2019高中物理 第一章 電流 1.5 電流和電源課件 新人教版選修1 -1.ppt

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五 電流和電源 讀一讀 辨一辨 一 電流閱讀教材第16頁(yè)第1 2自然段和 電流 部分 了解人們對(duì)電流認(rèn)識(shí)的發(fā)展歷程 知道電流的方向及求法 1 哪位科學(xué)家發(fā)明了最早的直流電源 電堆 答案 伏打 2 電流是怎樣形成的 電流的方向是怎樣規(guī)定的 答案 電荷的定向移動(dòng)形成電流 習(xí)慣上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反 3 在電源外部的電路中 電流從電源的正極流向負(fù)極 讀一讀 辨一辨 4 什么是電流 電流的公式及單位是什么 答案 用通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量Q跟通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間t的比值來(lái)描述電流的強(qiáng)弱 單位 安培 簡(jiǎn)稱安 國(guó)際符號(hào)A 1毫安 mA 10 3A 1微安 A 10 6A 讀一讀 辨一辨 二 電源和電動(dòng)勢(shì)閱讀教材第17頁(yè) 電源和電動(dòng)勢(shì) 部分 了解閉合電路的組成 電源在電路中所起的作用 電動(dòng)勢(shì)的單位等 1 一個(gè)閉合電路的組成包含哪些元件 答案 電源 開(kāi)關(guān) 用電器和導(dǎo)線 2 電源在電路中起什么作用 答案 1 保持導(dǎo)體上有持續(xù)電壓 2 將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 提供給用電器使用 讀一讀 辨一辨 3 電動(dòng)勢(shì) 1 大小 電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓 2 決定因素 電源的電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的 它表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小 3 符號(hào)及單位 電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)是E 單位與電壓的單位相同 也是伏特 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 解析 電源的作用就是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 提供給用電器使用 答案 2 電源兩極間的電壓就是電源的電動(dòng)勢(shì) 解析 電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓 當(dāng)電源接入電路時(shí) 兩極間的電壓與電動(dòng)勢(shì)不相等 答案 3 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 解析 根據(jù)電流的定義式I 電流還與通過(guò)電荷量Q所用的時(shí)間有關(guān) 答案 讀一讀 辨一辨 4 金屬導(dǎo)體中的自由電荷是電子 電流的方向?yàn)殡娮佣ㄏ蛞苿?dòng)的反方向 解析 電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向 與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反 電子帶負(fù)電 故電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反 答案 讀一讀 辨一辨 2 探究討論 1 什么條件下電荷才能做定向移動(dòng)呢 答案 把導(dǎo)體兩端分別接到電源的兩極上 導(dǎo)體兩端就有了電壓 這時(shí)導(dǎo)體中也有了電場(chǎng) 導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng) 形成電流 2 用毛線將干電池和小燈泡接成閉合回路 小燈泡亮嗎 若去掉干電池 用導(dǎo)線把小燈泡正負(fù)極相連呢 想想為什么 答案 中小燈泡不亮 原因是小燈泡中沒(méi)有電流通過(guò) 因?yàn)槊€中無(wú)自由電荷 不導(dǎo)電 中燈泡不亮是因?yàn)殡娐分袩o(wú)電源 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究一對(duì)電流的理解電解液導(dǎo)電時(shí) 電解液中的自由電荷既有正電荷 也有負(fù)電荷 計(jì)算電流時(shí) 電荷量是用正電荷的電荷量 還是負(fù)電荷的電荷量 根據(jù)I 能不能說(shuō)電流與Q成正比 與t成反比 要點(diǎn)提示在利用I 計(jì)算電解液中電流的大小時(shí) 由于正 負(fù)離子定向移動(dòng)的方向相反 形成的電流方向相同 所以此時(shí)的Q應(yīng)為定向移動(dòng)的正 負(fù)離子所帶電荷量的絕對(duì)值之和 即Q Q1 Q2 用此公式計(jì)算出的電流是t時(shí)間的平均值 由于I 是電流的定義式 所以不能認(rèn)為I與Q成正比 與t成反比 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 1 形成電流的條件 1 要有能自由移動(dòng)的電荷 一切導(dǎo)體中都有自由電荷 例如 金屬導(dǎo)體中的自由電子 酸 堿 鹽水溶液中的正 負(fù)離子 都是自由電荷 2 導(dǎo)體兩端存在電壓 自由電荷只有定向移動(dòng)才能形成電流 要使自由電荷定向移動(dòng) 需要給自由電荷施加驅(qū)使它們做定向移動(dòng)的作用力 這個(gè)作用力可以由電場(chǎng)施加 將導(dǎo)體的兩端加上一定的電壓 通過(guò)電源來(lái)實(shí)現(xiàn) 導(dǎo)體中就有了電場(chǎng) 導(dǎo)體中的自由電荷便在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng) 形成電流 所以形成電流還應(yīng)滿足 導(dǎo)體兩端存在電壓 干電池 蓄電池 發(fā)電機(jī)等電源 它們?cè)陔娐分械淖饔檬潜３謱?dǎo)體兩端的電壓 使導(dǎo)體中有持續(xù)的電流 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 2 對(duì)電流I 的理解通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量Q與所用時(shí)間t的比值稱為電流 公式為I 1 公式中Q是通過(guò)橫截面的電荷量而不是單位橫截面的電荷量 2 電荷量不等的同種電荷同向通過(guò)某一橫截面時(shí) Q Q1 Q2 異種電荷反向通過(guò)某一橫截面時(shí) Q Q1 Q2 不能相互抵消 3 該公式為電流的計(jì)算式 不是電流的決定式 電流的大小是由電路中的電壓和電阻決定的 4 電流雖然有大小 有方向 但它不是矢量 電流的合成不遵循平行四邊形定則 它是一個(gè)有方向的標(biāo)量 5 電流是一個(gè)基本物理量 因此 它的單位A是國(guó)際單位制中的基本單位之一 常用單位還有mA A 其換算關(guān)系為1A 103mA 1A 106 A 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 例題1 通過(guò)某導(dǎo)體的電流為1mA 在1s內(nèi)通過(guò)該導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少 若 220V60W 的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273mA 則20s內(nèi)通過(guò)燈絲橫截面的電子數(shù)目是多少 答案 6 25 1015個(gè)3 4 1019個(gè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 歸納總結(jié) 1 根據(jù)I 計(jì)算 注意單位的統(tǒng)一 2 金屬導(dǎo)體中導(dǎo)電的是自由電子 自由電子所帶的電荷量為e 1 6 10 19C 3 當(dāng)自由電子定向移動(dòng)通過(guò)導(dǎo)體橫截面時(shí) 若通過(guò)的自由電子個(gè)數(shù)為n 則Q It ne 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1導(dǎo)學(xué)號(hào)66824013在電解液導(dǎo)電中 若在5s內(nèi)分別有5C的正離子和5C的負(fù)離子通過(guò)電解槽中與電流方向垂直的某一截面 電路中電流是多少 解析 在電解質(zhì)溶液中 通過(guò)某一截面的正 負(fù)離子并不相互抵消 負(fù)電荷的反向移動(dòng)等效于正電荷的同向移動(dòng) 所以 電流等于同一截面上正 負(fù)電荷遷移電荷量的絕對(duì)值之和與所用時(shí)間之比 即I 2A 答案 2A 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二電源和電動(dòng)勢(shì)日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電池 如圖所示的干電池和手機(jī)電池 它們分別標(biāo)有 1 5V 和 3 7V 的字樣 這些數(shù)值代表什么 它表示電池的何種特性 要點(diǎn)提示電動(dòng)勢(shì) 把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 電源的作用 1 從電荷移動(dòng)角度看 電源的作用就是通過(guò)移送電荷 維持電源正 負(fù)極間有一定的電勢(shì)差 從而保持電路中有持續(xù)電流 2 從能量轉(zhuǎn)化的角度看 電源搬運(yùn)電荷的過(guò)程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程 如化學(xué)電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能 溫馨提示凡是能把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置都叫電源 如各種電池 發(fā)電機(jī)等 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 電源的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是描述電源特性的物理量 是由電源本身決定的 不同類型的電源 電動(dòng)勢(shì)會(huì)不同 如 一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)是1 5V 一節(jié)硫酸鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是2V 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)由于發(fā)電機(jī)的不同而不同 電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源不接用電器時(shí)電源兩端的電壓 用電壓表可以直接測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì) 在接入電路中時(shí) 電源兩端的電壓小于電源的電動(dòng)勢(shì) 電源的電動(dòng)勢(shì)的大小反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小 電動(dòng)勢(shì)越大 把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大 溫馨提示電源的電動(dòng)勢(shì)取決于電源自身的結(jié)構(gòu) 與外電路的情況無(wú)關(guān) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 關(guān)于電源 以下說(shuō)法正確的是 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 電源的作用就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能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 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 電源的作用是保持正 負(fù)極之間恒定的電勢(shì)差 這需要電源不斷地將負(fù)電荷向負(fù)極聚集 將正電荷向正極聚集 因外電路中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下向正極移動(dòng) 故在電源內(nèi)部 電源需要將正極上的電子搬運(yùn)到負(fù)極 以維持電勢(shì)差不變 故A錯(cuò) 從能量角度來(lái)看 電源在搬運(yùn)電荷的過(guò)程中 需要克服電場(chǎng)力做功 將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 B對(duì) 電路中有電流時(shí) 不僅需要電源 還需要電路是閉合的 故C錯(cuò) 電源是對(duì)電路提供能量的裝置 故D錯(cuò) 答案 B 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2導(dǎo)學(xué)號(hào)66824014 多選 下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是 A 電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)上就是電壓B 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C 鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V 這表示蓄電池兩極間的電壓即為2VD 鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V 干電池的電動(dòng)勢(shì)為1 5V 這說(shuō)明蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池的大解析 電動(dòng)勢(shì)和電壓是不同的概念 不能混淆 鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V 但蓄電池兩極間的電壓卻不一定等于2V 只有在蓄電池沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓才等于2V 選項(xiàng)A C錯(cuò)誤 電動(dòng)勢(shì)表征的是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) 電動(dòng)勢(shì)越大 它將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大 選項(xiàng)B D正確 答案 BD 12345 1 電源的作用 關(guān)于電源的作用 下列說(shuō)法正確的是 A 電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷B 電源的作用是能夠自己直接釋放出電能C 電源的作用就是能保持導(dǎo)體兩端的電壓 使電路中有持續(xù)的電流D 電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)解析 電路中的自由電荷是導(dǎo)體提供的 電源的作用是提供導(dǎo)體兩端的電壓 從而使電路中有持續(xù)的電流 A錯(cuò) 電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 而不是自己直接釋放出電能 B錯(cuò) 若沒(méi)有電源提供電壓 自由電荷也在不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng) 當(dāng)電源給導(dǎo)體提供電壓時(shí) 就會(huì)使導(dǎo)體中的自由電荷定向運(yùn)動(dòng) 形成電流 C對(duì) D錯(cuò) 答案 C 12345 2 電流 關(guān)于電流的方向 下列說(shuō)法正確的是 A 在金屬導(dǎo)體中 電流的方向是自由電子定向移動(dòng)的方向B 在電解液中 電流的方向是負(fù)離子定向移動(dòng)的方向C 無(wú)論在何種導(dǎo)體中 電流的方向都與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反D 在電解液中 由于是正 負(fù)電荷定向移動(dòng)形成電流 所以電流有兩個(gè)方向解析 電流的方向指正電荷定向移動(dòng)的方向 與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反 故選項(xiàng)A B D錯(cuò)誤 選項(xiàng)C正確 答案 C 12345 3 產(chǎn)生電流的條件 滿足下列哪一個(gè)條件 就能產(chǎn)生持續(xù)電流 A 有自由電子B 導(dǎo)體兩端有電壓C 任何物體兩端有電壓D 導(dǎo)體兩端有恒定電壓解析 產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是物體內(nèi)有大量自由電荷 兩端有恒定電壓 所以A B C項(xiàng)錯(cuò) D項(xiàng)對(duì) 答案 D 12345 4 電動(dòng)勢(shì)的理解 關(guān)于電動(dòng)勢(shì) 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 電動(dòng)勢(shì)的單位是伏特B 電動(dòng)勢(shì)大小等于沒(méi)有接入外電路時(shí)電源兩端的電壓C 電動(dòng)勢(shì)大小由電源本身性質(zhì)決定D 電動(dòng)勢(shì)的單位是焦耳解析 電動(dòng)勢(shì)的單位與電壓的單位相同 是伏特 A對(duì) D錯(cuò) 電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于沒(méi)有接入外電路時(shí)電源兩端的電壓 B對(duì) 電動(dòng)勢(shì)大小僅由電源本身性質(zhì)決定 與其他因素?zé)o關(guān) C對(duì) 答案 D 12345 5 公式I 的理解 一個(gè)半徑為R的絕緣圓盤(pán) 繞垂直圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以角速度 沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩俎D(zhuǎn)動(dòng) 圓盤(pán)邊緣上均勻地分布著一圈負(fù)電荷 單位弧長(zhǎng)上所帶的電荷量為q 當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 這些電荷所形成的電流大小I 電流的方向?yàn)?解析 圓盤(pán)邊緣上的負(fù)電荷隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流 在運(yùn)動(dòng)軌跡上任取一截面 則在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)截面的電荷量為Q 2 Rq 根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知 電子運(yùn)動(dòng)的周期為T 因此所求電流為 電流的方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的方向 所以該題中電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?答案 Rq順時(shí)針