e B.当 n1>n2 时,电流方向从 A→B,电流强度为 I= t n2-n1e C.当 n1<n2 时,电流方向从 B→A,电流强度为 I= t n1+n2e D.溶液内电流方向从 A→B,电流强度为 I= t

2017-2018学年高中物理人教版选修3-1教学案:第二章+第2节+电+动+势

2017-2018学年高中物理人教版选修3-1教学案:第二章+第2节+电+动+势

第2节电_动_势1.电动势与电压的单位都是伏特,但二者意义不同,电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,电动势的大小仅取决于电源本身。

2.电动势的定义式为E=Wq,电动势和内阻是电源的两个重要参数。

3.干电池的电动势一般为1.5 V,不同型号的干电池内阻不同,容量也不同。

一、电源在电路中的作用1.非静电力(1)定义:非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力,这种非静电力做的功,使电荷的电势能增加。

(2)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。

2.电源(1)定义:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

(2)不同的电源,非静电力做功的本领不同,这是由电源本身性质决定的。

二、电源的电动势和内阻1.电动势(1)物理意义:反映电源非静电力做功的本领的大小。

(2)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。

即E=W非q。

(3)单位:伏特(V)。

(4)大小的决定因素:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路也无关。

(5)常用电池的电动势2.内阻:电源内部导体的电阻。

3.容量:电池放电时能输出的总电荷量,其单位是:A·h或mA·h。

1.自主思考——判一判(1)在电源内部,电荷移动过程中,电场力做负功,电荷电势能增加。

(√)(2)在电源内部,电荷移动过程中,非静电力做正功,电荷电势能减少。

(×)(3)所有的电源,均是将化学能转化为电能的装置。

(×)(4)电动势在数值上等于一秒内非静电力所做的功。

(×)(5)电动势相同的电池,内阻也一定相同。

(×)(6)容量越大的电池,储存的化学能越多。

(×)2.合作探究——议一议(1)电源中,非静电力的作用是什么?提示:在电源中,非静电力做功,把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极,使电荷的电势能增加,从而把其他形式的能转化为电势能。

高中物理选修3-1教学课件-2.1 电源和电流 (共16张PPT)

高中物理选修3-1教学课件-2.1 电源和电流 (共16张PPT)

练一练
1、在金属导体中,若10s内通过横截面的电 1 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 . 2
课堂训练
1、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
恒定电场
该位置电场强度不变 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
动态平衡
三、恒定电流
1.大小方向都不随时间变化的电流为恒定电流。 2.电流I:电流强弱程度。 ⑴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 。
⑵公式:I= q / t ⑶单位: 安培(A)
C
2、某电解质溶液,如果在1 s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?
3.2 A
3、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?
1A=1C/s
常用单位:毫安(mA)、微安(μA)
⑷方向:正电荷定向移动的方向
电流是标量,它的运算遵循代数加减运算。
注意
(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(自由 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。

高中物理选修3-1精品课件:2.1 电源和电流

高中物理选修3-1精品课件:2.1  电源和电流

2.恒定电流
(1)定义:把大小、方向都____不__随__时__间__变__化____的电流,称为恒定电流。
(2)表达式:I=
q t

(3)物理意义:表示电流____强__弱_____程度。
(4)单位:国际单位制中的单位是__安__培____,简称安,符号是A。常用的单位还有:
__毫__安____(mA)、____微__安____(μA)。1 A=___1_0_3_ mA=__1_0_6_ μA。
故 A 正确。
答案 A
电流的微观表达式 Байду номын сангаас要点归纳] 1.建立模型
如图3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。
图3
2.理论推导 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=vl。 根据公式 q=It 可得,导体 AD 中的电流: I=Qt =nllSq=nqSv。
q t
,所以说I正比于q,反比于t。(
×)
对电流的理解
[要点归纳] 1.电流的形成
电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后,导体中形成恒定电场,导 体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。 (1)产生电流的条件:导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件:电路中有电源且电路闭合。
2.电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,则负电荷定向移动的方向与电流的 方向相反,金属导体中自由移动的电荷是自由电子,故电流的方向与自由电子 定向移动的方向相反。

教科版高中物理选修3-1课件第2章-4

教科版高中物理选修3-1课件第2章-4

2.思考判断 (1)当电源短路时,路端电压等于电源的电动势.(×) (2)由于电源内阻很小,所以短路时会形成很大的电流, 为保护电源,绝对不能把电源两极直接相连接.(√) (3)电源断开时,电流为零,所以路端电压也为零.(×)
3.探究交流 U 上述路端电压 U 与电流 I 的图像中, I 表示外电阻还是 内电阻?

2.闭合电路动态分析的步骤 闭合电路中由于局部电阻变化 (或开关的通断 )引起各部 分电压、电流 (或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤 是:
(1)明确各部分电路的串并联关系,特别要注意电流表或 电压表测量的是哪部分电路的电流或电压. (2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化.
E (3)根据闭合电路欧姆定律 I= 判断电路中总电流如 R+ r 何变化. (4)根据 U 内=Ir,判断电源的内电压如何变化. (5)根据 U 外=E-U 内,判断电源的外电压(路端电压)如 何变化. (6) 根据串并联电路的特点判断各部分电路的电流或电 压如何变化.
(2013· 巴中高二检测)电源与电阻R组成串联电 路,路端电压U随电流的变化图线及电阻R的U-I图线如图2 -4-5所示,求:
图2-4-5 (1)电源的电动势和内阻; (2)电源的路端电压.
【审题指导】
审题时应把握以下两点:
(1)明确每一条图线的物理意义. (2)明确两条图线上交点的物理意义.
(2)电源的内阻 电源内部也是一段电路,也有电阻 ,它就是电源的内电 阻,简称 内阻 ,常用符号 r 来表示.
2.思考判断 (1)电源提供的电能越多,电源的电动势越大.(×) (2)电池是将化学能转化为电势能,光电池是将光能转化 为电势能.(√) (3)当电路中通过 1 库仑的电荷量时,电源消耗的其他形 式能的数值等于电源电动势的值.(√)
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(1)大小:数值上等于不接入电路时电源两极间的
(2)符号:E,单位:伏特,用V表示.
(3)物理意义:表征电源将其他形式的能转化为
电势差
的本领.
电能
(4)几种电池的电动势
干电池 1.5 V
铅蓄电池 2.0 V
硅光电池 约0.5 V
银锌蓄电池 约1.5 V
3.电源的内阻 电源内部电路的电阻. 想一想 教材P56图2-4-2中,假定在干路中串联一只电阻R0,依次闭合开关, 灯泡的亮度会变化吗?为什么? 答案:依次闭合开关,并联的总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,R0
针对训练1-1:关于电源电动势,下列说法中正确的是(
A.同一电源接入不同的电路电动势会发生改变 B.电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压 C.电源电动势与是否接外电路无关
C
)
D.电源电动势表征把电势能转化成其他形式能的本领的大小,与是否接外电 路无关
解析:电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,
表串联,电压表读数是路端电压,小于电源电动势.
三、闭合电路的U-I图像(如图) 1.电源电动势:直线与 纵 轴交点的值.
2.短路电流:直线与 横
轴交点的值.
3.电源内阻:直线 斜率 的大小. 4.U外随I的变化关系:电流I增大时,路端电压U外 降低 .
思考判断
1.在电源内部,电荷移动过程中,电场力做负功,电荷的电势能增加.( 2.电动势相同的1号和5号干电池,内阻也一定相同.( 3.在闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大.( 5.电源短路时,路端电压为零.( ) ) ) 4.电路断开时,电路中的电流为零,路端电压也为零.( ) )
与是否接外电路无关,故选项A,D错误,C正确.电动势和电压是不同的概念,
其物理意义也不相同,故选项B错误.
要点二
闭合电路欧姆定律的应用
【问题导学】 将旧电池和新电池混合使用,这样用起来合算吗? 答案:不合算.旧电池内阻大,新、旧电池混合使用,只会起到降低路端电压 和消耗新电池电势能的作用.
【要点归纳】 1.闭合电路规律的表达形式和意义
2.电池的串联和并联 :n个完全相同的电池串联时 ,总电动势 E总=nE, 总内阻r总=nr; 单位 伏特(V) 伏特 (V)
并联时E总=E,r总= r . 联系 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压 n
【例1】 下列对电源电动势概念的认识正确的是( B ) A.电源电动势等于电源两极间的电压 B.在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和 C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电势能的本领,电源把其 他形式的能转化为电势能越多,电动势就越大 D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
第4节 电源的电动势和内阻 闭合电路
欧姆定律
自主学习
课堂探究
达标测评
自主学习
目标导航 (教师参考)
课前预习·感悟新知
重点:(1)电源电动势的理解 (2)闭合电路欧姆定律的理解及应用 难点:闭合电路中能量转化与守恒
教材梳理
一、电源的电动势及内阻 1.电源 将其他形式的能转化为 电势能 2.电动势 的装置. .Leabharlann 表达式 I=E Rr
物理意义 电流与电源电动势成正比,与电路总 电阻成反比
两端电压增大,灯泡两端的电压减小,灯泡变暗.
二、闭合电路欧姆定律 1.闭合电路的组成 (1)外电路:电源外部的电路.在电源外部,电流由电源正极流向负极.在外 电路上有电势降落IR,称为 或外电压U,即U= . IR 路端电压 (2)内电路:电源内部的电路.当电流流过电源内部时,在内阻r上会有电势 降落Ir,Ir称为电源的内电压U′,即U′= Ir .
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:在外电路为 纯电阻 的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动 势成 正比 ,跟内、外电路的电阻之和成 反比 . (2)表达式:
I E Rr
.
想一想
我们用电压表直接连接电源的两端,那么电压表的读数与电源
电动势大小有何关系?为什么? 答案:电源有内阻,用电压表和电源正、负极相连时,相当于电源与电压
答案:1.√ 2.×
3.√
4.× 5.√
课堂探究
要点一 对电动势概念的理解 【问题导学】
核心导学·要点探究
在电源内部,从负极到正极只有电势的升高吗?
答案:在电源内部,正电荷从电源的负极到电源的正极,克服静电力做功, 把其他形式的能转化为电能,电势升高,同时,电流流过电源内部时,在内 阻r上电流做功,电能转化为其他形式的能,电势降低,故在电源内部,电势 有升高也有降低.
解析:电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压,电路闭合时由于存 在内电压,电源两极间的电压小于电源电动势,A错误;在闭合电路中,电动 势等于内、外电压之和,B正确;电源电动势是描述电源把其他形式的能转 化为电势能本领的物理量,即在电路中通过一定电荷量时,电源提供的电 能越多,电动势就越大,并不是电源把其他形式的能转化为电势能越多,电 动势就越大,因为转化的能量除与电动势有关外,还与所经历的时间、用 电情况有关,C错误;电动势和电势差意义不同,电势差是表示电势能转化 为其他形式能的本领的物理量,D错误.
【要点归纳】 1.电动势 (1)意义:表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小. (2)决定因素:由电源本身特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路也无关. (3)电源极性:在电源内部正电荷集聚端为正极,负电荷集聚端为负极. (4)电动势与电压的区别与联系
物理量比较 内容
物理意义
电压U
电动势E
电场力做功,电势 克服电场力做功,其他形 能转化为其他形式 式能转化为电势能的本领 能的本领,表征电 ,表征电源的性质 场的性质
(教师备用)
例1-1:下列关于电源和电源电动势的说法正确的是( B.在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动 C.电源电动势反映了电源内部静电力做功的本领 D.把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化 B A.电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置 )
解析:电源内正电荷在非静电力下从低电势处(负极)移向高电势处(正 极),把其他形式的能转化为电能,选项A错,B对;电源电动势反映电源 内非静电力做功的本领,与是否接入电路或接到不同电路均无关,选项 C,D错.
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