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1、2023/10/16,2.1 电源和电流,第二章 恒定电流,高二物理组,2023/10/16,1电流：,电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流,电荷的定向移动形成电流,一、电流的形成,2023/10/16,_,导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流,导体中产生电流的条件:,水流,一、电流的形成,2023/10/16,_,导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线R中会产生一个瞬时电流,导体中产生电流的条件:,水流,导体两端存在电势差,一、电流的形成,2023/10/16,1.能把电子从A搬运到B的装置.,2.作用:保持导
2、体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.,二.电源,2023/10/16,形成电流的条件：,（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，导体内建立了电场，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。,电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流,2023/10/16,三.恒定电流,1.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流,2.电流(I):表示电流的强弱程度.,定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流.,公式:I=q/t,单位:国际单位：安培(A)1A=1C/s 常用单位：毫安(mA
3、)、微安(A),方向:正电荷定向移动的方向,电流是标量,2023/10/16,直流电：电流方向不随时间变化的电流。,交流电：大小、方向随时间作周期变化的电流。,电流分类：,电流大小和方向都不随时间变化的电流恒定电流。,2023/10/16,注意,（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；（3）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。,2023/10/16,1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，
4、则导体中的电流为_；,2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为_,1A,2A,2023/10/16,已知：n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。,在时间t内通过导体某截面的电量为:,所形成的电流为:,Q=(vtS)nq,I=Q/t=nqSV,3决定电流大小的微观量,2023/10/16,例题:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,电子的电
5、量e=-1.610-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.,2023/10/16,解析,2023/10/16,思考题,如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？,电子定向移动的速率约10-5m/s，,电子热运动的平均速率105m/s,电场的传播速率3108m/s.,2023/10/16,第二章 恒定电流,2.2 电动势,高二物理组,2023/10/16,一、电源的概念,2、电源的内部电场方向如何？,1、电源外部，正电荷将怎样移动？,3、电源内部，正电荷将怎样移动？,4、电源内部的正电荷受到电场力方向？电场
6、力做正功还是负功？,5、什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？,6、电源内部的非静电力是由什么提供的？,从正极到负极,从负极到正极,从正极指向负极,负功,非静电力,正功,从正极指向负极,2023/10/16,干电池,发电机,7、电源内部的能量是怎样转化的？,电源内部非静电力克服电场力做功，把其他形式的能转化为电势能,2023/10/16,1、根据电源的作用，可以把电源与我们生活中的什么物体类比？,2、不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？,思考,电源:是通过非静电力做功 把其它形式的能转化为电势能的装置.,一、电源的概念（从能量的角度看）,2023/10/16,抽水机增加水的重力势能,电源
7、增加电荷的电势能,不同的抽水机抽水的本领(举起高度)不同使单位质量的水所增加的重力势能不同,不同的电源非静电力做功的本领不同使单位正电荷所增加的 电势能不同,抽水机,电源,2023/10/16,干电池 1.5V 1.5V,微型电池 250V 3V,蓄电池 200V 6V,2023/10/16,资料11、某种干电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5J的功，把1.5J化学能转化成1.5J的电势能;2、某种纽扣电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;3、某种蓄电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.
8、0J的功，把6.0J化学能转化成6.0J的电势能;,资料21、某种干电池非静电力把2C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;2、某种纽扣电池非静电力把3C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功，把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;3、某种蓄电池非静电力把1.5C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功，把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;,2023/10/16,二、电动势,1、定义：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、定义式：,3、单位：伏特（V）1V=1J/C,4、标量,W：
9、非静电力做的功q：电荷量,电势差：,?,1、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极 所做的功跟它的电荷量的比值。,2023/10/16,6、特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关,跟电源外部电路无关.,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。,二、电动势,2023/10/16,生活中的电池,2023/10/16,锂离子电池,禁止投入火中,标称电压3.6V,容量：950mA.h,2023/10/16,3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量 单位：安时(Ah)毫安时(mAh),1、电源的电动势,手机待机时间长短和哪个参数有关?,三、电源的重要参数,2、电源的内阻:电
10、源内部导体的电阻.,2023/10/16,AC,课堂练习,2023/10/16,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：,ABD,2023/10/16,3、有一蓄电池,当移动1C电荷时非静电力做功是2J,该蓄电池的电动势是多少?给小灯泡供电,供电电流是0.2A,供电10min,非静电力做功是多少?,E=2V,W非=240J,2023/10/16,讨论：电动势E与电压U的区别?,1、两个公式中W分别表示什么力做功?,2、能量是如何转化的?,中，W表示电源内部非静电力做的功中，W表示电源外部电场力做的功,其它形式能转化为电势能 E反映电源的特性,电势能转化为其它形式能U反映电场的特性,
