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7-1-2恒定电流电动势

(完整版)电源和电流,电动势

电源和电流,电动势 电源 1.电源: 如图,水池A 、B 的水面有一定的高度差,若在A 、B 之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池A 运动到水池B 。A 、B 之间的高度差很快消失,在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流。 可在A 、B 之间连接一台抽水机,将水池B 中的水抽到水池A 中,这样 可保持A 、B 之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。(从能量的角度看,电 源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置) 2.导线中的电场: 导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果,其一是电源正、负极产生的电场,可将该电场分解为两个方向:沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动,形成电流;垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集,从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场,该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场,直到使导线中该方向合场强为零,而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的,故称恒定电场。 恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。 3.电流 (1)概念:电荷的定向移动形成电流。 (2)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。 (3)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式:t Q I 电流的微观表示: 取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v 。设想在导体中取两个横截面B 和C ,横截面积为S ,导体中每单位体积中的自由电荷数为n ,每个自由电荷带的电量为q ,则t 时间内通过横截面C 的电量Q 是多少?电流I 为多少? Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。 (4)单位:安培(A ),1 A =103mA = 106μA (5)电流的种类 ① 直流电:方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。 ② 交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。 4电源 (1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 (2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。

2020高中物理 第二章 恒定电流 1 电源和电流 2 电动势练习 新人教版选修3-1

1电源和电流2电动势 知识点一电流的理解和计算 1.下列说法中正确的是() A.导体中电荷运动就形成了电流 B.在国际单位制中,电流的单位是A C.电流有方向,它是一个矢量 D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在 2.[2017·重庆南开期中]关于电流,下面说法中正确的是() A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度 B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大 C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多 D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位 3.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为() A.1∶5 B.2∶5 C.5∶2 D.5∶1 4.[2017·广东实验中学中段考试]如图L2-1-1所示的电解槽中,如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB,那么() 图L2-1-1 A.正电荷向左移动,负电荷向右移动 B.由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流 C.4s内通过横截面AB的电荷量为4C D.电解槽中的电流为2A 知识点二电源和电动势 5.单位电荷沿闭合电路绕行一周,其所需能量取决于() A.电流 B.外电路的电阻 C.内、外电路的电阻 D.电源的电动势 6.下列对于电动势的定义式E=的理解正确的是() A.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表示静电力做的功 7.(多选)蓄电池的电动势为2V,干电池的电动势为1.5V,这表明() A.在相同的时间内蓄电池比干电池转化的化学能更多 B.在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多 C.在相同的电流通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多 D.蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大

高二物理教案恒定电流电动势闭合电路欧姆定律

电动势、闭合电路欧姆定律 【教学结构】 一、电动势,是本部教材难点,交待清楚即可。 1.电源:把其它形式的能转化为电能的装置。 电源的作用:保持两极间有一定电压,供给电路电能。 2.电动势:电源的属性,描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。在数值上就等于电源没有接入外电路时两极间电压。用符号ε表示。单位:伏特,ν。 (1)电动势由电源自身决定,与外电路无关 ` 不同类型的电源电动势不同,同种类型不同型号电源电动势相同。 (2)实验:如图1所示电路。 过程:断开电键,伏特表读数U,闭 合电键,改变滑线变阻器阻值,R减小,对应伏 特表读数,U1、U2、U3。 U为电源电动势,U大于U1、U2、U3,且U1 >U2>U3 分析产生原因:电源内电阻存在,且内阻r 不变,大小由电源自身特点决定。随着R变小, 电路电流增大,电源内部电势降落增加,外电路电势降落降低。 (3)电源的电动势等于内、外电路上的电压之和 ε=U+U′,U外电路电压又称路端电压,U′电源内电路电压 % 分析U、U′的物理意义:电源电动势反映电源的一种特性,它在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源提供的电能。 (4)比较电动势和电压的物理意义。 电动势:ε=w q。w表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其它形 式能),ε表示移单位正荷消耗化学能(或其它形式能,反映电源把其它形式能转化为电能的本领)。 电压:U=w q。w表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能, 电压表示移动单位正电荷消耗的电能。反映把电能转化为其它形式能的本领。 二、闭合电路欧姆定律,是本部教材重点应多下功夫。 1.闭合电路欧姆定律 ε=U+U′,I= ε R r 或ε=IR+Ir,都称为闭合电路欧姆定律。 式中:ε:若电源是几个电池组成的电池组,应为整个电池组的总电动势,r为总内阻,R为外电路总电阻,I为电路总电流强度。 ^

电源和电流,电动势手打总结

电源和电流知识点 (一)基本概念: 1、电源的定义:电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电势差的装置。 2、电源的作用: (1)电源的作用就是移送电荷,维持电源正、负极间有一定的电势差,从而保持电路中有持续电流。 电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B。 (2)搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程,是将其他形式的能转化为电能的过程。 【说明】电源在电路中起到保持导体两端电压,使导体中具有持续电流的作用。 3、电流: (1)电荷的定向移动形成电流,电流的方向规定为正电荷的移动方向。负电荷的定向移动方向与电流方向相反。 (2)单位时间内通过导体横截面的电荷量,是表示电流强弱程度的物理量。一般用“I”表示。 导体产生电流的条件:导体两端存在电压。 【说明】(1)电流虽然既有大小,又有方向,但电流并非是矢量,而是标量。 (2)金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 (3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的。 (4)在电源外部的电路中,电流是从电源的正极流向负极;在电源内部的电路中,电流是从电源的负极流向正极。 4、计算 自由电荷总数:N=nls 总电荷量:Q=Nq=nlsq 微观式:I=nqSv 从微观上看,电流决定于导体中自由电荷的密度,电荷的电荷量以及定向移动速度,还与导体的横截面积有关。所以不能理解为I与q成正比,与t成反比。 定义式:I=q/t (1)I=q/t 中的q是通过整个横截面的电荷量,不是单位面积上的电荷量,故I与横截面积的大小无关。 (2)应用I=q/t 计算时应注意区别是金属导体还是电解液导体,若是金属导体,则q为自由电子带电荷量的绝对值;若是电解液导体,则q为正、负离子带电荷量的绝对值之和,这是因为负电荷定向移动形成的电流方向与正电荷定向移动形成的电流方向相同。

电流电源电动势

电流和电源电动势 一、电流 电荷的定向移动形成电流。导体内部存在电场是导体中产生电流的条件。电磁学习惯上把正电荷的运动方向规定为电流方向。这样,导体中电流的方向总是沿着电场方向,从高电位处指向低电位处。 二、电流强度 为了描述电流的强弱程度,规定在单位时间内通过任一截面的电量叫做该截面的电流强度,用表示。设在时间内,通过导体任一截面的电量是,则 当时,有 大小和方向都不随时间变化的电流称为稳恒电流,简称直流电。对于稳恒电流,有

在国际单位制中,规定电流为基本量,单位:安培(A)。在电子学及某些电磁测量中,由于安培太大,常用毫安(A)、微安( A )作为电流强度的单位。 三、电流密度矢量 电流是标量,它只能描述导体截面的整体电流特征,而不能描述导体中每一点的电流情况。但在实际中,有时会遇到电流在大块导体流动的情况,导体不同部位电流的大小和方向都不一样,形成一定的电流分布。为了描述导体内每一点的电流情况,必须引入一个新的物理量—电流密度矢量。 定义导体中某一点的电流密度矢量,其数值等于单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电量,其方向为该点正电荷的运动方向。在导体中某一点的附近取一与电流方向垂直的小面元通过该小面元的电流强度为则该点的电流密度大小为 如果的法线方向与电流方向的夹角为,则

通过导体任一曲面的电流强度为 即电流强度是电流密度矢量的通量,的直观意义是:通过导体截面的电流线的根数。和都是描述电流的物理量。 单位:安培/米2(A/m2) 四、电流的连续性方程 设在导体内任取一闭合曲面, 在单位时间内从流出的电量,即通过向外流出的电流为。根据电荷守恒定律,单位时间内从向外流出的电量,应等于单位时间内面内电量的减少。设在时间内面的电量变化为,则面内电量的减少为。因此 上式称作电流的连续性方程。它是电荷守恒定律的积分形式。 五、电流的稳恒条件 稳恒电流是空间各点的不随时间变化的电流,即电流场的分布是不

315(恒定电流、电流密度和电动势)

315 条目的4类题型式样及交稿式样 (恒定电流、电流密度和电动势) 选择题: 题号:31511001 分值:3分 难度系数等级:1 1.两个截面积不同、长度相同的铜棒串联在一起,两端加有一定的电压V,下列说法正确的是: (A)两铜棒中电流密度相同(B)两铜棒上的端电压相同 (C)两铜棒中电场强度大小相同(D)通过两铜棒截面上的电流强度相同 [ ] 答案:D 题号:31512002 分值:3分 难度系数等级:2 2.在氢放电管中充有气体,当放电管两极间加上足够高的电压时,气体电离. 如果氢放电管中每秒有18 4?个电子和18 10 5.1?个质子穿过放电管的某一截面 10 向相反方向运动,则此氢放电管中的电流为 (A) 0.40A;(B) 0.64A;(C) 0.88A;(D) 0.24A. [ ] 答案:C 题号:31512003 分值:3分 难度系数等级:2 3.室温下,铜导线内自由电子数密度28 n m-3,导线中电流密度 .8? = 85 10 6 j Am-2,则电子定向漂移速率为: = 2? 10 (A)4 10 4.5?ms-1(D)5 ?ms-1(C)2 1.1?ms-1 10 4.1- 10 ?ms-1(B)2 10 4.1- [ ] 答案:A 题号:31513004 分值:3分 难度系数等级:3

4.在铜导线外涂一银层后将其两端接入稳恒电源,则在铜线和银层中 (A )电流相等(B )电流密度相等(C )电场相等(D )以上都不等 [ ] 答案:C 题号:31513005 分值:3分 难度系数等级:3 5.已知铜的密度3109.8?=m ρkg ·m -3,摩尔质量8.63=M g ·mol -1。设铜导线通有电流密度6=j A ·mm -2的电流,则电子的平均定向移动速度是 (A )41016.5-? ms -1 (B )41046.2-? ms -18 (C )41034.3-?ms -1 (D )41046.4-? ms -1 [ ] 答案:D 解答:铜中的自由电子数233 31002.6108.63109.8????==-A m N M n ρm -3=28 104.8?m -3 再由nev j =可求得 4 19 2861046.4106.1104.8106--?=????==ne j v ms -1 题号:31511006 分值:3分 难度系数等级:1 如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速 度 v 移动,直导线ab 中的电动势为 [ ] (A) Blv . (B) αsin Blv . (C) αcos Blv . (D) 0. 答案:D 题号:31511007 分值:3分 难度系数等级:1 关于电动势下列说法正确的是 ( ) B a V

电源电动势与电压的关系

电源电动势与电压的关系 一、电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中,电动势常用E 表示。单位是伏(V)。 在电源内部,非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功,反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。 电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极,经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值,则电动势大小为: 。 如:电动势为6伏说明电源把1库正电荷从负极经内电路移动到正极时非静电力做功6焦。有6焦的其他其形式能转换为电能。 电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极,即与电源两端电压的方向相反。 二、电压(voltage),也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所

做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V,简称伏),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 电压是电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。 电势差(电压差)的定义: 电荷q 在电场中从A点移动到B点,电场力所做的功 W AB与电荷量q 的比值,叫做AB两点间的电势差(AB两点间的电势之差,也称为电位差),用U AB表示,则有公式: 其中,W AB为电场力所做的功,q为电荷量。 同时也可以利用电势这样定义 如果电压的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为直流电压,用大写字母U表示。如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压。对电路分析来说,一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。在电路中提供电压的装置是电源。

电源电流电动势

1、关于电流,下列说法中正确的是( ) A .通过导线截面的电量越多,电流越大 A B .电子运动的速率越大,电流越大 C .单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大 D .因为电流有方向,所以电流是矢量 2、某电解池,如果在1s 钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面, 那么通过这个截面的电流是( ) A .0A B .0.8A C .1.6A D .3.2A 3、导体中的电流是5μA ,那么在3.2S 内有______C 的电荷定向移动通过导体的横截面,相当于______个电子通过该截面。 4.设金属导体的横截面积为S ,单位体积内的自由电子数为n ,自由电子定向移动速度为v ,那么在时间t 内通过某一横截面积的自由电子数为______;若电子的电量为e ,那么在时间t 内,通过某一横截面积的电量为______; 5、某电解槽内,在通电的2s 内共有3C 的正电荷和3C 的负电荷通过槽内某一横截面,则通过电解槽的电流为______A 。 6、关于电流的方向,下列说法正确的是( ) A .在金属导体中,电流的方向是自由电子定向移动的方向 B .在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向 C .无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反 D .在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成的电流,所以电流有两个方向 7、如图表示的是电流与时间的关系,其中属于恒定电流的是( ) 8、一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后,通过电阻横截面的电荷量q 随时间 变化的图像如图所示,此图像的斜率可表示为( ) A .U B .R C.U R D.1R 9、电解池内有一价的电解液,t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1,方向是从A →B ,负离子数是n 2,方向是从B →A ,设基元电荷为e ,以下解释中正确的是( ) A .正离子定向移动形成的电流方向是从A → B ,负离子定向移动形成的电流方向是B →A B .溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消 C .溶液内电流方向从A →B ,电流I =(n 1+n 2)e 2t D .溶液内电流方向从A →B ,电流I =(n 1+n 2)e t 10、如图所示,电解池内只含有一种CuCl 2电解质的电解液,t s 内通过溶液内截面S 的铜离子数是n ,设元电荷为e ,则电解液中电流的方向是 ,电流的大小是 。 12、下列关于电源的说法正确的是( ) A.电源是将其他形式的能转化为电能的装置 B.电源的作用是使电源的正负极储存一定量的正、负电荷 C.与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D.在电源内部正电荷由负极流向正极,负电荷由正极流向负极

电源和电流电动势测试

《电源和电流、电动势》测试卷 班级姓名得分 第一卷(选择题共30分) 一.选择题(共10小题;每题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.对于金属导体,还必须满足下列哪一个条件,才能在导体中产生恒定的电流()A.有可以自由移动的电荷; B.导体两端有电压; C.导体两端有方向不变的电压; D.导体两端有方向不变,且大小恒定的电压。 2.铅蓄电池的电动势为2V,这表示() A.电路中每通过1C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2V C.蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能 D.蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大 3.一架半导体收音机,电池供电的电流是8mA,也就是说() A.1h电池供给1C的电量 B.1000s电池供给8C的电量 C.1s电池供给8C的电量 D.1min电池供给8C的电量 4.关于电流,下列说法中哪些是正确的() A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率; B、金属导线中电子运动的速率越大,导线中的电流就越大; C、电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向; D、国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位。 5.有一横截面积为S的铜导线,流径其中的电流强度为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电量为e,此时电子的定向移动速度为v,在△t时间内,通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为()A.nvs/△t ; B.nv△t ; C.I△t/e ; D.I△t/se 。

电流概念和电动势

电流概念和电动势 2.欧姆定律与串并联电路 (1)欧姆定律 U =IR (2)串联电路 R =R 1+R 2+…. (3)并联电路 1/R =1/R 1+1/R 2+…. Important : 电路中任何一个电阻变大,总电阻就变大。 端电压U AB =8V ,则( ) A .当开关 S 断开时,移动滑片P ,R 2两端可获得的电压是0-8V 【例3】 在右图电路中,已知R 1=R 2=R 3 两端电压为3V 两端电压 B .当开关S 断开时,移动滑片P 两端可获得的电压是4.8V- C .当开关S 闭合时,移动滑片P ,R 2两端可获得的电压是0-8V B .A 、B 两端电压可能为7V D .当开关S 闭合时,移动滑片P 两端可获得的电压是4.8V- C .若A 、B 两端电压为5V 1 ) ,R 1 ,R 3 为1V 。R 4、R 5为定值电阻。则( A .R 2两端电压可能为2V 的最大值是 ,R 2 ,R 2 ,可以判断出R 4>R 5 D .若A 、B 两端电压为5V ,可以判断出R 4<R 5 【例1】 如图所示,三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同,允许消耗的最大 功率分别为10W 、10W 、2W ,则此电路中允许消耗的最大功 率为( ) A .22W B .12W C .15W D .16W 【例2】 如图所示,滑动变阻器R 1 200?,R 2 =300?,A 、B 两 8V 8V

【例4】如图所示的电路中,各电阻的阻值已标出。当输入电压 U AB=1.电源 110V时,输入电压U CD=___V作用:在非静电力作用下,电源电子从正极搬运到负极 。在电路中维持一个恒稳电场 E=W/Q 注意:在高中,电池一般是带 有内阻的,这就导致电池两端 的电压不等于电源电动势 2.恒稳电流【例5】下列说法中正确的是() 大小和方向都不改变的电流,单位安培,用A表示。A.电流的方向就是电荷移动的方向 1A=1C/s B.在直流电源的外电路上,电流的方向是从电源正极流向负极 C.电流都是由电子的移动形成的如:一段导线内,电子移动速度为v,导线横截面积为S,单位体积D.电流是有方向的量,所以是矢量 内的自由电荷数为n,每个电荷带电量为q,则电流为? 【例6】关于电流,以下说法正确的是() A.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流 B.电流的方向就是电荷定向运动的方向 C.电流总是从电势高的一端流向电势低的一端 D.导体两端没有电压就不能形成电流 2

电源电动势和内阻测定的几种方法

例谈电源电动势和内阻测定的几种方法 李霞 实验是物理学习中的重要手段,虽然高考是以笔试的形式出现的,但却力图通过考查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。因此,在平时的学习中要充分挖掘出物理教材中实验的探索性因素,不断拓宽探索性实验设置的新路子,努力将已掌握的知识和规律创造性的运用到新的实验情景中去。笔者结合习题简略介绍几种测量电源电动势和内阻的方法。 一. 用一只电压表和一只电流表测量 例1. 测量电源的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V ,r 约为1.5Ω)。 器材:量程为3V 的理想电压表V ,量程为0.5A 的电流表A (具有一定内阻),固定电阻R =4Ω,滑动变阻器R ',开关K ,导线若干。 (1)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。 (2)实验中,当电流表读数为I 1时,电压表读数为U 1;当电流表读数为I 2时,电压表读数为U 2,则可以求出E =___________,r =___________。(用I I U U 1212,,,及R 表示) 解析:由闭合电路欧姆定律E U Ir =+可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,由E U I r E U I r =+=+1122,可得: E I U I U I I r U U I I =--<> = --<> 2112 21 1221 12 我们可以用电压表测电压,电流表测电流,但需注意的是题给电压表的量程只有3V , 而路端电压的最小值约为()U E Ir V V =-=-?=4505 15375....,显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。依题给器材,可以利用固定电阻R 分压(即可以把它和 电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“R r +”),这样此电源的“路端电压”的最 小值约为()()U E I R r V V V =-+=-?=<4505551753....,就可直接用电压表测“路端电压”了,设计实验电路原理图如图1所示。

第6讲 电源和电流、电动势 教案

第6 讲

电源和电流、电动势
1

概述
适用学科 高中物理
适用年级
高中二年级
适用区域 人教版区域
课时时长(分钟) 120
知识点
1、了解电流、电压、电阻在串并联电路中的规律的; 2、学习和掌握欧姆定律的计算方式; 3、能够理解和设计改装电流表与电压表; 4、了解基本的逻辑电路的运行方式;
1、 理解电流、电压和电阻的概念 ;
2、 掌握电阻定律、明确串并联的特点 ;
教学目标
3、 能够设计多用电表测电路电压和电流 ;
4、 知道数字电路中三个基本的门电路;
1、学习使用多用电表;
教学重点
2、电阻定律;
教学难点 公式进行计算
【知识导图】
2

教学过程
一、导入
【教学建议】 导入有很多种方法,一般控制在十分钟左右为宜,可以采用各种形式,比如: 1、直接导入法。 2、复习以往知识:可以从已学、已知的入手,与今天的教学进行对比。 3、课前小测:可以针对学生学校近期讲授的内容进行出题(以简单题和中档题为主,以 10 分钟左右为宜) 进行测验,也可以针对基础知识进行复习提问,检查学生学校所学内容的掌握程度,进而展开教学。 4、以近年来发生的重大事件为题导入。既考查了学生从社会生活中获取信息的能力,又激发了学生的学习 兴趣,让学生马上进入学习状态等。 以上的导入方法只是建议,大家选择其中一种或两种进行交叉使用即可。
二、知识讲解
知识点 1 电流电压和电 1.阻电场与电流 (1)电流:(1)定义:流过导体某一横截面的电荷量 Q 跟所用时间 t 的比值 I 叫做电流.(2)公式:I=Qt.(3)
单位:在国际单位制中是安培,简称安,符号是 A.(4)方向:通常规定正电荷定向移动的方向为电流的方向. (2)当金属导线与电源连接,构成闭合回路时,导体中就会产生电场,导体中的自由电子就在电场力的作 用下,发生定向移动,形成电流. 2.电路中的电压与电势降落 (1)沿着电流的方向电势逐渐降低,故沿电流方向上的任意两点间都有电势差,这就是电路中的电压. (2)电路中任意两点间的电势差(或电压)又叫电势降落. 3.电阻是怎么形成的 (1)自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞,形成对电子定向运动的阻碍作用,这就是“电阻”产生的根本 原因,也是电阻元件在通电时发热的原因. (2)金属电阻与温度的关系:金属电阻随温度的升高而增大,其关系式为R=(R0+at)
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最新人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流 电动势》教案

2.2电动势 教学目标 1、知识与技能 理解电动势的概念,掌握电动势的定义式。 2、过程与方法 通过本节课教学,使学生了解电池内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养。 3、情感、态度与价值观 了解生活中的电池,感受现代科技的不断进步。 教学重点与难点 1、电动势的概念,对电动势的定义式的应用。 2、电池内部能量的转化;电动势概念的理解。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学过程 (一)引入新课 教师:引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。 在教材图2.1-2中电源的作用是什么? 教师:(投影)(如图所示) 学生思考,选出代表回答:电源能够不断地将电子从A搬运到B,从而使A、B之间保持一定的电势差;电源能够使电路中保持持续电流。 教师:电源P在把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从另一个角度看,电源又发挥了怎样的作用? 学生思考回答:电子的电势能增加了。电源为电路提供了电能。 教师:自然界中的能量是守恒的,电源为电路提供了电能,必然会有其他形式的能量减少,从能量转化和守恒的角度,你认为电源是个怎样的装置呢?

学生思考回答:电源是把其他形式能转化为电能的装置。 引入:电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢?不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗?这个本领用什么来描述呢? (二)进行新课 1、电源 教师:(投影)教材图2.2-1(如图所示) 教师:(1)用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成? (2)导线中的电场是什么电场?电流是怎样形成的?特点如何?为什么? 学生思考回答:(1)电路由两部分组成,电源外部能看得见的部分,称为外电路;电源内部看不见的部分,称为内电路。 (2)导线中的电场是恒定电场。导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动,形成电流。导线中的电流是恒定电流,因为导线中的电场是恒定电场,所以电子定向运动的速率是不变的,电流大小恒定。 教师:自由电子在导线中定向运动,电场力做什么功?电子的电势能如何变化? 学生:正功;减少。 教师:自由电子定向运动的速率是不变的,能量还守恒吗?该怎样理解? 学生:守恒。自由电子与带正电的离子相互碰撞,在定向运动过程中受到阻力作用,电子要不断克服阻力做功,其动能向热能转化。 教师总结:大家说的对,概括地说,在电源外部,电场力对自由电子做正功,是电能转化为其他形式能,这个过程中消耗了电能。这些电能又是哪里来的呢? 学生:电源把其他形式能转化为电能。 教师:根据前面的分析,大家讨论一下,电源是如何把其他形式能转化为电能的呢? 学生思考回答:在电源内部也存在电场,电场方向也是从正极指向负极。根据电荷守恒定律,电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极,自由电子必须克服电场力做功,这就

[实用参考]高中物理恒定电流等效电路练习题.doc

A 1 5.画出等效电路图 6.画出等效电路图 8.当闭合开关S 0、S 1,断开开关S 2时 当闭合开关S 2,断开开关S 0、S 1时 9.当S 1、、S 2均闭合且滑片P 滑到a 端时 当S 1、S 2均断开且滑片P 在a 端时 14.当闭合开关S 1,断开开关S 2和S 3, 当闭合开关S 1、S 2,断开S 3时 当闭合开关S 3,断开S 1、S 2时 15.当S 1、S 2闭合,滑动变阻器的滑片P 在a 当S 1、S 2都断开,滑片P 在b 端时 16.只闭合开关3S ,滑动变阻器的滑片P 在最左端时 只断开开关1S ,滑片P 移至最右端时 只闭合开关1S ,滑片P 在最右端时 7、下列有关电源电动势的说法,错误的是() A .电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正负两极 间的电压 B .电源的电动势反映了电源将其它形式能转化为电能的本领大小 C .电源的电动势就是电压 D .电源的电动势等于电路中内、外电压之和 8、下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是: A .同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化 B .1号1.5V 干电池比7号1.5V 干电池大,但电动势相同 C .电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领,电源把其他形式能转化为电能越多,电动势越大 D .电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同 9、许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某电池板的开路电压是600mV ,短路电流是30mA ,这块电池板的内电阻是(). (A)60Ω(B)40Ω(C)20Ω(D)10Ω 10、电源的电动势为4.5V ,内电阻为0.50Ω,外电路接一个4.0Ω的电阻,这时电源两端的电压为(). (A)5.0V(B)4.5V(C)4.0V(D)3.5V 11、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U -t 图象,如图4所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是 A .短路电流 B .电源内阻 C .电源电动势 D .全电路电阻 12、电源电动势为ε,内阻为r ,向可变电阻R 供电.关于路端电压,下列说法中正确的是(). (A)因为电源电动势不变,所以路端电压也不变 (B)因为U=IR ,所以当R 增大时,路端电压也增大 (C)因为U=IR ,所以当I 增大时,路端电压也增大 (D)因为U=ε-Ir ,所以当I 增大时,路端电压下降 13、若用E 表示总电动势,U 表示外电压,U ’表示内电压,R 表示外电路总电阻,r 表示内电阻,I 表示总电流强度,考察下列各关系式:⑴U ’=IR ⑵U ’=E -U ⑶E=U+Ir ⑷I=E/(R+r)⑸U=ER/(R+r)⑹U=E+Ir ,上述关系式中成立的是:() A 、⑴⑵⑶⑷ B 、⑵⑶⑷⑸ C 、⑶⑷⑸⑹ D 、⑴⑶⑸⑹ 14、在闭合电路中,外电路电阻变大时 A .路端电压减小 V 2 R 1 R 2 图12 S A S 0 S 1 S 2 R 3 R 4 图39 图23 a V A 1 A 2 R 1 b

高中 电源和电流、电动势综述

学大教育学科教师辅导教案 组长审核: 学员编号 辅导科目 物理 课时数 2课时 学员姓名 年 级 高三 学科老师 授课主题 教学目的 1.让学生明确电源在直流电路中的作用,理解导线中的恒定电场的建立 2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3. 理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。 4.从能量转化的角度理解电动势的物理意义 教学重点 重点:电源作用的道理,区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。 难点:电动势的概念以及对电源内部非静电力做功的理解 授课日期及时段 2015年12月16日 15:00--17:00(第一次课) 教学内容 为什么雷鸣电闪时,强大的电流能使天空发出耀眼的强光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光? 知识点一:电源和电流 一、电源

1.分别带正、负电荷的A、B两个导体球,它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来,分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化?最后,A、B两个导体球会达到什么状态?R中出现了怎样的电流? 最终AB两个导体球会达到_________状态,R中的电流是_______的。 2.如何使电路中有持续电流? 类比:(把电源的作用与抽水机进行类比)如图2—1,水池A、B的 水面有一定的高度差,若在A、B之间用一细管连起来,则水在重力 的作用下定向运动,从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快 消失,在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流。 问题:怎拦才能使水管中有源源不断的水流呢? 可在A、B之间连接一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,这样可保持A、B之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。 归纳:电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置) 3.恒定电场 导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果,其一是电源正、负极产生的电场,可将该电场分解为两个方向:沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动,形成电流;垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集,从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场,该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场,直到使

高中物理恒定电流·电源电动势

恒定电流·电源电动势 一、教学目标 1.知识要求: (1)知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 (2)从能量转化的角度理解电动势的物理意义。 (3)明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。 2.通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学,使学生学会运用实验探索物理规律的方法。 二、重点、难点要求 1.教学重点:电动势是表示电源特性的物理量。 2.教学难点:闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和。 三、教具 不同型号的干电池若干、小灯泡(3.8V)、电容器一个、纽扣电池若干、手摇发电机一台、可调高内阻蓄电池一个、示教电压表(0~2.5V)两台、滑线变阻器(0~50Ω)一只、开关、导线若干。 四、主要教学过程 引入: 教师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流。那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差。) 演示:将小灯泡接在充满电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭。)为什么会出现这种现象呢? 分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的。 教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷。这才能使两极板保持恒定的

电势差,从而在导线中维持恒定的电流,能够提供这种非静电力的装置叫电源。电源在维持恒定电流时,电源中的非静电力将不断做功,从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处。使它的电势能增加。板书: 1.电源:电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。它并不创造能量,也不创造电荷。例如:干电池是把化学能转化为电能,发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置。 教师:电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能,并且能够提供恒定的电压,那么不同的电源,两极间的电压相同吗?展示各种干电池(1号、2号、5号、7号),请几个同学观察电池上面写的规格,发现尽管电池的型号不同,但是都标有“1.5V”字样。我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量,发现结果确实是1.5V。讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池,它们两端的电压是否也是1.5V呢?(学生回答:不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生:用电压表直接测量) 结论:电源两极间的电压完全由电源本身的性质(如材料、工作方式等)决定,同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的,不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的。为了表示电源本身的这种特性,物理学中引入了电动势的概念。 板书:2.电源电动势 教师:从上面的演示和分析可知,电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压。板书:电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压。例如,各种型号的干电池的电动势都是1.5V。那么把一节1号电池接入电路中,它两极间的电压是否还是1.5V呢?用示教板演示,电路如图2所示,结论:开关闭合前,电压表示数是1.5V,开关闭合后,电压表示数变为1.4V。实验表明,电路中有了电流后,电源两极间的电压减少了。 教师:上面的实验中,开关闭合后,电源两极间的电压降为1.4V,那么减少的电压哪去了呢?用投影仪展示实验电路,如图3所示。介绍闭合电路可分为内、外电路两部分,电源内部的叫内电路,电源外部的叫外电路。接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压。在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压。我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系。 板书:3.内电压和外电压 教师:向学生介绍实验装置及电路连接方法,重点说明内电压的测量。实验中接通S1、S2,移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小,由两个电压表读出若干组内、外电压U′和U的值。再断开S1,由电压表测出电动势E。分析实验结果可以发现什么规律呢? 学生:在误差许可的范围内,内、外电压之和等于电源电动势。

电源电动势与电压的关系

创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者:凤呜大王* 电源电动势与电压的关系 一、电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中,电动势常用E表示。单位是伏(V)。 在电源内部,非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功,反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。 电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极,经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值,则电动势大小为: 。

如:电动势为6伏说明电源把1库正电荷从负极经内电路移动到正极时非静电力做功6焦。有6焦的其他其形式能转换为电能。 电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极,即与电源两端电压的方向相反。 二、电压(voltage),也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V,简称伏),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 电压是电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。 电势差(电压差)的定义: 电荷q 在电场中从A点移动到B点,电场力所做的功W AB与电荷量q 的比值,叫做AB两点间的电势差(AB 两点间的电势之差,也称为电位差),用U AB表示,则有公式: 其中,W AB为电场力所做的功,q为电荷量。

第1讲 恒定电流和电动势

第1讲 恒定电流和电动势 例题1:如图所示,取两个相同的验电器A 和B ,使A 带正电,B 不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A 和B 连接起来。下列说法正确的是( ) A .A 中正电荷通过金属棒流向 B ,A 金属箔的张角减小 B .B 中负电荷通过金属棒流向A , B 金属箔的张角增大 C .A 中正电荷通过金属棒流向B ,同时B 中负电荷通过金属棒流向A D .金属棒中瞬间电流的方向从B 流向A ,B 金属箔的张角增大 变式1:如图用一个带负电的物体a 去接触不带电的验电器的金属球b 时,金属球b 也带上负电,则( ) A .a 上的一些电子转移到b 上,瞬时电流方向b→a B .b 上的一些电子转移到a 上,瞬时电流方向a→b C .b 上的一些正电荷转移到a 上,瞬时电流方向b→a D .a 上的一些正电荷转移到 b 上,瞬时电流方向a→b 考点2:电流的微观解释 1、AD 表示粗细均匀且长为l 的一端导体,两端加一定的电压,导体中自由电荷沿导体定向移动的速度为v ,设导体的横截面积为S ,导体内单位体积的自由电荷数为n ,每个自由电荷所带的电荷量为q 。 推导:I =nqSv

例题2:一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ,导体单位长度内的自由电子数为n ,金属内的自由电子电荷量为e ,自由电子做无规则热运动的速率为v 0,导体中通过的电流为I ,以下说法中正确的有( ) A. 自由电子定向移动的速率为v 0B. 自由电子定向移动的速率为neS I v = C. 自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D. 自由电子定向移动的速率为ne I v = 变式2:有两个完全相同的金属球AB ,A 带+Q 的电荷,B 不带电,用导线将AB 两球连接,经过t 时间,导线中不在有电荷定向移动,求导体中的平均电流。 例题3:在横截面积为0.5m 2的电解液中, (1)若5s 内沿相反方向通过横截面积的正负离子的电荷量均为5C ,则电解液中的电流为_______A 。 (2)若5s 内到达阳极的负离子和到达阴极的正离子均为5C ,则电解液中的电流为_______A 。 变式3:如图所示的电解槽接入电路后,在t 秒内有n 1个1价正离子通过溶液内截面S ,有n 2个1价负离子通过溶液内截面S ,设e 为元电荷,以下说法正确的是( ) A. 当n 1=n 2时电流强度为零 B. 当n 1>n 2时,电流方向从A→B ,电流强度为t e n n I )(21-= C. 当n 1

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