人教版高二物理选修2-1：1.2电　源课件

第2节 电 源 闪电 灯泡 各种各样的电源，你知道它们的用途吗？ 问题1：产生电流的条件是什么？ - BA - A + + + + ++ + + B_ _ _ _ _ __ （1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子 （2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内瞬间建立了沿导 线方向的电场，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 A、B之间 有电势差 A、B电 势差为 零 问题2：怎样学好电流这个物理量。 2、定义式： 3、矢量标量：标量 1、引入目的：反映了电流的强弱程度。 国际单位：安培（A） t qI  1C/s1A 4、单位换算： μA10mA10A1 63  5、测量方法：电流表等。 电流方向:正电荷定向移动的方向。 在金属导体中，电流方向与自由电子的定向移动方向相反；在电 解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移 动方向相反。 电解液导电时，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。 问题3：导体中产生持续电流的条件是什 么？ A B连通器 水势A 水势B 抽水机 水流 - -P - + A + + + ++ + + __ _ B_ __ __ - - 1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.作用:保持导体两端的电势差(电压)，使电路有 持续的电流。 这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。 正极 负极 电源相当于抽水机 问题4：电源的作用是什么？ 电源 + - 正极 负极 电源的作用： （1）从物理过程分析 ：就是通过非静电力把 电子从正极搬运到负极 ，使电源两极间保持一 定的电势差。使电路有 持续的电流； （2）从能量转化和守 恒的角度就是电源把其 它形式的能转化为电能 。 F - - - + A + + + ++ + + __ _ B_ __ __ P - - - 2.电场力做负功，电子的电势能增加，通过电源 把其它形式的能转化为电能. 1. 通过非静电力把电子从正极运到负极。 问题5：我们用什么来描述电源的特性呢？ 1、电动势(E)：不同的电源把其他形式的能量转化为电能的本 领是不同的，物理学中我们用电动势来表示电源的这种本领。 ①电动势越大说明这个电源将其它形式 能转化为电能的本领也越大。 2、内阻(r)：电源内部的导体都有电阻，这部分电阻 叫做电源的内阻。 电源的内阻在使用过程中变化较大，一般不在外壳上标出。 单位：毫安小时（mA.h) 安培小时（A.h) ②单位：伏特（V)， 电动势与电压意义不同，它是专门表征电源 特性的物理量，与电路无关。 问题6：同学们数百年的电池史你了解吗？ 2、干电池：碳锌电池(1.5V)、积层电池、碱性电池( 容量大) 4、铅蓄电池：可反复使用，约2V,内阻小。 3、锌汞电池（纽扣电池)：体积小电压稳定耐高温，含 汞污染环境。 1、伏打电池：1800年伏打制成了世界上第一个电池。(不 到0.5V) 6、锂电池：容量最大，是电池史上的飞跃 5、镍镉电池和镍氢电池：约1.2V，镉污染严重正逐步停 止使用，镍氢电池没有记忆性容量更大。 7、太阳能电池：环保科技，还在发展。 电流产生条件 电流的描述 电池 （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压。 产生持续电流 提供持续电压 （1）通过非静电力把电子从正极搬运到负极 ； （2）把其它形式的能转化为电能。 总结本节课所学内容。 (1)方向：规定正电荷定向运动的方向为 电流方向 (2)大小：电流强度I=q/t 电源 电动势 内阻 容量 课堂互动讲练 对电流的理解和计算 如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过 导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20 s 内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？ 【思路点拨】 根据公式q＝It计算，注意单位的 统一，记住每个电子所带电荷量e＝1.6×10－19 C. 【答案】 6.25×1015个 3.4×1019个 【借题发挥】 (1)金属导体中导电的是自由电子， 自由电子所带电荷量e＝1.6×10－19 C. (2)当自由电子定向移动通过导体横截面时，若通 过的自由电子个数为 n，则 q＝It＝ne. 变式训练1 一硫酸铜电解槽的横截面积为2 m2， 在0.04 s 内若相向通过同一横截面的铜离子和硫 酸根离子分别为5.625 ×1018个和4.735×1018个， 则电解槽中的电流是多大？方向如何？ 答案：83 A 方向与铜离子定向移动的方向相同 半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷 量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心 的轴以角速率ω沿逆时针匀速转动，则由环产生 的等效电流方向沿什么方向？电流多大？ 【思路点拨】 不管是否真的形成电流，假想成 形成电流然后依据电流的定义式求得电流大小． 等效电流问题 【答案】 见精讲精析 变式训练2 半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电， 总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通 过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的 等效电流应有(  ) A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电 流也将变为原来的2倍 B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电 流也将变为原来的2倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增 大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增 大，电流将变小 2．把 规定为电流的 方向，在金属导体中，电流方向与自由电子定 向移动的方向 。在电解质溶液中，电流 的方向与正离子定向移动的方向 ，与负 离子定向移动的方向 。 3、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 ” ） 4．关于电源的作用,下列说法正确的是 ( ) A.电源的作用是能为电路提供自由电子 B.电源的作用是使导体中形成电场 C.电源的作用是能够保持导体两端的电压 D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来 5．下列叙述正确的是 （ ） A．导体中电荷运动就形成电流 B．电流的国际单位是安培 C．因为电流强度有方向,所以电流强度是矢量 D．导体中有电流通过时,导体内部场强不为零 6．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 7．关于电流的说法正确的是 （ ） A．根据I=q/t可知，I与q成正比 B．如果在任何相等时间内通过导体横截面积的 电量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流强度的方向规定为正电荷定向移动的方 向 D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的 基本单位 8．以下对导体中的电场理解正确的是（ ） A．导体内的电场在稳定时是和导线平行的 B．导体内的电场由电源、导线等电路元件所积 累的电荷共同形成 C．导线中电场始终随时间而变化 D．导体内的电场是一种动态的稳定 9．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 n=It/e=16×10-3×10/1.6×10-19=1.0×1018 10．在一次闪电中，持续时间为0.005 s所 形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程 中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试 求可供电灯照明的时间。 Q=I1t1=I2t2 ， t2= I1t1/I2=600s 4．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的 电子（初速度大小不计，e=1.6×10-19C）在20kV 的高压下被加速，并且形成1mA的平均电流。电 子束的强弱受图像信号控制，并按一定的规律在 荧光屏上扫描，形成电视画面。电视机以每秒25 张画面的速率进行扫描，由于图面更换迅速和视 觉暂留，使我们看到了连续活动的图像，问：电 子轰击荧光屏时的动能为多大？平均每幅画面约 有多少个电子打在屏上? J102.31020106.1 15319   eUEk Q=It=ne 14 19 3 105.2106.1 25/110     e Itn 谢 谢