2019-2020学年高中物理 第1章 5 电流和电源课件 新人教版选修1-1

第一章电场电流五、电流和电源学习目标知识脉络1.知道电流产生的微观机理，熟记电流的定义式．(重点)2．知道电流的方向是如何规定的，会利用电流定义式计算．(重点、难点)3．理解电源在电路中的作用及电动势的概念和单位．(难点)4．知道常见电池的电动势的大小．自主探新知预习一、电流1．电流的概念：电荷的____移动形成电流．2．形成电流的条件(1)有____电荷；(2)导体两端存在____．定向自由电压3．电流的方向：习惯上规定______定向移动的方向为电流的方向．4．大小(1)定义：通过导线横截面的______与所用____的比值叫做电流．(2)公式：______．正电荷电荷量时间I＝Qt(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是____，符号是__.常用的单位还有____(mA)和____(μA)，1mA＝________A，1μA＝________A.5．意义：描述电流的____．安培A毫安微安10－310－6强弱二、电源和电动势1．电源在电路中的作用是保持导体两端的____，使导体中有持续的电流．2．电源是把其他形式的能转化为____的装置．电压电能3．电动势(1)电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的____．(2)电动势的符号是__，单位与____的单位相同，是____(V)．(3)电源的电动势是由电源本身的性质决定的．它表征了电源把________的能转化为电能的本领大小．电压E电压伏特其他形式1．思考判断(1)电荷定向移动的方向就是电流的方向．()(2)正电荷定向移动的方向为电流的方向．()×√(3)金属导体中电子定向移动的方向与电流方向相反．()(4)电源在电路中的作用是提供电压．()(5)电源电动势的大小等于电源两端的电压．()(6)电源没有接入电路时，其两端的电压为0.()√√××2．下列关于电流的说法中正确的是()A．根据I＝Qt，可知I与Q成正比B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位[依据电流的定义式可知，电流与Q、t皆无关，显然选项A错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B错误；电流是标量，故选项C错误．]D3．通过一个电阻的电流是5A，经过4min，通过该电阻的一个截面的电量是()A．20CB．50CC．1200CD．2000CC[根据I＝Qt，得Q＝It＝5×240C＝1200C，故C正确，A、B、D错误．]4．关于电动势，下列说法正确的是()A．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压B．所有电源的电动势都是1.5VC．体积越大的电源，其电动势一定越大D．不同电源的电动势一般不同[电动势在数值上等于电源没接入电路时正、负极间的电压，则A项错；不同的电源电动势一般不同，与体积无关，B、C项错，D项对．]D合作攻重难探究对电流及其定义式的理解1.对电流的理解(1)一切导体中都有自由电荷，把导体两端分别接到电源的两极上，导体两端有了电压，这时导体中也有了电场，导体中的自由电荷在电场的作用下发生定向移动，形成了电流．(2)金属导体中定向移动的是带负电的自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．(3)在电解液中，导电时定向移动的电荷既有正离子又有负离子，它们同时向相反的方向移动形成电流，电流方向与正离子移动方向相同．2．公式I＝Qt的理解(1)公式中Q是t时间内通过某一横截面的电荷量．(2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时，Q＝Q1＋Q2；异种电荷反向通过某一横截面时，Q＝|Q1|＋|Q2|，不能相互抵消．(3)该公式只是定义式或量度式，I与Q及t无关．(4)电流虽有方向，但电流是标量．【例1】一硫酸铜电解槽的横截面积为2m2，在0.04s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4.375×1018个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？思路点拨：①电解液导电时，正、负带电离子向相反方向移动．②电流公式I＝Qt中Q是通过某截面的总电量．[解析]铜离子和硫酸根离子都是二价离子，离子的电荷量为q1＝q2＝2×1.6×10－19C.所以I＝Qt＝n1q1＋n2q2t＝5.625×1018×2×1.6×10－19＋4.375×1018×2×1.6×10－190.04A＝80A.[答案]80A方向与铜离子定向移动的方向相同[注意事项]本题易出现Q＝n1q1－n2q2的错误，认为正、负电荷流过某一截面时中和一部分，正确把握Q的意义及电解液导电的特点是解题的关键．1．如图所示的电解池，通电1s，其间共有3C的正离子和3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是()A．0B．1.5AC．3AD．6A[由电流的定义知I＝Qt＝3C＋3C1s＝6A，故D项正确．]C对电源及电动势的理解1.电源的作用电源是把其他形式的能转化为电能的装置．在电路中能提供持续的电压，给用电器提供电能．2．电源的电动势描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．不同的电源，电动势不同．(1)电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)电动势等于把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极过程中，其他形式的能转化成电能的数值．(3)电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压．可以用理想电压表分别与电源两极相接测量电动势的值．3．不同电源的能量转化各种化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳电池把太阳能转化为电能．4．电动势与电压电动势是表征电源特征的物理量，反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，只由电源本身决定，与外部电路无关；电压表示一段电路(用电器等)把电能转化为其他形式的能的本领．电动势是产生电压的原因．【例2】如果闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.5C电量通过电路时，下列结论正确的是()A．在电源内部，非静电力将5J的其他形式的能转化为电能B．在电源内部，静电力将6J的其他形式的能转化为电能C．在电源外部，静电力将5J的电能转化为其他形式的能D．在电源外部，静电力将6J的电能转化为其他形式的能[在电源内部，根据公式：W＝qE＝0.5×12J＝6J，非静电力将6J的其他形式的能转化为电能．故A、B都错误．在电源外部，根据公式：W＝qU＝0.5×10＝5J，静电力将5J的电能转化为其他形式的能．故C正确，D错误．]C2．有关电动势的说法中正确的是()A．电源电动势的大小，等于电源没有接入电路时电源两极间的电压的大小，所以当电源接入电路时，电动势大小将发生变化B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大C．电源的电动势越大，也就是电源内储存的电越多D．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量[电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领，一般是固定不变的，是电源的属性，与电源是否接入电路无关，故D正确．]D当堂固双基达标1．满足下面哪一个条件，就能产生持续电流()A．有自由电子B．导体两端有电压C．任何物体两端有电压D．导体两端有恒定电压D[产生持续电流的条件是：物体内有大量自由电荷；两端有恒定电压．所以A、B、C错，D对．]2．关于电源的作用，下列说法中正确的是()A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B．电源的作用是能够自己直接释放出电能C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用就是使自由电荷运动起来[A错，电路中的自由电荷是导体提供的，电源的作用是提供导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流；B错，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，而不是自己直接释放出电能；C对，D错，若没有电源提供电压，自由电荷也在不停地无规则运动，当电源给导体提供电压时，就会使导体中的自由电荷定向运动，形成电流．]C3．(多选)关于电动势，下列说法正确的是()A．电源两极间的电压等于电源电动势B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大C．电源电动势的数值等于电源断路时两极间电压D．电源电动势与外电路的组成无关[电路中的用电器是消耗电能，而电源的作用就是不断地把其他形式能转化为电能供电路消耗，故B项正确；电动势表征电源把其他形式能转化为电能本领的大小，由电源本身决定，与其他均无关，故D项正确；电动势的大小等于电源断路时两极间电压，故A项错误，C项正确．]BCD4．在电解液中若5s内沿相反方向通过面积为0.5m2的横截面积的正、负离子的电荷量均为5C，则电解液中的电流为多少？[解析]因I＝Qt中Q是通过整个截面的电荷量，并非单位面积通过的电荷量，且因正、负离子沿相反方向定向移动形成的电流方向是相同的，所以Q应为正、负离子电荷量的绝对值之和．故I＝Qt＝2×55A＝2A.[答案]2A