电源和电流电动势

备课时间：2013年 10 月 日 上课时间：2013年 10 月 日 备课教师：闫会波

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一电源和电流

1、要形成电流，必须满足什么条件？

2、如图所示，A 、B

压？导线中是否有电流流过？

3、怎样才能使上述导线中有持续的，恒定不变的电流流过？

二、电动势

1、在导线中，电场方向是怎样的？

2、正电荷在导线中如何移动？电流方向是怎样的？

3、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向如何？

4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？

5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？

[知识学习]

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。

2.公式：q

W E

3.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，数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。单位：伏特(V) 1V=1J/C

4.电动势是

1.5V 的物理意义是什么？ [巩固练习]

1、关于电动势，下列说法正确的是（ ）

A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做正功，电势能增加

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 2、铅蓄电池的电动势为2V ，这表示（ ）

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2V

C. 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

[讨论]

在有电源的电路中,导线内部的电场又有何特点?

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，电场的分布也不随时间的变化而变化——这种由稳定分布的电荷产生的稳定不变的电场称为恒定电场.

三、电流强度

（1）定义： （2）定义式：

（3）单位：是物理学中七个基本单位之一， 在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A ． 常 用单位有毫安（mA ）、微安（ A ）． 1A ＝ mA ＝ A 【巩固练习】

例1、在金属导体中，若10s 内通过某一横截面的电量为10C ，问导体中的电流为多大？

例2：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 ，求电子绕核运动而形成的等效电流多大？

例3、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 。求导体中的电流大小

电流强度的计算方法： ①只有一种电荷定向移动而形成电流时。用I=q/t 计算。

②有正负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用I=(|q+|+|q-|)/t 计算。

③当有粒子流定向移动而形成电流时，从微观入手，用I=nqsv 来计算（n 为电荷体密度，S 为导体横截面积，v 为电荷定向移动速率）

④已知导体的电阻及加在导体两端的电压时，流过导体的电流用欧姆定律I=U/R 来计算 注意几个速度问题 电子定向移动速率:

其大小与电流有关，一般数量级为10-5m/s （对每个电子而言） 电流传导速率：

等于光速3×10 8 m/s.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）

电子热运动速率：

任何微观粒子都做无规则运动，其速率与

_ _ B C

温度有关，通常情况电子热运动的平均速率为105m/s

【训练测评】

1、有一横载面积为S的铜导线，单位体积内的自由电子数目为n，电子电量为e，定向移动速率为V，则在t时间内，通过导线某一横载面的自由电子数目为多少？

2、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

3、下列说法正确的是：（）

A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组成了一个完整的电路。

B.电源是使电路中有持续电流的装置。

C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源。

D.手电筒照明时，电流方向是由电池的负极经灯泡到正极的。

4、一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期为10-10s，则等效电流大小为

A，电流方向是（填“顺时针”或“逆时针”）

5、关于电流的方向,下列说法正确的是（）

A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向

B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向

C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反

D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流，所以电流有两个方向

6、通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内通过这根导线横截面的自由电子数为（）A．1.0×1017 B．1.0×1018 C．1.0×1019 D．1.0×1020

7、有一蓄电池,当移动1C电荷时非静电力是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? 【能力提升】

1、例5: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.）

2、在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是（）

3、若氢原子的核外电子绕核作半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω=__________；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=__________。（已知电子的质量为m，电量为e，静电力恒量用k表示）

A、 B.

C. D.

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2

Δ

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