2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 1 電源和電流 2 電動(dòng)勢(shì)課件 新人教版選修3-1.ppt

1 電源和電流2 電動(dòng)勢(shì),1了解電源的形成過(guò)程 2掌握恒定電場(chǎng)和恒定電流的形成過(guò)程 3知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,教學(xué)目標(biāo),【重點(diǎn)】 (1)理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生 (2)了解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 【難點(diǎn)】 (1)會(huì)靈活運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小 (2)電動(dòng)勢(shì)和非靜電力這兩個(gè)概念的引入 (3)如何了解電源內(nèi)部還有內(nèi)阻,重點(diǎn)難點(diǎn),1恒定電流是研究電場(chǎng)的又一跨越，學(xué)生具備靜電場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)習(xí)恒定電流的基礎(chǔ)和保證，學(xué)生參與了靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)，對(duì)電場(chǎng)研究有了一定認(rèn)識(shí)，但是靜電場(chǎng)的電勢(shì)能、靜電力做功，又讓學(xué)生覺得知識(shí)有些凌亂因此，建議課堂教學(xué)中，可以采用教師引導(dǎo)學(xué)生分析，學(xué)生主動(dòng)思考，師生共同總結(jié)(最好是教師先聽學(xué)生的總結(jié)，再加以點(diǎn)評(píng))的方法這樣既能發(fā)散學(xué)生的思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛，又能減少學(xué)生學(xué)習(xí)物理的恐懼感,教學(xué)建議,2通過(guò)復(fù)習(xí)靜電力概念，明確靜電力的作用效果，建議通過(guò)類比，分層次提出相應(yīng)問(wèn)題，通過(guò)師生互動(dòng)式的分析討論，逐步明確電路中形成持續(xù)電流的原因利用多媒體動(dòng)畫形象地將形成電流和水流的條件進(jìn)行類比，通過(guò)非重力對(duì)水的作用和非靜電力對(duì)電荷的作用進(jìn)行類比得出非靜電力的概念通過(guò)討論不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同逐步建立電動(dòng)勢(shì)的概念，并通過(guò)對(duì)電動(dòng)勢(shì)和電壓的本質(zhì)區(qū)別的討論，加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念的理解,教學(xué)建議,【導(dǎo)入一】 人類通過(guò)對(duì)靜電場(chǎng)的研究不但獲得了許多有關(guān)電現(xiàn)象的知識(shí)，而且形成了若干重要的電學(xué)概念和研究方法，成為電學(xué)理論的重要基礎(chǔ) 但是，無(wú)論在自然界還是生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，更廣泛存在著的是電荷流動(dòng)所引起的效應(yīng)那么，電荷為什么會(huì)流動(dòng)？電荷流動(dòng)服從什么規(guī)律，產(chǎn)生哪些效應(yīng)？這些效應(yīng)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活方式和社會(huì)進(jìn)步又起著怎樣的作用呢？ 過(guò)渡：這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電流的知識(shí)(板書課題：導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流),新課導(dǎo)入,【導(dǎo)入二】 一輛從臺(tái)州溫嶺開往江蘇徐州的雙層大客車在經(jīng)過(guò)上三高速時(shí)，突然雷鳴電閃，瞬間大客車變成了“火”車我們知道雷鳴電閃時(shí)，產(chǎn)生的強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，可是為什么閃電只存在于一瞬間呢？而手電筒的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，又是為什么呢？通過(guò)這節(jié)的學(xué)習(xí)你就會(huì)知道了.,新課導(dǎo)入,1.形成:電荷的形成電流. 2.產(chǎn)生條件:(1)導(dǎo)體中有能 電荷;(2)導(dǎo)體兩端(在導(dǎo)體內(nèi)部建立電場(chǎng)). 3.方向:規(guī)定為正電荷的方向. 4.物理意義:表示電流的強(qiáng)弱程度. 5.定義式:. 6.單位:安培,符號(hào)為A,1 A=103 mA=106 A.,電流,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)一,定向移動(dòng),自由移動(dòng)的,有電壓,定向移動(dòng),1.電源:電源是通過(guò)做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為的裝置. 2.電動(dòng)勢(shì) (1)定義:在電源內(nèi)部,所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì). (2)定義式:. (3)單位:伏(V). (4)物理意義:表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強(qiáng)弱.電動(dòng)勢(shì)越大,電路中每通過(guò)1 C電荷量時(shí),電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就.,電源和電動(dòng)勢(shì),知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)二,非靜電力,電勢(shì)能,越大,非靜電力,3.電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù) (1)電動(dòng)勢(shì):它取決于電池的正、負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小 . (2)內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻. (3)容量:電池放電時(shí)能輸出的 .其單位有:Ah和mAh.,知識(shí)必備,無(wú)關(guān),總電荷量,想一想 I= 是電流的定義式,能否說(shuō)“I與q成正比,與t成反比”?它適用于計(jì)算所有的材料導(dǎo)電的電流嗎?電流是矢量嗎?,學(xué)習(xí)互動(dòng),電流的計(jì)算,考點(diǎn)一,要點(diǎn)總結(jié) 1.電流的定義式I= 不能理解為I與q成正比,與t成反比. 2.I= 既適用于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電,也適用于電解液導(dǎo)電.但電解液導(dǎo)電時(shí),q應(yīng)為正、負(fù)離子在同一時(shí)間t內(nèi)通過(guò)同一橫截面時(shí)所帶電荷量的絕對(duì)值之和. 3.電流盡管有方向,但它是標(biāo)量.它的運(yùn)算不遵循平行四邊形定則.,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),例1關(guān)于電流,下列說(shuō)法中正確的是 () A.導(dǎo)體中的電流越大,表示通過(guò)其橫截面的電荷量越多 B.在相同時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流就越小 C.通電時(shí)間越短,電流就越大 D.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流就越大,學(xué)習(xí)互動(dòng),例2一硫酸銅電解槽的橫截面積為2 m2,在0.04 s內(nèi)若相向通過(guò)同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別為5.6251018個(gè)和4.7351018個(gè),則電解槽中的電流是多大?方向如何?,學(xué)習(xí)互動(dòng),想一想 電容器放電時(shí)兩極板上的電荷量也隨之減少,極板間的電壓也很快降低,而我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷母呻姵亍A性電池、鉛蓄電池、紐扣式氧化銀電池等卻能夠連續(xù)放電很長(zhǎng)時(shí)間,那么電池為什么能長(zhǎng)時(shí)間放電而兩端的電壓卻能保持不變呢?電池上的銘牌又有什么含義呢?電源內(nèi)部的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?,學(xué)習(xí)互動(dòng),對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解,考點(diǎn)二,要點(diǎn)總結(jié) 1.由于電源兩極間有電勢(shì)差,在電源外部電路中,正電荷在靜電力的作用下由電源的正極向負(fù)極定向移動(dòng),從而形成了電流(在金屬導(dǎo)體中電子由負(fù)極向正極移動(dòng)). 2.在電源內(nèi)部,要使正電荷從負(fù)極移至正極,靠靜電力不可能實(shí)現(xiàn),因此只有依靠非靜電力對(duì)電荷做功來(lái)增加電荷的電勢(shì)能.可見,電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置. 3.公式E= 表明電動(dòng)勢(shì)E在數(shù)值上等于電源內(nèi)部非靜電力移送單位電荷所做的功.,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),例3下列說(shuō)法正確的是 () A.電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng),內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場(chǎng) B.在電源的外部正電荷靠電場(chǎng)力由電源的負(fù)極流向正極 C.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量的正電荷做功越多 D.電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān),學(xué)習(xí)互動(dòng),答案 C 解析 電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng),內(nèi)部也存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在電源的外部正電荷靠電場(chǎng)力由電源的正極流向負(fù)極,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量的正電荷做功越多,選項(xiàng)C正確;電源的電動(dòng)勢(shì)只與電源內(nèi)部有關(guān),與外電路無(wú)關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,學(xué)習(xí)互動(dòng),例4 (多選)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,這表示 () A.電路中每通過(guò)1C的電荷量,電源就把1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.干電池在1s內(nèi)將1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C.干電池沒有接入電路時(shí),兩極間的電勢(shì)差為1.5V D.干電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動(dòng)勢(shì)為2V的蓄電池的強(qiáng),學(xué)習(xí)互動(dòng),答案 AC 解析 根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義可知,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上還等于電源沒有接入電路時(shí)電源兩極間的電勢(shì)差,選項(xiàng)C正確.由電動(dòng)勢(shì)的物理意義可知,非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;電動(dòng)勢(shì)越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強(qiáng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,想一想 電流是電荷的定向移動(dòng)形成的,電流的大小與哪些因素有關(guān)?,學(xué)習(xí)互動(dòng),電流的微觀表達(dá)式,考點(diǎn)三,要點(diǎn)總結(jié),學(xué)習(xí)互動(dòng),圖2-1-1,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),備用習(xí)題,1.(多選)關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是 () A電源兩極間的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì) B電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)越大 C同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化 D電源電動(dòng)勢(shì)與外電路的組成無(wú)關(guān),備用習(xí)題,答案 BD 解析電源電動(dòng)勢(shì)是由電源本身所決定的一個(gè)物理量，與是否接入外電路、外電路電阻的大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確電動(dòng)勢(shì)反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小，電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力移動(dòng)同樣電荷量的電荷做的功越多，轉(zhuǎn)化成的電勢(shì)能越多，選項(xiàng)B正確電動(dòng)勢(shì)不是電勢(shì)差，兩者不是一個(gè)概念，只有沒有接入外電路時(shí)，電源兩極間的電勢(shì)差在數(shù)值上才等于電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤,備用習(xí)題,2. 如圖212所示，電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下解釋中正確的是 () A正離子定向移動(dòng)形成的電流方向?yàn)锳B，負(fù) 離子定向移動(dòng)形成的電流方向?yàn)锽A B溶液內(nèi)正、負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流抵消 C溶液內(nèi)電流方向?yàn)锳B，電流大小I D溶液內(nèi)電流方向?yàn)锳B，電流大小I,圖212,備用習(xí)題,答案 D 解析正電荷定向移動(dòng)方向就是電流方向，負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向也是電流方向，A、B錯(cuò)誤；有正、負(fù)電荷從相反方向經(jīng)過(guò)同一截面時(shí)，I 公式中q應(yīng)是正、負(fù)電荷電荷量絕對(duì)值之和，故I ，電流方向由A指向B，C錯(cuò)誤，D正確.,備用習(xí)題,4.一部數(shù)碼相機(jī)中用的鋰電池的電動(dòng)勢(shì)為3.6 V，容量為2000 mAh(相當(dāng)于以1000 mA的電流可放電2 h，以500 mA的電流可放電4 h，以此類推)若關(guān)閉液晶屏?xí)r可拍攝照片800張左右，則每拍一張照片消耗的電能約為多少？若打開液晶屏?xí)r可拍攝照片300張左右，則每拍一張照片液晶屏消耗的電能約為多少？,自我檢測(cè),1.(電源)以下關(guān)于電源的說(shuō)法中正確的是 () A.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差 B.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由正極不斷地搬運(yùn)到負(fù)極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差 C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流 D.電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器,也需要外界提供能量,自我檢測(cè),答案 B 解析 電源的作用是維持正、負(fù)極之間恒定的電勢(shì)差,這需要電源不斷地將其內(nèi)部的負(fù)電荷向負(fù)極聚集,將正電荷向正極聚集,外電路中自由電子在靜電力的作用下向正極移動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確.要使電路中有電流,不僅需要電源,還需要電路是閉合的,兩者缺一不可,故C錯(cuò)誤.電源是對(duì)電路提供能量的裝置,故D錯(cuò)誤.,自我檢測(cè),2. (電流定義)在示波管中,電子槍2s內(nèi)發(fā)射61013個(gè)電子(一個(gè)電子所帶的電荷量為-1.610-19 C),則示波管中的電流大小為 () A.4.810-6 A B.310-13 A C.9.610-6 A D.310-6 A,自我檢測(cè),3.(電動(dòng)勢(shì)的理解)(多選)關(guān)于電源和電動(dòng)勢(shì),下列說(shuō)法正確的是 () A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力做功,電勢(shì)能增加 B.對(duì)于給定的電源,移動(dòng)正電荷時(shí),非靜電力做功越多,電動(dòng)勢(shì)就越大 C.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多 D.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移送到正極的電荷量越多,答案 AC 解析 在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,電動(dòng)勢(shì)越大,表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,選項(xiàng)A、C正確.,自我檢測(cè),4.(電流微觀表達(dá)式)在研究長(zhǎng)度為l、橫截面積為S的均勻?qū)w中的電流時(shí),在導(dǎo)體兩端加上電壓U,于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生,在導(dǎo)體中移動(dòng)的自由電子受勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用而加速,但又和做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速,這樣邊碰撞邊向前移動(dòng).可以認(rèn)為阻礙電子向前運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k為恒量).當(dāng)靜電力和碰撞的阻力平衡時(shí),導(dǎo)體中的電子移動(dòng)的平均速率v為一定值,這一定值是 () A. B. C. D.elkU,自我檢測(cè),答案 B 解析 靜電力和碰撞阻力平衡時(shí),有kv=eE=e ,所以電子定向移動(dòng)的平均速率v= ,B正確.,