电源和电流及电动势

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。
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—
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) 手机待机时间长短和哪个参数有关?
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?
W E= 中， W 表示电源内部非静电力做的功 q
W U q 中，W表示电源外部电场力做的功
2、能量是如何转化的? W 其它形式能转化为电势能 E= q E反映电源的特性
-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。
电流的微观表达式
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的 推导：
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。
B
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
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。
A
抽水机
B
水池
装置P电源
一、电源
1.定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置.
小结
v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量)
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.
+ + + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _
_
P
-
电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?
一、电源的概念
1、电源外部，正电荷将 怎样移动？ 从正极到负极
A B
总电量 电荷总数
Q Nq nlSq nqSv I t l/v l/v
I ρ vSN A e
ι
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 I nqsv (n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积，
+
+ +
抽水机
+
+ + + + +
电源
+
+
-
+
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
干电池
微型电池
蓄电池
1.5V
250V
200V
1.5V
3V
6V
Leabharlann Baidu
干电池
发电机
非静电力是化学作用 非静电力是电磁作用 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
一、电源的概念（从能量的角度看）
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.
思考 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？
-
E′
M N
E0
M E
3、导线内 的电场是沿 导线切线方 向的恒定电 场
1、导体内的电场线保持和导线平行
恒定电场
特点：
恒定电场 电场强度大小不变
平均速率
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、电源的内部电场方向 + + + 如何？ 从正极指向负极 + + - F + + + 3、电源内部，正电荷将 怎样移动？ 从负极到正极 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？从正极指向负极 负功 5、什么力来克服电场力做功？ 正功 非静电力 做正功还是负功？ 6、电源内部的非静电力是由什么提供的？
第一节 电源和电流
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?
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)
+ + + + A + + ++ _ _ _ B_ _ _ _ _
-
A 等势体
二、导线中的电场
假设在电源正、负极之间 连一根导线
Ft F Fn
N
M
E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
导线中的电场的特点
Ft
N
假设在电源正、负极之间 连一根导线 2、电荷
的分布是 稳定的
+ + + + A + + + + P
F Fn
M N
E0
E0
_ _ _ _ B _ _ _ _
电动势在数值上等于非静电力把1C的 1、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极
正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
?所做的功跟它的电荷量的比值。
W 电势差：U q
二、电动势
W 2、定义式：E= q
W：非静电力做的功 q ：电荷量
3、单位： 伏特（V） 1V=1J/C 4、标量
二、电动势
5、物理意义：反映电源把其他形式的能
2.作用：保持导体两端的电势差(电压)，使电 路有持续的电流.
+ + + + A + + ++ -
_ __ _ __ B _ _ P
-
二、导线中的电场 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）。
（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 q 3、 公式： q It 可得 I t 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。
5、 单位：安培 A 其他单位 mA μA 6、 电流的分类：直流和交流
W U q
电势能转化为其它形式能 U反映电场的特性
转化为电能本领的大小。
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.
生活中的电池
太阳电池 干电池
铅蓄电池 锌汞电池
锂电池
锂离子 电池 标称电 压3.6V 容量： 950mA.h 禁止投 入火中
限制电 压4.2V
三、电源的重要参数
1、电源的电动势
2、电源的内阻:电源内部导体的电阻.