人教版高中物理选修课件(基础)电流和电动势
高中物理人教版选修3-1课件:2.2 电动势
3.电动势的大小:在电源的内部从负极到正极移送单位正 电荷非静电力做功的数值.一定要注意必须是“单位正电 荷”,而不是“任意电荷”.
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
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
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
二、电动势与电路中能量转化的有关计算
电动势
区别电动势与电势差,理解电路中能量的转化:
1.电动势和电势差虽然单位相同——都是伏特(V);
定义式U= W
别.
q
、 EW=
q
类似,但二者有本质的区
电势差反映电场力做功,将电势能转化为其他形式的能;
而电动势反映非静电力做功,将其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
预习导学
电动势
一、电源
1. 其他形式的能 电势能 2. 正极 负极 非静电力 增加 静电力 正极 负极
3 . 化学 化学能 电磁 机械能
二、电源的参数——电动势、内阻
1.(1)本领 电动势
(2)非静电力 1C 电荷q
(3)非静电力 无关 无关 (4)相同 伏特
2 . (1)内阻
想一想:如图所示是不同型号的干电池,其电动势都是1.5 V,这说明什么问题?用久了的干电池,它的内阻会变吗?
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
A.电动势E的大小,与非静电
高中物理_感生电动势和动生电动势1课件_新人教版选修3-2
感生电动势和动生电动势
【复习回顾】
1、什么是电源?什么是电动势? 2、楞次定律
穿过闭合回路磁通量发生了变化,回路中产生感应 电动势。产生感应电动势那部分导体相当于电源, 哪一种作用扮演了非静电力的角色呢?
法拉第电磁感应定律指出,当穿过闭 合回路的磁通量发生变化时,回路中就要 产生感应电动势。 穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为 两类: I、闭合回路面积不变,磁场随时间变化。 II、磁场不变,闭合回路的面积随时间变化。
感生电场方向就是感应电流方向, 判断方法:楞次定律
感生电场与静电场的区别 静电场 E0 起源 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线 电 场 线 形 状 静电场为有源场 Ek 感生电场为无源场 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
有共性:具有场物质形式的所有 共性;均对电荷有力的作用,且场 强定义相同;
+ + +
× × ×
× ×
动生电动势是 导体中的自由 电荷在磁场中 受到洛仑兹力 作用的结果。
× × ×
v
× × ×
_ _ _
f
× ×
动生电动势 特 点 原 因 非的 静来 电源 力 方 向 磁场不变,闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量的变化 由于S的变化引起 回路中变化 非静电力就是洛仑兹力, 由洛仑兹力对运动电荷 作用而产生电动势
感生电动势 闭合回路的任何部分都不 动,空间磁场发生变化导 致回路中磁通量变化 由于B的变化引起 回路中变化 变化磁场在它周围空间激发 涡旋电场,非静电力就是感 生电场力,由感生电场力对 电荷作功而产生电动势
楞次定律或右手定则
楞次定律判断
例:如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行 金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和 P 之间接有阻值为R= 3.0Ω的定值电阻,导体棒ab长= 0.5m,其电阻为r =1.0Ω ,与导轨接触良好.整个装置 处于方向竖直向上的匀强磁场中,B=0.4T。现使ab以v =10m/s的速度向右做匀速运动。 (1)a b哪点电势高? a b两点间的电压多大? (2)维持a b做匀速运动的外力多大? (3)a b向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路 中产生的热量是多少? N a
高中物理选修3-1人教版2-2电动势
①它们的定义、物理含义不同(见上面电势差与电动势的 比较)
②它们的决定因素不同:电势差取决于电场本身,在电 路中两点间的电势差取决于电路的特点,电动势取决于电源 本身,与其他因素无关。
另外,这两个物理量的测量方法也是不同的,这将在后 面进行讨论。
知识体系构建
重点难点突破
一、正确理解非静电力 在电源外部的电路里,自由电荷在电场力作用下移动, 电场力做正功,电势能转化为其他形式的能;在电源内部自 由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反,移送电荷的不 再是电场力,叫做“非静电力”。非静电力做功将电荷“移 送”到电势能高的电极,增加电势能(消耗其他形式的能)。所 以可以说:电源是通过非静电力做功,将其他形式的能转化 为电能的装置。
考点题型设计
对电动势的理解
(2012·镇江高二检测)关于电动势下列说法中正确 的是( )
A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做 功,电能增加
B.对于给定的电源,移送正电荷非静电力做功越多, 电动势就越大
C.电动势越大,说明非静电力在电源内部从负极向正极 移送单位电荷量做的功越多
D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负 极移送到正极的电荷量越多
解析:电源是将其他形式的能量转化为电能的装置,是 通过电源内部的非静电力做功来完成的,所以非静电力做功, 电能就增加,A 正确;电源电动势是反映电源把其他形式的 能转化为电能本领大小的物理量,电动势在数值上等于移送 单位电荷量非静电力所做的功,不能说电动势越大,非静电 力做功越多,也不能说电动势越大,移送的电荷量越多,C 正确,B、D 错误。
答案:1.2 600 20 充电时间和充电电流
人教版高中物理选修3-1 2.10测定电池的电动势和内阻PPT(共13页)
I 2 I1
I
E测 = E真
r 测 > r真
r测 r RA E测 E真
பைடு நூலகம்
人 教 版 高 中 物理选 修3-1 2 . 10测 定电池 的电动 势和内 阻(共1 3张PPT )
五、重要注意事项
(1)本实验在电键闭合前,变阻器滑片应置于阻值最大位置 处 (2)使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得 太大,每次读完数后立即断电,以免使电动势和内阻发生变 化 (3)要测出不小于6组I、U数据,且变化范围要大一些 (4)画U—I图线时,应使图线通过仅可能多的点,并使不 在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点 可舍去。 (5)画U--I 图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据 测得的数据从某一恰当的值开始(但横坐标必须从0开始)但这 时图线与横轴的交点不再是短路电流,而图线与纵轴的截距仍 为电动势E,图线的斜率的绝对值仍为内阻r.
三、数据处理
方法一:公式法
改变R的阻值,从电流表和电压表中读取两组I、U 的值,代入方程组联立求解,多测量几次I、U的值,算
出E、r取平均值.
E U1 I1r
E I1U 2 I2U1 I1 I2
E U2 I2r
r U2 U1 I1 I2
② 图象法 人教版高中物理选修3-12.10测定电池的电动势和内阻(共13张PPT)
只要测出几组(至少两组)U、I值就可求出E、r
2、实验基本电路
A V 甲
V A
乙
二、实验步骤
1:按原理图连接实物图
RA V
甲S
2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大 3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读 数有明显示数,记录一组电流表和电压表的 示数,用同样的方法测量并记录几组U,I值。
高中人教版物理选修3-1课件:第2章-2-电动势-
二、电动势和内阻 1.电动势 (1)定义:非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功 跟被搬 运的电荷量的比值。
(2)公式:E=Wq 。 (3)单位: 伏特,用符号“V”表示。
(4)物理意义:电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为 电能 的本领,电动势大,表示电源的 转化本领大。
(5)大小:从做功角度,其数值等于非静电力把 1 C 的正电荷 在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
A [无论电源内部还是外部,电场都是由正极指向负极,故A 错误;在外部电路中,负电荷靠电场力由负极流向正极,而内部电 路中,正电荷由负极流向正极,因电场力与移动方向相反,故必有 非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极,在电池中,靠化 学作用使化学能转化为电势能,故B、C、D正确。]
对电动势的理解 1.概念理解 (1)电源的种类不同,电源提供的非静电力性质不同,一般有化 学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。 (2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。电动 势在数值上等于非静电力将1 C正电荷在电源内从负极搬运到正极 所做的功,也就是1 C的正电荷所增加的电势能。
2.有关电动势的说法中正确的是( ) A.当电路中通过1 C电荷量时,电源消耗的其他形式能的数值 等于电源电动势的数值 B.电源提供的电能越多,电源的电动势越大 C.电源的电动势越大,也就是电源内储存的电荷越多 D.电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本 领
A [电动势在数值上等于将1 C正电荷在电源内从负极移到正极时 非静电力做的功,当电路中通过1 C电荷量时,电源消耗的其他形式能 的数值等于电源电动势的值,故A正确。电动势表征电源把其他形式 的能转化为电能的本领大小,电动势在数值上等于将1 C正电荷在电源 内从负极移到正极时非静电力做的功,与电源提供的电能的多少无 关,与电源内部储存的电能的多少无关,电动势越大的电源,将其他 形式的能转化为电能的本领越大,故B、C、D错误。]
2-1 电源和电流 课件(共52张PPT)
第二章
1
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
(2)推导 导体 AB 中的自由电荷总数:N=nLS 总电荷量:Q=Nq=nLSq L 所有这些电荷都通过横截面所需要的时间:t= v Q nLSq 导体 AB 中电流为 I= = =nqSv。 t L v
第二章
1
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
e2 答案:I= kmr 2πr2m
第二章 1
mr k②
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
点评:解决这个题的关键是选取合适的过程,考虑到电子 运动的周期性,选取一个周期是最简洁的。
第二章
1
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如图所示,耀眼的闪电和震耳的雷鸣有时会使树木、房屋 受到严重破坏,在一次雷电中,在 0.1s 时间内有 30C 电荷从 一个云层移到另一个云层,则平均电流为________。
知识点 2
恒定电场
1.定义: 由电路中稳定分布的 电荷 所产生的稳定电场。 2.形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由 电源 、
导线 等电路元件所积累的电荷共同形成的。
3.特点:任何位置的 电场强度 都不随时间发生变化。
第二章
1
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知识点 3
第二章
恒定电流
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
本章的核心内容是欧姆定律,重点是电路的分析和计算, 难点是电路的设计。 ●学法指导 1.注重基本概念、基本规律的理解 本章有电阻、电流、电压、电动势、电功率、电热、电阻 率等七个概念,要结合实例深刻理解它们,确定明白这些概念 的物理意义、特点。对于部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定 律两个基本定律,一定要能够结合具体的电路灵活运用。
高中物理人教版选修11课件:第一章 五、电流和电源
及能产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间.随着科技
的进步,电池泛指能产生电能的小型装置.你见过的电池有哪几种?
答案:电池的种类很多,常用电池主要是干电池、蓄电池,以及体
积小的微型电池.此外,还有金属—空气电池、燃料电池以及其他能
上接入电流表验证自己的结论.
答案:这样两块活泼性不同的金属板插入电解质溶液中就构成
了原电池.
原电池是一个能自发进行氧化还原反应的装置,氧化反应和还
原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电
流.
二、电源和电动势
1.电源:电源是把其他形式的能转化为电能的装置.不同的电源,
两极间的电压不同.这是由电源本身性质决定的.
(2)在电解液中,导电时定向移动的电荷既有正离子又有负离子,
它们同时向相反的方向移动形成电流,电流方向与正离子移动方向
相同.
2.电流有大小,又有方向,但是标量.
3.公式 I= .
(1)公式中 Q 是通过横截面的电荷量,而不是单位横截面的电荷
量.
(2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时,Q=Q1+Q2;
对 I 额=0.5 A 的电灯,可供照明的时间是
额
t'=
=
300
0.5
答案:600 s
s=600 s.
迁移应用
在 NaCl 溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示.若测得 2 s
内有 1.0×1018 个 Na+和 1.0×1018 个 Cl-通过溶液内部的横截面 M,试
问:溶液中的电流多大,方向如何?
里的 1.5 V 是什么意思吗?
高中物理(新人教版)选择性必修2:交变电流【精品课件】
思考:若该线圈给外电阻R供电,设线圈本身电阻为r,则负载两端的电 压u、流过的电流i随时间变化的规律是怎样的?
• 流过负载的电流:
i e Em sin t Im sin t,其中Im Em
Rr Rr
Rr
• 负载两端电压:
u R e R Em sin t Um sin t,其中Um R Em
• 线圈在甲图位置是否有感应电流? • 线圈在乙图位置是否有感应电流?
• 在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个方向流动? 由B→A
•
×
• 线圈在丙图位置是否有感应电流? • 线圈在丁图位置是否有感应电流?
• 在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪个方向流动? 由A→B
•
×
× ×
思考:线圈转到什么位置时线圈中没有电流?转到什么位置时线圈中电流最大?
【答案】BD【解析】直流电的特征是电流方向不变,交流电的特征是电流方向周 期性改变。另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流。故A、C错误,B、 D正确。
例2.(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产 生了交变电流,下列说法正确的是( ) A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零 C.每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次 D.线框经过中性面时,各边不切割磁感线
• •
中性面:与磁感线垂直的平面
• 线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最 大,感应电动势为零,感应电流为零
• 线圈每经过中性面一次,交流电方向改变 一次,线圈每转动一周(交流电的一个周 期) ,两次经过中性面,交流电的方向 改变两次。
中性面的垂面
× ×
人教版电动势PPT教学课件2
断开K2、闭合K1, 记下电压表偏转格数N1
闭合K1 、 K2 , 记下电压表偏转格数N2
(3)电源内阻:
【 人 教 版 高 中物理 】电动 势PPT精 美课件 1
rN1N2R1N 01N2 Ω
N2
N2
变式五.有两只伏特表V1和V2,量程已知,内阻不知,另有一干 【人教版高中物理】电动势PPT精美课件1 电池,它的内阻不能忽略,但大小未知。只有这两只伏特表,电 键和连接导线若干,要求通过测量计算出干电池的电动势(已知 电动势不超过伏特表的量程) 要求: ① 画出测量时所用的电路图
【 人 教 版 高 中物理 】电动 势PPT精 美课件 1
变式六. 判断下列电路能否测电源电动势和内阻
(电表都是理想电表)
V A
V A
(一) 已知电阻
A
V
【 人 教 版 高 中物理 】电动 势PPT精 美课件 1
(三)
(二)
A V
已知电阻
(四)
【 人 教 版 高 中物理 】电动 势PPT精 美课件 1
•
5.多年过去了,这个名字依然引领着 世界的 流行时 尚。然 而在这 些辉煌 的业绩 后面, 我们所 看到的 是一个 活生生 的,他 充满着 深情, 极为害 羞,又 极为幽 默,他 便是永 远的。
•
6.迪奥的设计,注重的是服装的女性 造型线 条而并 非色彩 。他的 时装具 有鲜明 的风格 :裙长 不再曳 地,强 调女性 隆胸丰 臀、腰 肢纤细 、肩形 柔美的 曲线, 打破了 战后女 装保守 古板的 线条。 这种风 格轰动 了巴黎 乃至整 个西方 世界, 给人留 下深刻 的印象 。
同理,把其它几组 r2、r3、E2、E3算出来,
高中物理选修3-1-电动势
电动势知识集结知识元电动势知识讲解电源和电动势1.电源(1)电源能维持电路中稳定的电流,是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
(2)电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场。
在电源内部的电场中正电荷所受的静电力阻碍它向正极的移动,要使正电荷向正极移动,就一定要有非静电力作用于电荷才行,这种非静电力会使在电源内部的正电荷由负极向正极移动,此时非静电力做正功,静电力做负功,电荷的电势能增大。
(3)从能量转化的角度看,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.电源的作用(1)维持电源的正、负极间有一定的电势差。
(2)在闭合电路中,使导线中的自由电子发生定向移动,保持恒定的电流。
3.对电源作用的理解(1)电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解。
如图所示,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。
但若在水池A、B间连一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,保持A、B之间的高度差,从而在水管中就有源源不断的水流了。
电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬运到正极,从而保持正负极间有一定的电势差,电路中便有持续的电流。
(2)从能量转化的角度来看,当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少转化为其他形式的能。
如图当抽水机将B中的水抽到A中的过程中,要克服水的重力做功,将其他形式的能转化为水的势能。
同理在电源内部如图,由于存在由正极指向负极的电场,当把正电荷由负极搬运到正极的过程中,就要有非静电力作用于电荷来克服电场力做功,使电荷的电势能增加,即从能量转化来看,电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
4.电动势(1)物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
(2)定义:电动势指在电源内部,非静电力把正电荷由负极移送到正极,非静电力所做的功W与q的比值,用E表示。
人教版高中物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律(共28张PPT)
r+R2
R2
四、闭合电路中的功率计算
EI U 外I U内I
P内 U 内 I I 2 r
1、电源的工作效率 P出 100% U外 100%
P总
E
纯电阻电路:
I
I 2R 2(R
r)
100 %
R 100% Rr
1 1
r
100%
R
结论:电源的效率随外电阻的增大而增大
2、纯电阻电路,电源输出功率
(2)R=1.5Ω时,电源输出的功率最大,为0.5W (3)R=2.5Ω时,变阻器消耗的功率最大。Pm=0.4W
人教版高中物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律(共28张PPT )课件PPT部编 版课件 统编版 课件优 质课课 件免费 课件PPT
人教版高中物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律(共28张PPT )课件PPT部编 版课件 统编版 课件优 质课课 件免费 课件PPT
P
P IU I 2R
E2R
PM
(R r)2
E2 (R r)2
4r
R
当R=r时,
PM=
E2 4r
0
R=r
R
电源的输出功率最 大时,其效率只有50%
人教版高中物理选修3-1 2.7闭合电路欧姆定律(共28张PPT )课件PPT部编 版课件 统编版 课件优 质课课 件免费 课件PPT
P R1 R2
例2、在如图(a)所示的电路中,R1为定值电阻,R2 为滑动变阻器。闭合电键S,将滑动变阻器的滑动 触头P从最左端滑到最右端的过程中,电压表(内阻 极大)的示数与电流表示数的关系图线如图(b)所示。
则( ) D
A、电源电动势为4V B、电源内阻为10Ω C、定值电阻R1阻值为10Ω D、滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
人教版高中物理选修3-1第二章电动势
第2节电动势1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动的过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。
4.了解电源内电阻。
一、电源1.非静电力的作用:把正电荷由□01负极搬运到□02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□03电势能。
2.非静电力的实质:在电池中是指□04化学作用,在发电机中是指□05电磁作用。
3.电源:通过非静电力做功将其他形式的能转化为□06电势能的装置。
二、电源的电动势和内阻1.电动势(1)物理意义:反映电源□01非静电力做功本领的大小。
(2)大小:在数值上等于非静电力把1 C的□02正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功,即E=□03W非q。
(3)单位:□04伏特(V)。
(4)大小的决定因素:由电源中□05非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟□06外电路也无关。
(5)常用电池的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5 V 2 V 3 V或3.6 V 1.2 V2.内阻:电源内部导体的电阻。
3.容量:电池放电时能输出的□07总电荷量,其单位是:A·h或mA·h。
对于不同型号的干电池,其电动势一般都为1.5 V,这说明了什么?提示:说明对于不同型号的干电池,在电池内把1 C的正电荷从干电池的负极移到正极所做的功都是1.5 J。
(1)电源的电动势就是电源两端的电压。
()(2)所有电池的电动势都是1.5 V。
()(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
()(4)电动势公式E=Wq中的W与电压U=Wq中的W是一样的,都是电场力做的功。
()(5)电源的电动势大说明其把其他形式的能转化为电能的本领大。
()提示:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√课堂任务对非静电力的理解仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
2020-2021学年高中人教版物理选修3-1课件:2.2 电动势
试分析回答:
(1)小球沿滑梯滚下的过程,可以类比电源在闭合电路 中的哪一个过程? 提示:可以类比为在外电路电场力做正功将电能转化为 其他形式的能的过程。
(2)小朋友不断将小球从地面搬到滑梯上的过程,可以 类比为电源在闭合电路中的哪一过程? 提示:可以类比为在电源内部非静电力做功将其他形式 的能转化为电能的过程。
主题二 对电动势的理解 【问题探究】日常生活中我们经常接触到各种各样的 电源,如图所示的干电池、手机电池,它们有的标有 “1.5 V”字样,有的标有“3.7 V”字样。
(1)如果把1 C的正电荷分别从1.5 V和3.7 V的干电池
的负极移到正极,非静电力分别做了多少功? 提示:根据电动势表达式E= W 可知W=qE,所以非静电力
(1)定义:电动势在数值上等于_非__静__电__力__把_1__C_的正电
荷在电源内从负极移送到正极所做的功,即非静电力所 做的功W与移送_电__荷__q_的比值,用E表示,E= W 。
q
(2)物理意义:反映电源_非__静__电__力__做__功__本领大小的物理
量。
(3)单位:与电势、电势差的单位_相__同__,为_伏__特__。
q
分别做了1.5 J和3.7 J的功。
(2)两次电势能增加多少? 提示:根据功能关系知两次电势能分别增加了1.5 J和 3.7 J。 (3)哪个电池做功本领大? 提示:根据电动势的物理意义知3.7 V的干电池做功本 领大。
【探究总结】 1.E= W 是电动势的定义式而不是决定式,E的大小与W
q
和q无关,是由电源自身的性质决定的,电动势不同,表
【探究总结】 1.从力的角度看:在外电路中,电荷在电场力的作用下 定向移动形成电流;在电源内部,电荷通过非静电力的 作用实现定向移动形成电流。 2.从能量的角度看:电源通过非静电力做功把其他形式 的能转化为电能,实现能量转化。电源既不创造能量, 也不创造电荷。
交变电流课件
二、交变电流的产生
图2 假定线圈沿逆时针方向匀速转动,如图 2 甲至丁所示.请分析判断: (1)图中,在线圈由甲转到乙的过程中,AB 边中电流向哪个方向流动? (2)在线圈由丙转到丁的过程中,AB 边中电流向哪个方向流动? (3)当线圈转到什么位置时线圈中没有电流,转到什么位置时线圈中的电流最大? (4)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线,从 E 经过负载流向 F 的电流记为正, 反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
解析
(1)交变电流电动势的峰值为 Em=2nBLv=nBSω=10×0.5×0.22×10 π V≈6.28 V 图4 电流的峰值为 Im=ERm≈6.28 A.
(2)从中性面位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为 e=Emsin ωt≈6.28 sin(10πt)V.
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°,感应电动势 e=Emsin 30°≈3.14 V.
1.交变电流
方向随时间做 周期性 变化的电流,简称 交流 .
2.直流
方向 不随时间变化的电流.
对直流电流和交变电流的区分主要是看电流
方向 是否变化.
3.图象特点
(1)恒定电流的图象是一条与时间轴 平行的直线 . (2)交变电流的图象有时在时间轴的上方,有时在时间轴的下方,随时间做 周期性 变化.
二、交变电流的产生
一、交变电流的判断 例 1 如下图所示图象中属于交流电的有
(ABC)
交变电流
电流方向 变化
×
图象有正 负变化
二、交变电流的产生
例 2 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说
法正确的是
× A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大 × B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零
新教材高中物理第11章电路及其应用2电源和电流课件新人教版必修第三册
解析:(1)因为在I-U图像中,电阻等于斜率的倒数, 即R=ΔΔUI ,所以 R1=150××1100--33 Ω=2 Ω, R2=1105××1100--33 Ω=23 Ω, 故R1︰R2=2︰23=3︰1。
课内互动探究
探究 一
导体的电阻与欧姆定律
情景导入
如图所示的图像为金属导体A、B的U-I图像,思考: (1)对导体A(或导体B)来说,电流与它两端的电压有什么关系?U与I 的比值怎样? (2)对导体A、B,在电压U相同时,谁的电流小? 谁对电流的阻碍作用大?
提示:(1)对导体A(或导体B),电流与它两端的电压成正比,导体A 或导体B的电压与电流的比值是个定值,但两者的比值不相等。
=lS不变,所以S′=
S 2
,R′=ρ
l′ S′
=4ρ
l S
=4R。对折后:l″=
l 2
,S″=
2S,所以R″=ρSl″″=ρ·2l/S2=R4 ,则R′︰R″=16︰1。故选D。
对点训练
2.一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐
水柱长为40 cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化
第十一章 电路及其应用
2.导体的电阻
目标体系构建 课前预习反馈 课内互动探究 核心素养提升 课堂达标检测
目标体系构建
【学习目标】
1.知道导体的电阻的概念和意义,知道U-I图线的斜率表示导体 电阻的大小。
高二物理电动势1
负功 正功
干电池
发电机
非静电力是化学作用
非静电力是电磁作用
7、电源内部的能量是怎样转化的? 电源内部非静电力克服电场力做功, 把其他形式的能转化为电势能
一、电源的概念(从能量的角度看)
电源:是通过非静电力做功 把其它形式的能转化为电势能的装置. 思考 1、根据电源的作用,可以把电源与我们生活 中的什么物体类比? 2、不同的电源中,非静电力做功的本领相同 吗?
I nqsv
n为单位体积内自由电荷个数 S为导体横截面积
v为自由电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量
+
_
电源的作用:把电子从A搬运到B的装置 保持导体两端的电压(电势差), 使电路有持续的电流.
+ + + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _
_
P
电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?
讨论:电动势E与电压U的区别? 1、两个公式中W分别表示什么力做功?
W 中,W表示电源内部非静电力做的功 E= q
W U q
中,W表示电源外部电场力做的功
2、能量是如何转化的?
W U q
W E= q
其它形式能转化为电势能 E反映电源的特性 电势能转化为其它形式能 U反映电场的特性
做一做
调查常用可充电电池
按电极材料 分类 举例 适用设备
填写调查表
举例 适用设备
常用可充电电池调查表
按电解液性质 分类
可充电电池在充电时要注意什么? 注意事项一: 注意事项二: 注意事项三: 注意事项四:
课堂练习
1、关于电动势,下列说法正确的是: AC
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横截面的自由电子数可表示为
.nvs Δt
例题讲解
例8 在稀CuSO4溶液中插入两碳棒极板,在两极板上加一定的电压,在10s内有 5×1018个Cu离子和相同数量的SO4根离子通过某截面,则碳棒中的电流强度为多大?
q 510181.610192 2C 3.2C I q 0.32A
t
例题讲解
例9 有一横截面为S=1mm2的铜导线,流经其中的电流为I=1A,已知铜的密度为 ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为M= 6.4×10-2kg/mol,阿伏加得罗常数NA= 6.02×1023/mol,电子电量为e= -1.6×10-19C 。在这个问题中可认为每个铜原子贡献 一个电子,求铜导线中自由电子定向移动速率v。(3.73×10-5m/s)
高中物理
课程名称
电流和电动势
知识讲解
一、电源和电流 1.电源
I
v
A、B之间 有电势差
A、B电势 差为零
电源
+
正极
-
FP
P的作用:把电子从A搬运到 B,使A、B之间始终保持 一定的电势差,使电路中
- 保持持续的电流。
负极
知识讲解
2.电流
(1)形成: 电荷的定向运动形成电流。
(2)产生电流的条件:
知识讲解
4.电源(池)的几个重要参数 ①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A·h,mA·h.
人教版高中物理选修3-1课件:(基础 9)电 流和电 动势(共 26张PP T)
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例题讲解
例12 一定值电阻,在10s内通过2C 的电荷量时,消耗的电能是16J,问: (1)电阻两端的电压为多少?(8V) (2)若该电路电源的电动势为12V,则在这段时间内电源的内电路消耗的电能为多少? (3)该电源的功率是多少?
知识讲解
(6)电流分类: ①直流电:电流方向不随时间变化的电流 ②交流电:大小、方向随时间作周期变化的电流。
例题讲解
例1 下列关于电流的说法中正确的是 ( )A A.导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差 B.电流的方向就是电荷的定向运动方向 C.电流的方向不变的电流叫恒定电流 D.电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
(2)8J (3)2.4W
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例题讲解
例4 正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道,电子电荷量 e=1.6×10-19C,在整个环中运行的电子数目为5×1011,设电子的速度是3×107 m/s,则 环中的电流是:( )A A.10mA B.1mA C.0.1mA D.0.01mA
例题讲解
例5 初速度为零的质子,经加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流为1mA的 细柱形质子流,已知质子的电荷量q=1.6×10-19C,这束质子流每秒打到靶上的质子数为 ______. 6.25×1015
例题讲解
例6 如图所示,在电解槽中,如果在5s内共有2C正离子和2C负离子通过面积为
S=0.1m2的某横截面,那么5s内通过该横截面积的电荷量为
,通过该横截面积
的电流为
.(4C 0.8A)
例题讲解
例7 有一横截面积为s的铜导线,流经其中的电流强度为I;设每单位体积的导线中
有n个自时间内,通过导线
2.公式:E W q
单位:伏特 V 1V=1J/C
3.物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小
移动单位(1C)正电荷时
①干电池:E=1.5V
②蓄电池:E=2.0V
电势能增加1.5J
电势能增加2.0J
反映蓄电池把其他形式的能转化为电能本领的大小
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例题讲解
例2 下列关于电源的说法中正确的是( )ABD A.电源能够对外提供持续电势差 B.电源能够把其它形式的能转化为电能 C.电源通过电场力做功把其它形式的能转化为电能 D.电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能
例题讲解
例3 如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有n1个1价正离子通过液体内截面S, 有n2个1价负离子通过内截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )D A.当n1=n2时电流强度为零 B.当n1>n2时,电流方向从A→B,电流强度I=(n1-n2)e/t C.当n1<n2时,电流方向从B→A,电流强度I=(n2-n1)e/t D.电流方向从A→B,电流强度I=(n1+n2)e/t
I
-
-
-
-
-
-
例题讲解
例10 原子中电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v
在半径为r的圆周轨道上运动,电子的电量为e,等效电流有多大?
设电子圆周运动的周期为T:
T 2r I e ev
v
T 2r
知识讲解
二、电动势 (电源开路时两极间的电压)
1.定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值
① 自由电荷
②保持电势差
导体
电源
- --
+
-
E
-
--
知识讲解
(3)电流方向: 规定为正电荷定向运动的方向。
(4)电流大小: 单位时间内通过导体横截面的电量。
Iq t
单位:安培(A)
I
安培是基本
单位。
+
-
E
- -- - --
知识讲解
(5)电流的微观本质:
如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体l,两端加一定的电压,导体中的自由电 荷沿导体自由移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体每单位体积内的自由电 荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q.
例题讲解
例11 锌汞电池的电动势为1.2V,这表示( )BC A.电路中每经过1s电源把1.2J的化学能转变为电能 B.电路中电流为1A时,电池每经过1s电源把1.2J的化学能转变为电能 C.电路中每通过1C电荷量,电源将1.2J的化学能转变成电能 D.锌汞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