高二上冊物理電源、電流、電動勢名補教案（學(xué)生版）

1、.高二物理上冊名補精品教案目的進步班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標題】 電源、電流、電動勢【教學(xué)目的】1、 掌握電動勢與電壓的區(qū)別；2、 研究電源內(nèi)部電阻。【教學(xué)重點】1、從電流的形成過程理解電流形成的內(nèi)因和外因。2、理解電流的定義和電流方向的規(guī)定并能純熟運用?！窘虒W(xué)難點】1、電動勢與電源的本質(zhì)區(qū)別?！具M門得分】1、如下圖，在真空中把一個絕緣導(dǎo)體AB向帶負電荷的小球P緩慢地靠近的過程中，以下說法正確的選項是： A、 B端的感應(yīng)電荷越來越多B、導(dǎo)體內(nèi)部的場強越來越大C、 導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點的電場強度總大于N點產(chǎn)生的電場強度D、 導(dǎo)體中M，N兩點的電勢近似相等2、如下圖，枕形導(dǎo)體A、B原來不帶電,把一個

2、帶正電的帶電體移到A端附近，由于靜電感應(yīng)，在A、B兩端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷，當?shù)竭_靜電平衡時 A、枕形導(dǎo)體A端電勢比B端低 B、枕形導(dǎo)體A端電勢比B端高 C、用手摸一下枕形導(dǎo)體，A端電勢比B端低D、無論是否用手摸枕形導(dǎo)體，A端電勢與B端電勢都相等3、如下圖，A、B是平行板電容器的兩個極板，B板接地，A板帶有電荷量+Q，板間電場中有一固定點P，假設(shè)將B板固定，A板下移一些；或者將A板固定，B板上移一些，在這兩種情況下，以下說法中正確的選項是 AA板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢不變BA板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢升高CB板上移時，P點的電場強度不變，P點電勢降低DB板上移時，P點的電

3、場強度減小，P點電勢降低4、利用靜電計研究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實驗裝置如下圖，那么下面表達中符合實驗中觀察到的結(jié)果的是 A、N板向下平移，靜電計指針偏角變大B、N板向左平移，靜電計指針偏角變大C、保持N板不動，在M、N之間插入一塊絕緣介質(zhì)板，靜電計指針偏角變大D、保持N板不動，在M、N之間插入一塊金屬板，靜電計指針偏角變大【教學(xué)內(nèi)容】要點一、在電路中形成電流的條件1電流的形成電荷定向挪動形成電流。 電荷的熱運動，從宏觀上看，不能形成電流如圖2形成電流的條件1從整個電路看，有電源的閉合電路中存在持續(xù)的電流；2從一段導(dǎo)體來看，導(dǎo)體兩端必須有電壓才有可能有電流；3從微觀上看，導(dǎo)體中有自

4、由挪動的電荷以及有電場作用在這些電荷上是形成電流的必需具備的條件。要點二、電流的定義1電流的意義電路中的電流有強弱之分和流向的不同，為了表達電流的強弱人們定義了電流強度，簡稱為電流，為了便于表達電流的流向人們規(guī)定了電流的方向。2電流的定義通過導(dǎo)體橫截面的電荷量跟通過這些電荷量所用時間的比值，叫做電流。用表示。定義式：要點詮釋：公式中是通過橫截面的電荷量而不是單位橫截面的電荷量。電荷量不等的同種電荷同向通過某一橫截面時，兩種電荷反向通過某一橫截面時，不能互相抵消。橫截面的選取是任意的，電流的大小與橫截面無關(guān)。3方向規(guī)定正電荷定向挪動的方向為電流方向。要點詮釋：金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向挪

5、動的方向相反。如圖電解液中正、負離子定向挪動的方向雖然相反，但正、負離子定向挪動形成的電流方向是一樣的。在電源外部的電路中，電流是從電源的正極流向負極；在電源內(nèi)部的電路中，電流是從電源的負極流向正極。電流既有大小又有方向；但它不是矢量，而是標量。4單位在國際單位制中它的單位是安培，簡稱安。它是國際單位制中七個根本單位之一，常用的單位還有毫安、微安；注意：電流的單位是規(guī)定的，而電量的單位是導(dǎo)出的，即5直流：方向不隨時間變化的電流 恒定電流：方向和強弱都不隨時間變化的電流 要點三、電流形成的原因及恒定電流1恒定電場的產(chǎn)生恒定電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。2恒定電場的作用恒定電

6、場的作用是使構(gòu)成電路的導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下定向挪動，形成電流。3恒定電流自由電荷受到的電場力、它運動過程中與其它微觀粒子碰撞所受到的阻力，這兩個力共同的作用效果使自由電荷做勻速運動，形成恒定電流。要點詮釋：假如電源發(fā)生變化，恒定電場就會發(fā)生變化，電流的大小和方向都可能發(fā)生變化，此時電路中的電流不再是恒定電流以后將要學(xué)習(xí)的脈動電流或交流電就屬此種情況。電荷定向挪動的速度和我們通常所說的電流的速度不是一回事！電荷定向挪動的速度很小，在的銅導(dǎo)線中的電流，自由電子定向挪動的速度才是。而電流的速度是電場的傳播速度,接近光速4三種速率的區(qū)別 1電流的傳導(dǎo)速率等于光速 2電子的定向挪動速率，其大

7、小與電流強度有關(guān)3電子無規(guī)那么的熱運動速率，與溫度有關(guān).要點四、電源及電動勢1電源1定義：電源是把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。例如：干電池和蓄電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，水輪發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。2作用：電源有正、負兩個極，兩極間有一定的電壓，將一段導(dǎo)體或一段電路接到電源兩極間，導(dǎo)體或一段電路兩端就有了一定的電壓，可見電源能在導(dǎo)體或電路兩端保持一定的電壓。注意：不同的電源，兩極間的電壓不同，這是由電源本身性質(zhì)不同。2非靜電力1定義：電流在電源內(nèi)部是從低電勢流向高電勢的，這不是靜電力的作用，而是在電源內(nèi)部存在著從低電勢指向高電勢的某種力，它驅(qū)使正電荷逆著靜電力從低電勢流向高電勢，這種力稱為非

8、靜電力。2種類：干電池、鈕扣電池、蓄電池等的非靜電力是一種化學(xué)作用；發(fā)電機的非靜電力是磁場對運動導(dǎo)體的作用；光電池的非靜電力來源于光電效應(yīng)。注意：非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。3電動勢1定義：非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫做電源的電動勢，用表示。2公式：。3單位：伏特，簡稱伏。4物理意義：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功。5方向：電動勢E是標量，但是有方向。為研究問題方便，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流方向，即由電源負極指向正極。6電動勢的測量： 要點詮釋：電源電動勢是電源的屬

9、性，與挪動的電荷量和它所做的功無關(guān)；電源電動勢的大小取決于非靜電力的性質(zhì)，與電源的大小無關(guān)。例如干電池無論是號、號、號，其電動勢都是；在不同的電源中，非靜電力不同，其做功本領(lǐng)也不同，即把一樣數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極，非靜電力做功多少不同，那么轉(zhuǎn)化成電能的多少也不同。4電源的內(nèi)阻和容量1電源的內(nèi)阻定義：電源的內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個電阻叫做電源的內(nèi)阻。意義：內(nèi)阻和電動勢同為電源的重要參數(shù)。要點詮釋：電源的內(nèi)阻在使用過程中變化較大，使用時間越長，內(nèi)阻越大；電源的內(nèi)阻決定了電源的負載才能，內(nèi)阻越小，它所能負載的用電器功率越大。2電源的容量定義：電源的容量就是電源放電時能

10、輸出的總電荷量，通常以安培時或毫安時為單位。特點：電源的容量與放電狀態(tài)有關(guān)，同樣的電源，小電流、連續(xù)性放電要比大電流連續(xù)放電的電容量大。對于同一種電池來說，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越小。要點五、規(guī)律與方法指導(dǎo)1要注意把靜電場對電荷施加力的作用以及挪動電荷做功的有關(guān)知識，運用到恒定電路中的恒定場中來分析問題，要重視從能的轉(zhuǎn)化方面理解電源的作用以及電動勢的定義。2掌握電流的計算方法取一截面取一段恰當?shù)臅r間 求出時間內(nèi)通過截面的電量 由求解。3常見的幾種電流金屬導(dǎo)體中電流；做勻速圓周運動的電荷形成的等效電流為周期 電解液中的電流和分別為正負離子在時間內(nèi)通過電解液某截面的總電量4電源非靜電力挪動

11、電荷做的功5決定電流大小的微觀量在加有電壓的一段粗細均勻的導(dǎo)體上選取兩個截面和，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為，每個電荷的電荷量為，電荷的定向挪動速率為，那么在時間內(nèi)處于相距為 的兩截面、間的所有自由電荷將通過截面 【過手練習(xí)】類型一、電流的微觀解釋例1. 如下圖，表示粗細均勻的一段金屬導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向挪動的速率為，單位體積中自由電子的數(shù)量是，求導(dǎo)體中電流的表達。【變式1】在橫截面積為S的均勻銅導(dǎo)線中流過恒定的電流I。電子電量為e，單位體積的銅導(dǎo)線內(nèi)自由電子個數(shù)為n，那么電子在銅導(dǎo)線定向挪動的速率即速度大小可表示為 A B C D【變式2】

12、.關(guān)于電流強度，以下說法中正確的選項是 A導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向挪動速率等于電流的傳導(dǎo)速率； B電子運動的速率越大，電流強度越大； C電流強度是一個矢量，其方向就是正電荷定向運動方向； D在國際單位制中，電流強度是一個根本物理量，其單位安培是根本單位【變式3】一長為的橫截面積為的均勻?qū)w，在其兩端加上電壓，于是導(dǎo)體中就有勻強電場，在電場力的作用下，導(dǎo)體中的自由電子電量是被加速，電子運動過程中又與做熱運動的陽離子相撞而使電子受到阻力，假如認為阻力的大小與電子運動的平均速度成正比，其大小可寫成 是常數(shù)當電場力與阻力平衡時電子便以恒定的速率做定向挪動，的值應(yīng)是多大? 類型二、等效電流的計算例3電子繞核運

13、動可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率在半徑為的軌道上運動，用表示電子電荷量，那么其等效電流為多少？【變式】 電子的電荷量為，質(zhì)量為。氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為的勻速圓周運動，那么電子運動形成的等效電流大小為多少？例4 某電解槽橫截面積為，假設(shè)內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正、負離子的電荷量均為，那么電解液中的電流_?！咀兪?】 在電解液導(dǎo)電中，假設(shè)在內(nèi)分別有的正離子和的負離子通過電解槽中與電流方向垂直的截面，那么電路中的電流是多少？假設(shè)內(nèi)有的正、負離子分別在陰極和陽極放電，那么電路中的電流是多少？【變式2】如下圖，電解硝酸銀時，在內(nèi)從陰極上析出的銀，銀的摩爾質(zhì)量，求：1安培表的示

14、數(shù)； 2在內(nèi)通過電解液中間橫截面的銀離子的總電量【拓展訓(xùn)練】類型三、對電源電動勢的理解例5關(guān)于電動勢的說法中正確的選項是 A電動勢的大小，與非靜電力所做的功的大小成正比，與移送電荷量的大小成反比B電動勢是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關(guān)C電動勢是表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量D電動勢的單位與電勢差的單位一樣，故兩者在本質(zhì)上一樣【變式】關(guān)于電動勢，以下說法中正確的選項是 A電源電動勢等于電源正負極之間的電勢差。 B電動勢和電勢差有一樣的單位，所以電動勢就是電勢差。 C電源電動勢總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān)。 D電動勢越大，說明非靜電力在電

15、源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量做功越多。類型四、靜電力與非靜電力的區(qū)別例6以下說法中正確的選項是 A在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷地定向挪動形成電流B靜電力與非靜電力都可以使電荷挪動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少C在電源內(nèi)部正電荷能從負極到達正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D靜電力挪動電荷做功電勢能減少，非靜電力挪動電荷做功電勢能增加 【變式】關(guān)于電源的電動勢，以下說法中正確的選項是 A.電源電動勢越大，說明它將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大B.電源電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓C.電源電動勢在數(shù)值上等于非靜電力在單位時間內(nèi)所做的功D.電源電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功【出門檢測】類型五、電源中的能量轉(zhuǎn)化例7挪動 中的鋰電池電動勢為，某次通話時，電流為，時間為，那么此次通話過程有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？【變