电源电流电动势

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1、学案 1 电源、电流和电动势温故追本溯源 推陈方可知亲斤矢niR 储备区 一、电源1. 定义：能扌从正极搬运到负极的装置.2. 作用：(1)维持电路两端有一定的 (2)使闭合电路中保持持续的二、恒定电流1 恒定电场(1) 恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由等电路元件所积累的电荷共同形成的.这种由稳定分布的电荷所产生的的电场，叫恒定电场.(2) 特点：任何位置的电荷分布和.都不随时间变化.2恒定电流(1) 定义：大小、都不随时间变化的电流称为恒定电流.(2) 公式：/=或q=，其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的(3) 单位：，符号A；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微

2、安3A).1 A=mA； 1 A=“A.三、电源1. 非静电力的作用：把正电荷由从搬运到，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的增加.2非静电力特例：在电池中，非静电力是化学作用，它使转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它彳 转化为电势能.3. 电源是通过非静电力做功把转化为的装置.四、电源的重要参数一一电动势和内阻1 .电动势(1) 大小：电动势在数值上等于力把的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.W(2) 公式:如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为E=WW.单位:伏特,符号为q(3) 物理意义：反映电源本领大小的物理量.(4) 决定因素：由电源中的特性决定，

3、跟电源的体 ，跟外电路2内阻：电源内部导体的要点精讲区基础自学落实要点精讲精析一、对电源、电流的理解1. 电路、电源、电流 电路的组成：电源、开关、导线和用电器. 电源的作用：在电路中提供持续的电压. 电流：导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流.2. 形成持续电流的条件： (1)电路中有电源.(2)电路闭合.【例1关于电流的方向，下列说法中正确的是（）A. 电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B. 电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C. 电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D. 电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反二、对公式/=

4、q的理解与应用1./=第是电流的定义式，电流与电荷量无正比关系，与时间也无反比关系2对金属来讲，是自由电子的定向移动，q为通过横截面的自由电子的电荷量.对电解质溶液来讲，是正、 负离子同时向相反方向定向移动，q为正、负离子电荷量的绝对值之和.【例2】在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图2所示如果测得2 s内分别 有1.0X1018个正离子和1 .OXIO1*个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流为多大？三、电流的微观意义1建立模型：如图所示，导体长为1,两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体 定向移动的速率为S设导体的横截面积为S,导体每单位体积

5、内的自由电荷数为n， 每个自由电荷的电荷量为q.2. 理论推导：AD导体中的自由电荷总数：N=n1S.总电荷量Q=Nq=nlSq.所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t=v.根据公式q=It，可得导体AD中的电流为I=Q=nqSv.v3. 结论：从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定 向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关.【例3】铜的摩尔质量为m,密度为。，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e,今有 一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为（）a.光速 cB.nesCneSmDnft借题发挥 有许

6、多同学会错选A,这是对生活现象中：“电路一接通，很远处的用电器就能立即开始工 作”的错误认识，这种现象的实质是因为电场以光速传播，而不是电荷运动过去，导体中的电荷定向移 动的速率远小于光速.所以请同学们留意身边实际，注意正确地理解.四、对电动势的理解W1. E=W是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，电动势q不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同.2. 电动势的方向：电动势是标量，为研究问题的方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即在电源内部 由电源负极指向正极.【例4关于电动势E的说法中正确的是（）A. 电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小

7、成正比，与移送电荷量q的大小成反比B. 电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C. 电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D. 电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同借题发挥 一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，如：电场强度是通过电 荷所受的电场力与电荷量的比值定义的，但电场强度与力、电荷的电荷量没有关系；电容器的电容是通 过电荷量与两极间的电压的比值定义的，但电容与所带电荷量及两极间电压也都没有关系.W五、对E=的理解和应用qWW1. U=W与E=W的区别qqWW电势差U=W反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；

8、而电动势E=W反映非静电力做功，将其qq他形式的能转化为电能.能的转化方向不同.2. 电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差.【例5由六节干电池（每节的电动势为1.5 V）串联组成的电池组，对一电阻供电.电路中的电流为2 A,在10 s内电源做功为180 J,则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？借题发挥 电源的串、并联规律：n个相同电源串联：E总=nE; r总=nr.总总rn个相同电源并联：E w =E; r总=；.总总 n自至立检区检测学习孜舉 体脸或功快乐1. 下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是（）A. 导线内部的电场就是电源所形成的电场B. 在静电

9、平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C. 因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D. 导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的2. 关于电流的说法中正确的是（）A. 根据I=qlt，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3. 铜的摩尔质量为m,密度为。，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过 的电流为I时

10、，电子平均定向移动速率为（）A.光速 cB-1C.%D.-neSneSmnesp4关于电动势E的说法中正确的是（）A. 电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B. 电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C. 电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量D. 电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同W5对于电动势的定义式E=W的理解，正确的是（）qA. E与W成正比 B. E与q成反比C. E的大小与W、q无关D. W表示非静电力6在横截面积为1.0 mm2铜导线中通过1.0 A的电流.铜在单位体积中的自由电子数为8

11、.5X 1028个,电子 的电荷量为1.6X10-19C .试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热运动 的平均速率约为105 m/s,通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向移动速率， 而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速，为3.0x108 m/s，就这些知识，你能否描述一下电路接 通后金属导体中自由电子运动的情景.qI解析 由I = t，且q = nSvte,则I = neSv,所以v = g，可算出自由电子的定向移动速率v约为7.4 X 10 -5 m/s.金属导体中各处都是自由电子，电路一旦接通，导线中便以电场的传播速率3.0x108 m/s在各 处迅速地建立起电场，在这个电场的作用下，导线各处的自由电子几乎同时开始以很小的定向移动 速率7.4X10-5 m/s做定向移动，整个电路几乎同时形成了电流，但同时由于金属中自由电子热运动 的平均速率约为105 m/s，显然这个速率远大于自由电子的定向移动速率，所以金属导体通电后，导 体各处的自由电子几乎同时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移 动