2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 1 電源和電流 2 電動勢課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、1 電源和電流2 電動勢,,1了解電源的形成過程 2掌握恒定電場和恒定電流的形成過程 3知道電源的電動勢和內(nèi)阻,教學目標,,,【重點】 (1)理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生 (2)了解電源電動勢和內(nèi)阻 【難點】 (1)會靈活運用公式計算電流的大小 (2)電動勢和非靜電力這兩個概念的引入 (3)如何了解電源內(nèi)部還有內(nèi)阻,重點難點,,,1恒定電流是研究電場的又一跨越，學生具備靜電場的基礎(chǔ)知識是學習恒定電流的基礎(chǔ)和保證，學生參與了靜電場的學習，對電場研究有了一定認識，但是靜電場的電勢能、靜電力做功，又讓學生覺得知識有些凌亂因此，建議課堂教學中，可以采用教師引導學生分析，學生主動思考，師生共同總結(jié)(最

2、好是教師先聽學生的總結(jié)，再加以點評)的方法這樣既能發(fā)散學生的思維，調(diào)動學生的積極性，活躍課堂氣氛，又能減少學生學習物理的恐懼感,教學建議,,,2通過復習靜電力概念，明確靜電力的作用效果，建議通過類比，分層次提出相應問題，通過師生互動式的分析討論，逐步明確電路中形成持續(xù)電流的原因利用多媒體動畫形象地將形成電流和水流的條件進行類比，通過非重力對水的作用和非靜電力對電荷的作用進行類比得出非靜電力的概念通過討論不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同逐步建立電動勢的概念，并通過對電動勢和電壓的本質(zhì)區(qū)別的討論，加強對電動勢概念的理解,教學建議,,,【導入一】 人類通過對靜電場的研究不但獲得了許多有關(guān)電

3、現(xiàn)象的知識，而且形成了若干重要的電學概念和研究方法，成為電學理論的重要基礎(chǔ) 但是，無論在自然界還是生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，更廣泛存在著的是電荷流動所引起的效應那么，電荷為什么會流動？電荷流動服從什么規(guī)律，產(chǎn)生哪些效應？這些效應對人類的生產(chǎn)、生活方式和社會進步又起著怎樣的作用呢？ 過渡：這節(jié)課就來學習有關(guān)電流的知識(板書課題：導體中的電場和電流),新課導入,,,【導入二】 一輛從臺州溫嶺開往江蘇徐州的雙層大客車在經(jīng)過上三高速時，突然雷鳴電閃，瞬間大客車變成了“火”車我們知道雷鳴電閃時，產(chǎn)生的強大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，可是為什么閃電只存在于一瞬間呢？而手電筒的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，又是為什么呢？通過這

4、節(jié)的學習你就會知道了.,新課導入,,1.形成:電荷的形成電流. 2.產(chǎn)生條件:(1)導體中有能 電荷;(2)導體兩端(在導體內(nèi)部建立電場). 3.方向:規(guī)定為正電荷的方向. 4.物理意義:表示電流的強弱程度. 5.定義式:. 6.單位:安培,符號為A,1 A=103 mA=106 A.,電流,,知識必備,知識點一,定向移動,自由移動的,有電壓,定向移動,1.電源:電源是通過做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為的裝置. 2.電動勢 (1)定義:在電源內(nèi)部,所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢. (2)定義式:. (3)單位:伏(V). (4)物理意義:表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強弱.電

5、動勢越大,電路中每通過1 C電荷量時,電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就.,電源和電動勢,,知識必備,知識點二,非靜電力,電勢能,越大,非靜電力,3.電源(池)的幾個重要參數(shù) (1)電動勢:它取決于電池的正、負極材料及電解液的化學性質(zhì),與電池的大小 . (2)內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻. (3)容量:電池放電時能輸出的 .其單位有:Ah和mAh.,,知識必備,無關(guān),總電荷量,想一想 I= 是電流的定義式,能否說“I與q成正比,與t成反比”?它適用于計算所有的材料導電的電流嗎?電流是矢量嗎?,,學習互動,電流的計算,考點一,要點總結(jié) 1.電流的定義式I= 不能理解為I與q成正比,與t成反比

6、. 2.I= 既適用于金屬導體導電,也適用于電解液導電.但電解液導電時,q應為正、負離子在同一時間t內(nèi)通過同一橫截面時所帶電荷量的絕對值之和. 3.電流盡管有方向,但它是標量.它的運算不遵循平行四邊形定則.,,學習互動,,,學習互動,例1關(guān)于電流,下列說法中正確的是 () A.導體中的電流越大,表示通過其橫截面的電荷量越多 B.在相同時間內(nèi),通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流就越小 C.通電時間越短,電流就越大 D.單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流就越大,,學習互動,例2一硫酸銅電解槽的橫截面積為2 m2,在0.04 s內(nèi)若相向通過同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別

7、為5.6251018個和4.7351018個,則電解槽中的電流是多大?方向如何?,,,學習互動,想一想 電容器放電時兩極板上的電荷量也隨之減少,極板間的電壓也很快降低,而我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷母呻姵?、堿性電池、鉛蓄電池、紐扣式氧化銀電池等卻能夠連續(xù)放電很長時間,那么電池為什么能長時間放電而兩端的電壓卻能保持不變呢?電池上的銘牌又有什么含義呢?電源內(nèi)部的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?,,學習互動,對電動勢的理解,考點二,要點總結(jié) 1.由于電源兩極間有電勢差,在電源外部電路中,正電荷在靜電力的作用下由電源的正極向負極定向移動,從而形成了電流(在金屬導體中電子由負極向正極移動). 2.在電源內(nèi)部,要使正電荷從負極

8、移至正極,靠靜電力不可能實現(xiàn),因此只有依靠非靜電力對電荷做功來增加電荷的電勢能.可見,電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置. 3.公式E= 表明電動勢E在數(shù)值上等于電源內(nèi)部非靜電力移送單位電荷所做的功.,,學習互動,,學習互動,例3下列說法正確的是 () A.電源外部存在著由正極指向負極的電場,內(nèi)部存在著由負極指向正極的電場 B.在電源的外部正電荷靠電場力由電源的負極流向正極 C.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量的正電荷做功越多 D.電源的電動勢與外電路有關(guān),,,學習互動,答案 C 解析 電源外部存在著由正極指向負極的電場,

9、內(nèi)部也存在著由正極指向負極的電場,選項A錯誤;在電源的外部正電荷靠電場力由電源的正極流向負極,選項B錯誤;電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量的正電荷做功越多,選項C正確;電源的電動勢只與電源內(nèi)部有關(guān),與外電路無關(guān),選項D錯誤.,,學習互動,例4 (多選)干電池的電動勢為1.5V,這表示 () A.電路中每通過1C的電荷量,電源就把1.5J的化學能轉(zhuǎn)化為電能 B.干電池在1s內(nèi)將1.5J的化學能轉(zhuǎn)化為電能 C.干電池沒有接入電路時,兩極間的電勢差為1.5V D.干電池把化學能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動勢為2V的蓄電池的強,,,學習互動,答案 AC 解

10、析 根據(jù)電動勢的定義可知,選項A正確,選項B錯誤.電動勢在數(shù)值上還等于電源沒有接入電路時電源兩極間的電勢差,選項C正確.由電動勢的物理意義可知,非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;電動勢越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強,選項D錯誤.,想一想 電流是電荷的定向移動形成的,電流的大小與哪些因素有關(guān)?,,學習互動,電流的微觀表達式,考點三,要點總結(jié),,學習互動,圖2-1-1,,學習互動,,學習互動,,,,學習互動,備用習題,,1.(多選)關(guān)于電動勢，下列說法正確的是 () A電源兩極間的電勢差等于電源的電動勢 B電動勢越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的

11、本領(lǐng)越大 C同一電源接入不同的電路，電動勢就會發(fā)生變化 D電源電動勢與外電路的組成無關(guān),備用習題,,,答案 BD 解析電源電動勢是由電源本身所決定的一個物理量，與是否接入外電路、外電路電阻的大小無關(guān)，選項C錯誤，選項D正確電動勢反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小，電動勢越大，非靜電力移動同樣電荷量的電荷做的功越多，轉(zhuǎn)化成的電勢能越多，選項B正確電動勢不是電勢差，兩者不是一個概念，只有沒有接入外電路時，電源兩極間的電勢差在數(shù)值上才等于電動勢，選項A錯誤,備用習題,,2. 如圖212所示，電解池內(nèi)有一價的電解液，t時間內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下

12、解釋中正確的是 () A正離子定向移動形成的電流方向為AB，負 離子定向移動形成的電流方向為BA B溶液內(nèi)正、負離子向相反方向移動，電流抵消 C溶液內(nèi)電流方向為AB，電流大小I D溶液內(nèi)電流方向為AB，電流大小I,圖212,,備用習題,,答案 D 解析正電荷定向移動方向就是電流方向，負電荷定向移動的反方向也是電流方向，A、B錯誤；有正、負電荷從相反方向經(jīng)過同一截面時，I 公式中q應是正、負電荷電荷量絕對值之和，故I ，電流方向由A指向B，C錯誤，D正確.,備用習題,,4.一部數(shù)碼相機中用的鋰電池的電動勢為3.6 V，容量為2000 mAh(相當于以1000 mA的電流可放電2 h，

13、以500 mA的電流可放電4 h，以此類推)若關(guān)閉液晶屏時可拍攝照片800張左右，則每拍一張照片消耗的電能約為多少？若打開液晶屏時可拍攝照片300張左右，則每拍一張照片液晶屏消耗的電能約為多少？,,,自我檢測,1.(電源)以下關(guān)于電源的說法中正確的是 () A.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負極不斷地搬運到正極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差 B.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由正極不斷地搬運到負極,從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差 C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流 D.電源實質(zhì)上也是一個用電器,也需要外界提供能量,,,自我檢測,答案 B 解析 電源的作用是維持正、負

14、極之間恒定的電勢差,這需要電源不斷地將其內(nèi)部的負電荷向負極聚集,將正電荷向正極聚集,外電路中自由電子在靜電力的作用下向正極移動,故A錯誤,B正確.要使電路中有電流,不僅需要電源,還需要電路是閉合的,兩者缺一不可,故C錯誤.電源是對電路提供能量的裝置,故D錯誤.,,,自我檢測,2. (電流定義)在示波管中,電子槍2s內(nèi)發(fā)射61013個電子(一個電子所帶的電荷量為-1.610-19 C),則示波管中的電流大小為 () A.4.810-6 A B.310-13 A C.9.610-6 A D.310-6 A,,,自我檢測,3.(電動勢的理解)(多選)關(guān)于電源和電動勢,

15、下列說法正確的是 () A.在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極,非靜電力做功,電勢能增加 B.對于給定的電源,移動正電荷時,非靜電力做功越多,電動勢就越大 C.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量做功越多 D.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多,答案 AC 解析 在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極,非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,電動勢越大,表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,選項A、C正確.,,自我檢測,4.(電流微觀表達式)在研究長度為l、橫截面積為S的均勻?qū)w中的電流時,在導體兩端加上電壓U,于是導體中有勻強電場產(chǎn)生,在導體中移動的自由電子受勻強電場的作用而加速,但又和做熱運動的陽離子碰撞而減速,這樣邊碰撞邊向前移動.可以認為阻礙電子向前運動的阻力大小與電子移動的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k為恒量).當靜電力和碰撞的阻力平衡時,導體中的電子移動的平均速率v為一定值,這一定值是 () A. B. C. D.elkU,,,自我檢測,答案 B 解析 靜電力和碰撞阻力平衡時,有kv=eE=e ,所以電子定向移動的平均速率v= ,B正確.,