電源和電流及電動(dòng)勢(shì)PPT課件

.,1,第一節(jié)電源和電流,.,2,雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?,.,3,瞬時(shí)電流的形成,導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)形成電流.,(瞬時(shí)電流),.,4,_,等勢(shì)體,導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體,達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線R中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流,.,5,持續(xù)電流的形成,倘若在A,B之間連接一個(gè)裝置P,作用是不斷地把電子從A搬運(yùn)到B，使AB之間始終存在一定的電場(chǎng)，從而保持持續(xù)電流。,裝置P電源,.,6,一、電源,1.定義：能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置.,2.作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓)，使電路有持續(xù)的電流.,.,7,1、產(chǎn)生：導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定（動(dòng)態(tài)的平衡）。,二、導(dǎo)線中的電場(chǎng),.,8,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,二、導(dǎo)線中的電場(chǎng),.,9,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,P,假設(shè)在電源正、負(fù)極之間連一根導(dǎo)線,M,N,E0,F,Fn,Ft,3、導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是沿導(dǎo)線切線方向的恒定電場(chǎng),導(dǎo)線中的電場(chǎng)的特點(diǎn),1、導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行,2、電荷的分布是穩(wěn)定的,.,10,恒定電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,自由電子在各個(gè)位置的定向運(yùn)動(dòng)速率也不變,串一個(gè)電流表,讀數(shù)不會(huì)變(恒定電流),恒定電場(chǎng),特點(diǎn)：,平均速率,.,11,恒定電流（電流）,1、產(chǎn)生條件（1）存在自由電荷。金屬導(dǎo)體自由電子電解液正、負(fù)離子（2）導(dǎo)體兩端存在電壓,2、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量表示電流強(qiáng)弱,4、方向：正電荷定向移動(dòng)的方向（標(biāo)量）金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。,.,12,說(shuō)明：（1）電流為標(biāo)量，電流雖有方向但是標(biāo)量。（2）電解液中正負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，此時(shí)q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對(duì)值之和。,5、單位：安培A其他單位mAA,6、電流的分類(lèi)：直流和交流,.,13,三種速度的區(qū)別,（1）電流傳導(dǎo)速率等于光速，電路一接通，導(dǎo)體中的電子立即受到電場(chǎng)力作用而定向移動(dòng)形成電流。（對(duì)整體而言）,（2）電子定向移動(dòng)速率，其大小與電流有關(guān)，一般每秒為10-2-10-3m的數(shù)量級(jí)。（對(duì)每個(gè)電子而言）,（3）電子熱運(yùn)動(dòng)速率，任何微觀粒子都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，其速度與溫度有關(guān)，通常情況為每秒幾百米。,.,14,電流的微觀表達(dá)式,推導(dǎo)：,一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長(zhǎng)為l,兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷量為q。,.,15,1、形成電流的條件：（1）存在自由電荷（2）導(dǎo)體兩端存在電壓2、電源的作用：提供持續(xù)的電壓3、導(dǎo)線中的電場(chǎng):導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行.(恒定電場(chǎng))4、恒定電流:大小方向都不隨時(shí)間變化的電流.5、電流:表示電流的強(qiáng)弱程度的物理量.（1）定義式I=q/t（2）金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算式,小結(jié),(n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，S為導(dǎo)體橫截面積，v為電荷定向移動(dòng)速率,q為每個(gè)自由電荷的電量),.,16,電源的作用:把電子從A搬運(yùn)到B的裝置保持導(dǎo)體兩端的電壓(電勢(shì)差),使電路有持續(xù)的電流.,電源內(nèi)部是什么力把電子從A搬運(yùn)到B呢?,.,17,2.2電動(dòng)勢(shì),.,18,一、電源的概念,2、電源的內(nèi)部電場(chǎng)方向如何？,1、電源外部，正電荷將怎樣移動(dòng)？,3、電源內(nèi)部，正電荷將怎樣移動(dòng)？,4、電源內(nèi)部的正電荷受到電場(chǎng)力方向？電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功？,5、什么力來(lái)克服電場(chǎng)力做功？做正功還是負(fù)功？,6、電源內(nèi)部的非靜電力是由什么提供的？,從正極到負(fù)極,從負(fù)極到正極,從正極指向負(fù)極,負(fù)功,非靜電力,正功,從正極指向負(fù)極,.,19,干電池,發(fā)電機(jī),7、電源內(nèi)部的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？,電源內(nèi)部非靜電力克服電場(chǎng)力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,.,20,1、根據(jù)電源的作用，可以把電源與我們生活中的什么物體類(lèi)比？,2、不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)相同嗎？,思考,電源:是通過(guò)非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置.,一、電源的概念（從能量的角度看）,.,21,抽水機(jī)增加水的重力勢(shì)能,電源增加電荷的電勢(shì)能,不同的抽水機(jī)抽水的本領(lǐng)(舉起高度)不同使單位質(zhì)量的水所增加的重力勢(shì)能不同,不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)不同使單位正電荷所增加的電勢(shì)能不同,抽水機(jī),電源,.,22,干電池1.5V1.5V,微型電池250V3V,蓄電池200V6V,.,23,二、電動(dòng)勢(shì),1、定義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功.,2、定義式：,3、單位：伏特（V）1V=1J/C,4、標(biāo)量,W：非靜電力做的功q：電荷量,電勢(shì)差：,?,1、定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功跟它的電荷量的比值。,.,24,6、特點(diǎn):由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無(wú)關(guān),跟電源外部電路無(wú)關(guān).,5、物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小。,二、電動(dòng)勢(shì),.,25,生活中的電池,.,26,鋰離子電池,禁止投入火中,標(biāo)稱(chēng)電壓3.6V,容量：950mA.h,.,27,3、電池的容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量單位：安時(shí)(Ah)毫安時(shí)(mAh),1、電源的電動(dòng)勢(shì),手機(jī)待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)短和哪個(gè)參數(shù)有關(guān)?,三、電源的重要參數(shù),2、電源的內(nèi)阻:電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻.,.