《电源和电流课件--高二物理上学期人教版（2019）必修第三册.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电源和电流课件--高二物理上学期人教版（2019）必修第三册.pptx（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、11.1 11.1 电源和电流电源和电流第十一章第十一章 电路及其应用电路及其应用 电闪雷鸣时电闪雷鸣时, ,强大的电流使天空发出耀眼的强大的电流使天空发出耀眼的闪光闪光, ,但它只能存在于一瞬间但它只能存在于一瞬间, ,而手电筒中的小而手电筒中的小灯泡却能持续发光灯泡却能持续发光, ,这是为什么呢这是为什么呢? ?电流的形成电流的形成1 1电流：电流：电荷的无规则热运动，从宏观上看，不能电荷的无规则热运动，从宏观上看，不能形成电流形成电流 电荷的电荷的定向定向运动形成电流运动形成电流-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流的条件导体中产生电流的条件: :导体导体两端存在两端存在电势差电势
2、差AB水池导体中自由电子的定导体中自由电子的定向移动使两个带电体向移动使两个带电体成为等势体，达到静成为等势体，达到静电平衡，导线电平衡，导线H H中会产中会产生一个生一个瞬时瞬时电流电流抽水抽水机机-+A+_B_P-一一. .电源电源1.1.能把自由电子从能把自由电子从正极正极搬回搬回负极负极的装置的装置. .2.2.作用作用: :让让导体两端始终存在电势差导体两端始终存在电势差( (电电压压),),使电路中有使电路中有持续持续的电流的电流. .手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路中手电筒中的小灯泡能持续发光，是因为电路中有电源，使得电路中的电流能够持续存在。有电源，使得电路中的电流能够持
3、续存在。 形成电流的条件形成电流的条件： （1 1）存在）存在自由电荷自由电荷金属导体金属导体自由电子自由电子 电解液电解液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在）导体两端存在电压电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，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，形成电流移动，形成电流 电源的作用是电源的作用是保持保持导体两端的导体两端的电压电压，使导体，使导体中有中有持续持续的电流的电流-+A+_B_P假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线二二. .导线中的电场导线中的电场
4、导线内的电场，是由导线内的电场，是由电源、导线等电路元件电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在的。尽管这些电荷也在运动，但运动，但有的流走了，有的流走了，另外的又来补充另外的又来补充，所以，所以电荷的分布是稳定的，电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。电场的分布也稳定。-叫做恒定电场叫做恒定电场 它的基本性质与静电它的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与电的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。电场中同样适用。-+A+_B_P假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根
5、导线极之间连一根导线MNE导线内很导线内很快形成沿快形成沿导线方向导线方向的电场的电场二二. .导线中的电场导线中的电场即：导线内的电场线保持和导线平行即：导线内的电场线保持和导线平行 三、恒定电场三、恒定电场 由由稳定分布稳定分布的电荷所产生的的电荷所产生的稳定稳定的电的电场，称为恒定电场场，称为恒定电场. . 在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向运动，在运动过程中与做定向运动，在运动过程中与导体内不动的粒导体内不动的粒子子不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，不断碰撞，碰撞阻碍了自由电荷的定向运动，结果是结果是大量自由电荷定向运动的平均速率大量自
6、由电荷定向运动的平均速率不随不随时间变化。时间变化。恒定电场恒定电场电场强度不变电场强度不变自由电子在各个位置的定向运动自由电子在各个位置的定向运动速率速率也不变也不变串一个电流表串一个电流表, ,读数不会变读数不会变恒定电流恒定电流我们把我们把大小、方向大小、方向都不随时间都不随时间变化的电流叫作变化的电流叫作恒定电流恒定电流。这。这一章我们研究恒定电流。一章我们研究恒定电流。 三三. .恒定电流恒定电流1. 1.大小、方向都大小、方向都不随时间变化不随时间变化的电流称为的电流称为恒定电流恒定电流. . 2.2.电流电流( (I I): ):表示电流的强弱程度表示电流的强弱程度. .也叫也叫
7、电流强度电流强度 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多， 电流就越大。电流就越大。定义定义: :通过导体横截面的电量通过导体横截面的电量q q跟通过这些电量所用跟通过这些电量所用时间时间t t的比值叫做电流的比值叫做电流 . . 公式公式: :I I= q / t= q / t 单位单位: :国际单位国际单位 安培安培(A) 1A=1C/s(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（常用单位：毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA）（什么叫交流电？）（什么叫交流电？）方向方向: :与与正电荷正电荷定向移动定向移动的方向相同，与负电荷的方向相同，与负电荷定定向移
8、动向移动的方向相反的方向相反国际基本单位国际基本单位1 1、在金属导体中，若、在金属导体中，若5s5s内通过横截面的电量为内通过横截面的电量为10C10C，则导体中的电流为，则导体中的电流为_A_A； 2A2A 课堂训练课堂训练课堂训练课堂训练2 2、关于电流的方向，下列叙述中正确的是、关于电流的方向，下列叙述中正确的是A A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向动的方向B B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定电流方向不能确定C C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定不论何种导体，电流的方
9、向规定为正电荷定向移动的方向向移动的方向D D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同同，有时与负电荷定向移动的方向相同C C例题例题1. 1. 有一条横截面积有一条横截面积S =1 mmS =1 mm2 2 的铜导线，的铜导线，通过的电流通过的电流I I 1 A1 A。已知铜的密度。已知铜的密度 = = 8.9 8.9 10 103 3 kg/m kg/m3 3，铜的摩尔质量，铜的摩尔质量M =6.4M =6.410102 2 kg/molkg/mol，阿伏加德罗常数，阿伏加德罗常数N NA A 6.026.0210102
10、323 mol mol1 1，电子的电量，电子的电量e=-1.6e=-1.6101019 19 C C。在这个问题。在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率。子。求铜导线中自由电子定向移动的速率。电流微观表达式 I=nqvs电动汽车中的电池电动汽车中的电池(阅读课本、试着回答以下问题）阅读课本、试着回答以下问题）电池的正极和负极各由什么材料制成电池的正极和负极各由什么材料制成?电池内电池内部电场的方向是怎样的部电场的方向是怎样的? 给锂电池充电时，带正电的锂离子向哪个方给锂电池充电时，带正电的锂离子向哪个方向
11、运动向运动?静电力做正功还是负功静电力做正功还是负功?能量是怎么转能量是怎么转化的化的?锂电池供电时，锂离子向哪个方向运动锂电池供电时，锂离子向哪个方向运动?静电静电力做正功还是负功力做正功还是负功?能量如何转化能量如何转化? 电池的容量指的是什么电池的容量指的是什么?某电动汽车的电池容某电动汽车的电池容量是量是94A h，其含义是什么，其含义是什么?某电动汽车的容量是某电动汽车的容量是94A h，若以，若以72km/h的的速度行驶，大约可以行驶速度行驶，大约可以行驶5h，请问该汽车电池，请问该汽车电池以此速度工作的电流大约为多少以此速度工作的电流大约为多少?电池的续航电池的续航(充电一次能行
12、驶的路程充电一次能行驶的路程)是多大是多大?电动汽车中的电池电动汽车中的电池纯电动汽车使用的能源不是汽油，而是电纯电动汽车使用的能源不是汽油，而是电能，提供电能的是能，提供电能的是锂离子电池锂离子电池。虽然电池的外。虽然电池的外形各异，但电动汽车和便携式计算机、移动电形各异，但电动汽车和便携式计算机、移动电话等使用的电池在本质上是一样的。话等使用的电池在本质上是一样的。锂离子电池锂离子电池以碳材料为负极以碳材料为负极，以含锂的化以含锂的化合物为正极合物为正极。电池内部电场的方向是从正极指电池内部电场的方向是从正极指向负极。向负极。电动汽车中的电池电动汽车中的电池给锂电池充电时，带正电的锂离子向
13、哪个方给锂电池充电时，带正电的锂离子向哪个方向运动向运动?静电力做正功还是负功静电力做正功还是负功?能量是怎么能量是怎么转化的转化的?带正电的锂离子从正极带正电的锂离子从正极向负极运动，静电力做正向负极运动，静电力做正功，电势能减小，电能转功，电势能减小，电能转化为化学能。化为化学能。在充电的过程中，通过化学反应，在充电的过程中，通过化学反应， 电池的正极电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔，到达负极的负极。负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的
14、锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多。多，电池中充入的电荷量也就越多。电动汽车中的电池电动汽车中的电池锂电池供电时，锂离子向哪个方向运动锂电池供电时，锂离子向哪个方向运动?静电静电力做正功还是负功力做正功还是负功?能量如何转化？能量如何转化？带正电的锂离子从负极带正电的锂离子从负极向正极运动，静电力做负向正极运动，静电力做负功，电势能增大，化学能功，电势能增大，化学能转化为电能。转化为电能。当汽车开动时，锂电池供电，在负极的锂离子当汽车开动时，锂电池供电，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大越多，则放出的电
15、荷量也就越大电动汽车中的电池电动汽车中的电池电池的容量指的是什么电池的容量指的是什么?某电动汽车的电池容某电动汽车的电池容量是量是94A h，其含义是什么，其含义是什么?电池放电时能输出的总电荷量叫电池的容量。电池放电时能输出的总电荷量叫电池的容量。电动汽车的电池容量是电动汽车的电池容量是94Ah，说明该汽车放出，说明该汽车放出的总电荷量是的总电荷量是94A h=2.304x10 5C。某电动汽车的容量是某电动汽车的容量是94A h，若以，若以72km/h的的速度行驶，大约可以行驶速度行驶，大约可以行驶5h，请问该汽车电池，请问该汽车电池以此速度工作的电流大约为多少以此速度工作的电流大约为多少
16、?电池的续航电池的续航(充电一次能行驶的路程充电一次能行驶的路程)是多大是多大?94A h/5h=18.8A72km/h*5h=360km电动汽车中的电池电动汽车中的电池电池放电时电池放电时能输出的总电荷量能输出的总电荷量叫作电池的叫作电池的容量容量，通常以，通常以“安时安时”（A h）或）或“毫安时毫安时”（mA h）作单位。单体锂离子电池的容量极）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组（图子电池构成的电池组（图11.1-5）。）。三、生活中的电池三、生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池A.A.电路中每通过电路中每通过1C1C的电量，电源把的电量，电源把2J2J的的 化学能转变为电能化学能转变为电能B. B. 蓄电池两极间的电压为蓄电池两极间的电压为2V2VC. C. 蓄电池在蓄电池在1s1s内将内将2J2J的化学能转变成电能的化学能转变成电能D. D. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比蓄电池将化学能转变为电能的本领比 一节干电池（电动势为一节干电池（电动势为1.5V1.5V）强）强3 3、铅蓄电池的电动势为、铅蓄电池的电动势为2V2V，这表示（，这表示（ ）课堂训练课堂训练