选修1-115电流和电源

静夜思复习回顾：1、电容器是用来储存电荷的装置。2、任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以组成电容器。4、电容器的电容单位：法拉(F)1μF=10-6F1pF=10-12F3、电容器的充电：使电容器带上电荷的过程电容器的放电：使电容器失去电荷的过程静夜思一个偶然的发现意大利解剖学和医学教授伽伐尼（1737～1789）18世纪末，意大利医学教授伽伐尼发现，用相连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引起肌肉的收缩。静夜思通往科学真理的艰辛过程伽伐尼立即抓住这个现象重复了这个实验，发现两手分别拿着不同的金属器械碰在青蛙的大腿上，总能使其腿部的肌肉抽搐，而只用一种金属器械去触动青蛙，却并无此种反应。结论这是一种“动物电”现象,金属只是起了导电的作用。静夜思从静电到动电现代已证明，伽伐尼的假设是错误的。但是他的发现却使电学的研究开始从静电转向动电。静夜思意大利化学和物理学家伏打在重复了伽伐尼的实验后提出，产生电流的关键在于两种不同金属的连接，青蛙腿只是起到了检验作用，基于这种思考，伏打使用能够导电的盐水液体代替动物组织试验，终于因此发现了电池的原理，做出了著名的伏打电堆与伏打电池。意大利化学和物理学家伏打（1745-1827）静夜思伏打电堆1800年伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流，这个装置后来称为伏打电堆。－－最早的直流电源他的发明为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件，揭开了电力应用的新篇章。静夜思一.电流1.概念:电荷的定向移动形成电流。静夜思1必须有能够自由移动的电荷－－自由电荷。2.产生电流的条件⑴自由电荷：指能够自由移动的电荷。一切导体中都有由电荷。⑵自由电荷包括：金属中的自由电子，酸、碱、盐中的正、负离子。2导体两端有电压。把导体接到电源两极上，导体两端有电压，这时导体中也有了电场。静夜思3.电流的方向(1)导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是负电荷的定向移动。(2)规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。(3)金属中能移动的是电子。所以金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向相反。静夜思3.电流的方向(4)在电源外部的电路中，电流从电源的正极流向负极。注意：在电源内部的电路中，电流从负极流向正极。静夜思4.电流强度(1)电流大小等于通过导线横截面的电荷量Q与所用时间t的比值:I=Qt(2)单位：安培，简称安，符号A1mA=10-3A1μA=10-6A(3)物理意义：描述电流的强弱(4)电流是标量静夜思练习题解析：根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，A选项错；规定正电荷定向移动方向为电流方向，B选项错；自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C选项错；D对。1.关于电流，下列说法正确的是：（）A.通过横截面电荷的多少就是电流的大小B.电流的方向就是电荷定向移动的方向C.在导体中，只要有自由电荷在运动，就一定会形成电流D.导体两端没有电压就不会形成电流静夜思练习题2.下列关于电流的说法中，正确的是：（）A.电路中的电流越大，表明通过导体横截面的电荷量越多B.在相同时间内，通过导体截面的电荷量越多，导体中电流就越大C.通电时间越长，电流越大D.导体中通过一定电荷量的时间越短，电流越大静夜思你知道吗？A手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。B电子手表工作时，液晶显示屏的电流为0.2μA左右。C彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作电流为0.4A左右；屏幕为29吋,电源的工作电流为1A左右。D50Hz的交流电，人能感触到的触电电流为1mA，能够自行摆脱电源的触电电流为10mA，触电电流达到50mA以上，将引起心室颤动。因此，国际电工委员会规定的安全电流（摆脱电流）为10mA静夜思二.电源和电动势静夜思二.电源和电动势1.闭合电路：由电源、用电器和导线、开关组成2.电源种类：较多。如干电池、蓄电池、发电机。静夜思二.电源和电动势3、电池：⑴种类很多⑵不同的电池，两极间的电压不一样。例：干电池两极间的电压大约是1.5V铅蓄电池两极间的电压大约是2.0V静夜思二.电源和电动势4、电动势：⑴概念:电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的.电源的这种特性,物理学中用电动势来描述。(2)大小：电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。(3)电动势的符号：E(4)单位：伏特V静夜思二.电源和电动势5、电源是将其他形式的能转化为电能的装置各种化学电池把化学能能转化为电能发电机把机械能能转化为电能太阳电池把太阳能能转化为电能静夜思下图是一块手机电池的标签。你从这个标签中可以了解关于电池的哪些信息？静夜思补充初中学过的几个公式1、欧姆定律：2、电功：3、电功率：UIR=22IRtWUIttUR===22PIRUUIR===静夜思2、把5.0V的电压加在一段电阻丝的两端，测得通过电阻的电流为0.1mA。当电阻丝两端电压增至8V时，通过电阻丝电流为多少？练习题解：由于电阻不变，由欧姆定律有：2211IUIUR即：mA16.0mA1.0V0.5V0.81122IUUI静夜思练习题4.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通过的装置。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。静夜思练习题5.下列说法正确的是：（）A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B.电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有着本质的区别D.电动势越大，电源两极间的电压一定越高静夜思小结1.电荷的形成电流；形成电流的条件是：导体中存在和导体两端存在；电流的方向规定为定向移动的方向，即与负电荷定向移动的方向。2.电流用符号I表示，I=，单位是，符号。3.电源在电路中的作用是：保持导体两端的，从而保持导体中有持续的通过；是生活中最常用的电源之一；常用干电池两极间的电压大约是伏，该电压是由电池本身的性质决定的，叫做电源的。定向移动自由电荷电压正电荷相反Qt安培A电压电流电池1.5电动势静夜思探索者地电流静夜思探索者水果电池静夜思探索者可乐电池静夜思探索者可乐电池在户外找不到电池？没关系，可口可乐也能当手机电池。设计师DaiziZheng在一款诺基亚新型手机上进行改装，可以由所有含糖分的饮料来充当电池，因为电力来源是把饮料中的碳水化合物(糖)加上酶作为催化剂来发电。静夜思探索者以色列研究人员宣布已研制出一种利用煮熟土豆发电的有机电池，具有构造简单、可持续利用等特点。Yissum研究开发公司近日宣布将推出一款基于土豆涂层的固体有机电池。这款简易的、可持续的和强大的设备能够为全球很多电力供应不足的国家带来即时的、价格低廉的电力解决方案。土豆电池这块显示出高效能的电池由锌、铜电极和煮熟的土豆片制成。土豆煮熟后发电能力比煮熟前有10倍左右提高，从而将供电时间延长至数日甚至数周[1]。另外，无需置疑的是，土豆电池的成本也大大低于普通商用电池。这些研究发现已经刊登于六月版的《可再生与可持续能源》以及本周《自然》杂志中的研究精华。土豆电池静夜思探索者土豆电池静夜思探索者土豆电池的工作原理主要是两个电极一边是铜，一边是锌（铁，锡都行）土豆提供化学反应需要的酸液，金属锌的化学性质比铜活泼，当这两种金属同时处在酸液中时，锌就会失去电子，这些失去的电子沿着导线传到铜片上，形成电流。土豆提供反应所需要的酸,这使得电子从铜到锌的运动能够进行，作为电池两极的铜和锌分别来自铜钉和镀锌钉。每个土豆能产生大约0.5伏特的电压，电流0.2毫安左右。土豆电池工作原理静夜思探索者根据实验，最简单有效地解决方案是，把土豆煮8分熟（用盐水煮效果更好）[2]，然后搅拌成碎末装到瓶子中。建议电极用锌铜，电极接触面积要大，可以多电极使用。结论，电极面积越大电流电压越高，但寿命会变少，总能量一定。同理，不仅仅适用于土豆，其他任何酸性的果实均可。消耗的是酸和电极。得到的是电能。过程注意防止电极养护，防氧化和清洁表面。发下金属活泼表：钾，钙，钠，镁，铝，锌，铁，锡，铅，氢，铜，汞，银，铂，金。钾最活泼，金最不活泼。电极选择氢之前和之后各一种金属。(镁没用过怕爆炸，钠爆炸剧烈)铝是最好的正极，铜(银太贵)是最好的负极。反应只消耗正极金属，电极选择扁片以增大反应面积。土豆电池制作方法静夜思太阳能手机充电器静夜思太阳能手机充电器静夜思太阳能手机充电器图10结构框图图11生成PCB图静夜思图12实际电路图图13充电过程示意图太阳能手机充电器