《电动势》课件精讲

电流电源电动势物理选修3-1第二章一、电流1、电荷的定向移动形成电流-BA-A++++++++_B_______2、形成电流的条件（1）自由电荷（2）电势差金属导体——自由电子电解液——正、负离子1、电荷的定向移动形成电流2、形成电流的条件（1）自由电荷（2）电势差3、电流的方向规定：正电荷定向移动的方向为电流方向4、电流的强弱tqI用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱单位：安培A其他单位mAμA一、电流（1）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。例1.某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？答案：1.6A说明电流的微观表达式推导：nslN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。ABι通过Ｂ截面的电荷数通过Ｂ截面的电荷量nqsvvlnqsltQInqslNqQ通过Ｂ截面的电荷量所用时间vlt导体中的电流为-BA-A++++++++_B_______等势体AB水池抽水机二、电源二、电源1、电源的作用能把自由电子从正极搬到负极的装置，保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.正极负极电源++（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？（1）在导线中，电场方向是怎样的？二、电源1、电源的作用能把自由电子从正极搬到负极的装置，保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.从能量的角度:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。非静电力电池：化学作用化学能电能发电机：电磁作用机械能电能二、电源（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、电动势（2）公式：WEq非伏特V1V=1J/C（3）单位：4、标量（5）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。电动势是1.5V的物理意义是什么？电动势与电势差的区别电动势：W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能），E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能）反映电源把其它形式能转化为电能的本领。电势差：W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能，电势差表示移动单位正电荷消耗的电能。反映把电能转化为其它形式能的本领。电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时（A·h）或毫安小时（mA·h）做单位8、影响电源的参数电池的容量:内阻电动势容量电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数7、内阻：A.在电源内部把正电荷从负极移到极，非静电力做功，电能增加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1、关于电动势，下列说法正确的是（）AC课堂训练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2VC.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2、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）ABD3、手电筒中的干电池给小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10S内，一节干电池中有多少化学能转化为电能？如果E=3V，I=2A，请具体说明EI的含义。思考与讨论某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI表示什么？祝同学们学习愉快！再见！锂离子电池禁止投入火中标称电压3.6V容量：950mA.h限制电压4.2V欧姆定律串并联电路分压电路：(控制电路)可以提供从零开始连续变化的电压实验电路ESRBAV测量电路:测导体B的电流、电压数据记录10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05电压（V）电流（A）电流（A）B导体数据处理做U-I图象1、U-I图像是一条过原点的直线;A2、同一导体，电压与电流的比值为定值.IUOBA导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值3、定义式：4、单位：1、物理意义：2、定义：兆欧（MΩ）千欧（kΩ）国际单位制中欧姆（Ω）反映导体对电流的阻碍作用IUR一、电阻(R只与导体本身性质有关)3101k6101M10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05电压（V）电流（A）电流（A）B导体A二、欧姆定律1、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．2、决定式:RUI3、适用：金属导电和电解液导电定义式决定式nqsvItqI三、伏安特性曲线(I-U图线)1、伏安特性曲线(I-U图线):导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线图线斜率的物理意义是什么？电阻的倒数IUOBA10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05电压（V）电流（A）电流（A）B导体A比较IUOBAIUOBAI-U图线U-I图线2、线性元件和非线性元件符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件；不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件．OIUC.从可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零RUI/IUR/IRUIUR/1、对于欧姆定律，理解正确的是（）A.从可知，导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B.从可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比D.从可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大A课堂练习2、某电流表可测量的最大电流是10mA，已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流?课堂练习OIUabcdRaRb=RcRdIUR3、某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到了图中a、b、c、d四个点.请比较这四个电阻值的大小.课堂练习4、图为两个导体的伏安特性曲线，求(1)两个导体的电阻之比R1:R2(2)若两个导体中的电流相等(不为零)，导体两端的电压之比U1:U2(3)若两个导体两端的电压相等(不为零),导体中的电流之比I1:I2R1R2(1)3:1(2)3:1(3)1:3课堂练习5、若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4Ａ，如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?课堂练习4.05/201100UIUIURAI0.102200IUIURAIIII0.22,0202由得又所以图15—1—3说一说下图是某晶体二极管的伏安特性曲线，请你根据这条曲线说出通过二极管的电流和二极管两端的电压的关系2.4串联电路和并联电路一、认识电路1.什么是电路的串联?把几个导体元件依次首尾相连的方式把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式2.什么是电路的并联?I0=I1=I2=I3串联电路各处的电流相同2.并联电路:并联电路的总电流等于各支路的电流之和二、电流特点01231.串联电路:I0=I1+I2+I3+…0123U03=U01+U12+U23③结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和三、电压特点01231.串联电路:U01=φ0－φ1①各点的电势与各点之间的电势差有什么关系?U12=φ1－φ2U23=φ2－φ3②比较电压关系?U03=φ0－φ3U=U1=U2=U3并联电路的总电压与各支路的电压相等三、电压特点1.串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和2.并联电路:0123456①比较0、1、2、3点电势关系?②比较4、5、6点的电势关系?③比较电压关系?Uφ0=φ1=φ2=φ3φ4=φ5=φ6串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和四、电阻特点1.串联电路:12UUUIII1212UUUIII12RRR讨论：多个电阻串联呢？12nRRRRR1R2UU1U2I四、电阻特点1.串联电路:12nRRRR2.并联电路:UR2R1II1I212IIIUUU1212IIIUUU12111RRR讨论：多个电阻并联呢？121111nRRRR并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和四、电阻特点1.串联电路:12nRRRR2.并联电路:121111nRRRR讨论：②n个相同电阻(R1)串联或并联，其总电阻R=？①R1和R2并联后R=？(若R1远大于R2，R=？)R1和R2并联后R=R1R2/(R1+R2)n个相同的电阻R并联R总＝R/n③不同阻值的电阻串联，总电阻与其中最大电阻有何关系？④不同阻值的电阻并联，总电阻与其中最小电阻有何关系？⑤并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？⑥混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？RRnRRnRn增大R增大不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大五、串并联电路特点1.串联电路12nRRRR121111nRRRR2.并联电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU