人教版选修1-1高二物理15电流和电源教学课件(共39张PPT)(1).pptx

一、电容器定义及其结构一、电容器定义及其结构二、电容二、电容（1 1）定义）定义（2 2）电容充、放电）电容充、放电（3 3）定义式：）定义式：（4 4）单位换算：）单位换算：三、电容与哪些因素有关三、电容与哪些因素有关QCU 61211010FFpF 4Sckd （决定式）（决定式）知识回顾知识回顾导入新课18世纪末，意大利医学教授伽伐尼发现，用相世纪末，意大利医学教授伽伐尼发现，用相连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引起肌肉的收缩。起肌肉的收缩。伽伐尼伽伐尼的观点：的观点：这是一种这是一种“动物电动物电”现现象，金属只是起了象，金属只是起了导电导电的作的作用。用。伏打伏打的观点：的观点： 产生电流的关键是两种不产生电流的关键是两种不同金属的连接，青蛙肌肉只是同金属的连接，青蛙肌肉只是起了起了检验检验的作用。的作用。基于这种思考，基于这种思考，伏打发明了能够提供持续伏打发明了能够提供持续电流的电流的“电堆电堆”伏打电堆伏打电堆最早的电源最早的电源。 伏打电堆伏打电堆：在锌片和：在锌片和铜片之间加上浸透了盐水铜片之间加上浸透了盐水或碱水的厚纸、布片或皮或碱水的厚纸、布片或皮革，再把几十个这样的单革，再把几十个这样的单元叠置起来。元叠置起来。教学目标知识与技能知识与技能 1了解电流的微观机理及其定义式，知道电了解电流的微观机理及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。流的方向是如何规定的。2了解电源的发明对人类的生活产生的巨大了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响。的影响。3了解电源在电路中的作用。了解电动势的了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常见电池电动势的大小。概念和单位。了解常见电池电动势的大小。过程与方法过程与方法通过分析电流的形成过程以及电源在电路中通过分析电流的形成过程以及电源在电路中的作用来了解电流及电源。的作用来了解电流及电源。情感与价值观情感与价值观1通过人类对电流的认识过程，了解通过人类对电流的认识过程，了解科学的发展历程，及科学家在社会发展中所科学的发展历程，及科学家在社会发展中所起的重要作用。起的重要作用。2在学习电流和电源知识的基础上，在学习电流和电源知识的基础上，提高搜集信息、分析和解决问题的能力。提高搜集信息、分析和解决问题的能力。3通过对有关问题的学生讨论学习，通过对有关问题的学生讨论学习，培养学生的发散性思维培养学生的发散性思维 。教学重难点重点重点1电流的产生与应用。电流的产生与应用。2有关电流的计算。有关电流的计算。3电源电动势的定义及计算。电源电动势的定义及计算。难点难点1电流的应用及计算。电流的应用及计算。2电动势的计算。电动势的计算。本节导航一一. .电流电流二二. .电源和电动势电源和电动势 一一. .电流电流（一）电流的形成（一）电流的形成电荷的电荷的定向移动定向移动形成形成电流电流。1.自由电荷自由电荷：（1）概念）概念指能够自由移动的电荷。指能够自由移动的电荷。一切导体一切导体中都有自由电荷。中都有自由电荷。（2）自由电荷包括：）自由电荷包括：金属中的金属中的自由电子；自由电子；酸、碱、盐中的酸、碱、盐中的正、负离子正、负离子。我们知道电荷的定向移动形成我们知道电荷的定向移动形成电流，那么，在什么条件下自由电电流，那么，在什么条件下自由电荷才能做定向移动呢？荷才能做定向移动呢？无电压时，导体中的自由电荷做无规则无电压时，导体中的自由电荷做无规则运动，在一段时间内向左、右穿过横截面积运动，在一段时间内向左、右穿过横截面积的自由电荷数相等。的自由电荷数相等。把导体的两端分别接到电源的两极上，电荷把导体的两端分别接到电源的两极上，电荷发生定向移动形成电流。发生定向移动形成电流。有电压时，导体中的自由电荷在电场有电压时，导体中的自由电荷在电场作用下做定向运动。作用下做定向运动。因此因此2.产生电流的条件产生电流的条件：有自由电荷；有自由电荷；导体两端有电压。导体两端有电压。3.电流的方向电流的方向：导体中的电流可以是正电荷的定向移动，导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以使负电荷的定向移动。习惯上规定，也可以使负电荷的定向移动。习惯上规定，正正电荷定向移动的方向为电流的方向电荷定向移动的方向为电流的方向。外电路电流方向外电路电流方向常用的导线是金属制成的。在金属中，能够常用的导线是金属制成的。在金属中，能够移动的是自由电子，电子带负电，所以，移动的是自由电子，电子带负电，所以，金属中金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向电流的方向与电子定向移动的实际方向相反相反。金属中自由电子的运动金属中自由电子的运动（二）电流的强弱（二）电流的强弱水管中的水流有大有小，在相同时间内，水管中的水流有大有小，在相同时间内，从水管中流出的水量越多，水流就越大。从水管中流出的水量越多，水流就越大。用一节干电池时，小灯泡发光较暗；用两用一节干电池时，小灯泡发光较暗；用两节干电池时，小灯泡发光较亮；对于同一小灯节干电池时，小灯泡发光较亮；对于同一小灯泡来说，灯泡越亮，表示通过的电流越大。泡来说，灯泡越亮，表示通过的电流越大。电流的大小，用电流强度表示，电流的大小，用电流强度表示，电流强度电流强度等于一秒钟内通过导体横截面积的电量等于一秒钟内通过导体横截面积的电量，在相，在相同时间内，通过上图中横截面的电荷多，电流同时间内，通过上图中横截面的电荷多，电流大，通过下图中横截面的电荷少，电流小。大，通过下图中横截面的电荷少，电流小。物理学中用通过导线横截面的电荷物理学中用通过导线横截面的电荷Q与所用与所用时间时间t 的比值来描述电流的强弱，这个物理量就的比值来描述电流的强弱，这个物理量就叫做叫做电流电流。符号：。符号：I单位：单位：安培安培 简称：简称：安安 A1mA=10 -3A 1A=10 -6A/t例子例子有一条横截面积有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的的铜导线，通过的电流电流I=1A。已知铜导线的密度。已知铜导线的密度=8.9103kgm3，铜的摩尔质量，铜的摩尔质量M=6.4103kgmol，阿福，阿福加德罗常数加德罗常数为为NA=6.021023mol-1，电子的点量，电子的点量e=-1.610-19C。在这个问题中可以认为导线中。在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个电子。求导线中自由电子每个铜原子贡献一个电子。求导线中自由电子定向运动的速率定向运动的速率v。 解：设自由电子的移动速率为解：设自由电子的移动速率为v。 取一小段导线，如图，自由电子从左端移动到取一小段导线，如图，自由电子从左端移动到右端所用的时间为右端所用的时间为t， 则这段导线的长度为则这段导线的长度为vt 、体积为、体积为vtS、质量为、质量为 vtS。V V这段导线中的原子个这段导线中的原子个 数为数为 由于导线中每个铜原子贡献一个自由电子，由于导线中每个铜原子贡献一个自由电子，所以这段导线中的电子数为所以这段导线中的电子数为n。应为时间内这些电子全部通过右端的应为时间内这些电子全部通过右端的横截面，因此通过横截面的电荷量为横截面，因此通过横截面的电荷量为ApvtSqNM AvtSqneN eM把上面的式子带入把上面的式子带入 ，得得从而解出从而解出因此因此qIt AvSN eIM AIMvSN e 57.5 10mvs 心电图心电图人的身体内也有电流：如心电图、脑电图人的身体内也有电流：如心电图、脑电图由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在循环系统中不停地流动。心脏在机械性血液才能在循环系统中不停地流动。心脏在机械性收缩之前，收缩之前，心肌会产生微小电流并经过身体组织传心肌会产生微小电流并经过身体组织传导到体表导到体表。如果在体表放置心电图机上的电极，就。如果在体表放置心电图机上的电极，就能按时间顺序将体表的电压记录下来，形成连续的能按时间顺序将体表的电压记录下来，形成连续的曲线，这就是心电图。曲线，这就是心电图。二电源和电动势二电源和电动势1闭合电路：闭合电路：由电源、用电器和导线、开关组成由电源、用电器和导线、开关组成2电源种类：电源种类：干电池、蓄电池、发电机等干电池、蓄电池、发电机等积层电池，电池外积层电池，电池外壳上的壳上的“9V”，表示它，表示它的电动势是的电动势是9V。形形色色的化学电池形形色色的化学电池3概念概念：电源两极间电压的大小是由电源：电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的。电源的这种特性，物理学中本身的性质决定的。电源的这种特性，物理学中用用电动势电动势来描述。来描述。电源的电动势等于电源没电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。有接入电路时两极间的电压。4电动势的符号电动势的符号： E5电动势的单位：电动势的单位： 伏特伏特 V 演示当电池不接用电器时，直接用电压表来接触当电池不接用电器时，直接用电压表来接触电池的两个极，我们会发现不同电池的电动势不电池的两个极，我们会发现不同电池的电动势不同。下面是一组测量结果。同。下面是一组测量结果。1号干电池号干电池5号干电池号干电池铅蓄电池铅蓄电池1.51.52干电池的电动势约为干电池的电动势约为1.5，可充电的镍氢电池的电动势约为可充电的镍氢电池的电动势约为1.2。 6电源的作用电源的作用：能够能够提供电压提供电压，使导体中有，使导体中有持续的电流持续的电流。电源是电源是将其他形式的能转化为电能将其他形式的能转化为电能，提供给，提供给用电器使用的装置。用电器使用的装置。各种化学电池把各种化学电池把化学能化学能转化为电能；转化为电能；发电机把发电机把机械能机械能转化为电能；转化为电能；太阳电池把太阳电池把太阳能太阳能转化为电能。转化为电能。 探究探究像右图中那样的水果像右图中那样的水果电池，我们也可以自制一电池，我们也可以自制一个。个。同学们可以找来几种同学们可以找来几种不同的水果和铜丝、铁丝，不同的水果和铜丝、铁丝，分别做一做。再用电压表分别做一做。再用电压表测出它们的电动势。试比测出它们的电动势。试比较不同的水果电池的电动较不同的水果电池的电动势大小。势大小。水果电池水果电池课堂小结 1电流的电流的概念概念：电流是电荷（电子、离子）：电流是电荷（电子、离子）定向移动形成的。定向移动形成的。 2电流的电流的方向方向：正电荷定向移动的方向为：正电荷定向移动的方向为电流方向。电流方向。 金属中金属中电流的方向与电子定向移动的实际方电流的方向与电子定向移动的实际方向向相反。相反。 在电源在电源外部电路外部电路中，电流从电源的中，电流从电源的正极流向正极流向负极。负极。 3 形成电流的形成电流的条件条件：（1）有自由电荷；）有自由电荷；（2）导体两端有电压导体两端有电压（导体内有电场）。（导体内有电场）。 4电流电流强度强度 （1）通过导线横截面的电荷）通过导线横截面的电荷Q与所用时间与所用时间t 的比值的比值 （2）定义式：）定义式：I=Q/t （3）物理意义：描述电流的强弱）物理意义：描述电流的强弱 （4）单位：）单位：安培安培 简称：简称：安安 ，符号：，符号：A1mA=10 -3 A 1A=10 -6 A 5电源电源电动势电动势电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定。电源的这种特性，物理学中用定。电源的这种特性，物理学中用电动势电动势来描述。来描述。等于电源没有接入电路时两极间的电压。等于电源没有接入电路时两极间的电压。常见电常见电 池电动势的大小。池电动势的大小。课堂练习形成持续电流的条件是形成持续电流的条件是()A只要有电压加在物体的两端只要有电压加在物体的两端B必须保持导体两端有电压必须保持导体两端有电压C只在导体两端瞬时加电压只在导体两端瞬时加电压D只要有大量的自由电荷只要有大量的自由电荷B在一条通有恒定电流的导线中，电流在一条通有恒定电流的导线中，电流强度是强度是I I。如果每个电子的电量用。如果每个电子的电量用e e表示，那表示，那么，在时间么，在时间t t内通过该导线某一横截面的自内通过该导线某一横截面的自由电子数等于由电子数等于_ 。 电源电动势大小是指：电源电源电动势大小是指：电源_时两极间的电压时两极间的电压 没有接入没有接入电路电路It/eIt/e你知道一些常用电池电动势的大小吗？请补你知道一些常用电池电动势的大小吗？请补充下题：充下题：（1）1号干电池的电动势大约是（）号干电池的电动势大约是（） （2）5号干电池的电动势大约是（）号干电池的电动势大约是（）（3）可充电的镍氢电池的电动势大约是）可充电的镍氢电池的电动势大约是 （） （4）积层电池的电动势约为（）积层电池的电动势约为（）（5）铅蓄电池的电动势约是（）铅蓄电池的电动势约是（）1.5V1.2V9V2V1.5V导体中电流是导体中电流是0.5A，则半分钟内通过导，则半分钟内通过导体横截面的电子数是多少？体横截面的电子数是多少？190.5301.60 10QItNee 199.375 10（个个）【解析】【解析】把把5.0V的电压加在一段电阻丝的两端测得的电压加在一段电阻丝的两端测得通过电阻丝的电流为通过电阻丝的电流为0.01mA。当电阻丝两端。当电阻丝两端电压增至电压增至8V时，通过电阻丝电流增加多少？时，通过电阻丝电流增加多少？【解析】【解析】因为电阻不变，则由欧姆定律有：因为电阻不变，则由欧姆定律有：221180.010.0165UItVmAIImAUeV 21I = I - I = 0.016mA-0.01mA则则：= 0.006mA