第一篇:测电源的电动势和内阻的教学反思
测电源的电动势和内阻的教学反思
这是一节操作性很强的实验课,从实验的应用价值、原理分析、从电路设计到实际动手实验获取实验数据,从对实验数据进行处理到得出结论、进行误差分析,体现了物理实验中理性思维的魅力及实验操作技能的重要性,在整个过程中,体现了交流合作的重要性。
本节课我重点安排了实验的应用价值,实验原理分析、电路设计及实际动手实验获取实验数据的内容。将对实验数据进行处理和得出结论、进行误差分析。安排在第二课时中。
第一课时教学首先从生活中常见的电源导入反映电源性能的物理量——电源的电动势和内阻,进而导出测电源电动势和内阻的实际需要及应用价值,体现了物理来源于生活又服务于生活的理念。
接下来复习闭合电路的欧姆定律,为实验设计做好知识铺垫。其中推导过程由学生自己完成并展评,体现了学生自主学习的思想,充分挖掘学生的潜能。
在方案设计中学生有不同的方案,但还缺乏交流与讨论,缺乏对方案设计的优化选择,对方案的原理理解的还不是很透彻,这将是下一节课重点分析、优化的内容,也是后续学习中应重点逐步培养的内容。但在本节课中还不宜提出过高的要求。在电路连接及数据采集中大部分同学表现积极,能按电路图正确选择并连接实验器材,完成了采集六组以上数据的实验任务,为下节处理数据及误差分析提供了依据。但在实验过程中也暴露出了不少问题,如:不注意电流表和电压表接线柱的接法;对单刀双掷开关连接不熟悉;不会读电阻箱的示数;数据记录未设计记录表格,而是随手记录在演草纸上且未与电路图放在一起,这为下节课时处理数据带来不便,甚至会一无所获。
在作业设计中,我重点安排了数据分析与处理。为了完成这一任务,我将数据处理的一些小窍门展示给学生,便于学生参考。但在实际完成时肯定还会存在很多问题,这也是第二课时要重点解决的问题。
实验方案设计中体现了“百花齐放”的思想,但很多实验方案是存在较大系统误差的,不同小组测得的实验数据正好可以比较、讨论,为误差分析提供了依据。总之,第一课时的教学整体来讲是成功的:完成了预定目标、时间把握恰当、学生参与积极、体现了新课程放手让学生做、重在指导的教学理念,体现了交流与合作。学生受到了一定的实验技能训练。但新课程对我来说是第一次,高中的物理对我来说也是第一次,能有这样的成绩实属不易。
在今后的教学工作中,我还要加强对多媒体在数据处理及物理实验中的应用。多学习别人的优点,取长补短、不断进取,争取为紫阳高中教育事业贡献更大的力量
第二篇:测定电源的电动势和内阻课堂教学反思
这是一节操作性很强的实验课,无论是从实验的应用价值、原理分析和电路设计到动手实验获取实验数据,并进行数据处理、得出结论和误差分析,都体现了理性思维在物理实验中的魅力及操作技能的重要性。
本节课安排了实验原理分析、电路设计及动手实验获取实验数据等内容,由于要求学生提前预习,大大提升了课堂效率,故对实验数据进行处理并得出结论和误差分析,在本节课都已完成。
从生活中常见的电源导入,了解电源的电动势和内阻是反映电源性能的物理量,进而得出测量电源电动势和内阻的实际需要及应用价值,体现了物理来源于生活又服务于生活的理念。接着复习闭合电路的欧姆定律内容,为实验设计做好知识铺垫。在推导过程则由学生自己完成并展评,充分挖掘学生的潜能。
在电路连接及数据采集中大部分同学表现积极,能按电路图正确选择并连接实验器材,完成采集六组以上数据的实验任务,为处理数据及误差分析提供了依据。但在实验过程中也暴露出不少问题,如:不注意电流表和电压表接线柱的接法;对单刀双掷开关连接不熟悉;电阻箱的示数不能准确读出;也未设计数据记录表格,而是随手记录在演草纸上且未与电路图放在一起,这为时处理数据带来不便,甚至会一无所获。
在收集好数据后,当场利用多媒体技术进行了数据处理,得出U-I图像,大大节约了课堂时间,并对从不同角度带领学生进行了误差分析。
本节课教学是比较成功的:完成了预定目标、时间把握恰当、学生也积极参与,体现了新课程放手让学生做、重在指导的教学理念。
第三篇:《电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律》教学设计
《电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律》
教学设计
一、教学目标
知识与技能
(1)知道电动势的概念,知道电动势等于电源未接入电路(电源开路)时两极间的电压。
(2)知道电源的电动势等于内、外电压之和。
(3)理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能用来解决相关问题。
过程与方法
(1)通过“探究电源是否有内阻”和“研究内、外电压之间的关系”的实验,感悟探究物理规律的科学思路和方法;
(2)通过闭合电路欧姆定律解决一些实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。情感态度与价值观
(1)通过本节的学习活动,鼓励学生勇于探究与日常生活相关的物理问题
(2)通过探究活动,培养学生严谨的科学态度和合作精神
二、教学重点
1、理解电动势的物理意义
2、对闭合电路欧姆定律的理解和应用
3、探究过程,培养学生的科学思想和方法
三、教学难点:
1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和
四、教学方法
启发式教学,探究式教学法,实验教学法
五、教学用具
电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、化学电池、导线若干、多媒体、实物投影、学案
六、教学过程:
【演示实验】【提出问题】
两个相同的小灯泡分别接在两节电池上,亮度不一样,请思考一下:小灯泡亮度微弱的可能原因?请大家根据生活常识和初中所学的知识分析一下。【提问】
根据初中所学的知识,电源两端电压不变,小灯泡亮度微弱,说明电流小了,电压相同,电流小,那说明电阻大,而这里只可能是电源引起的,说明电源可能有电阻。接下来,我们就先来具体研究电源。
一、电源
我们首先来看下,电源是什么呢?
图1
图2
图3
这是初中学习的电路的一部分(图1),小灯泡不会发光,因为没有电源,也就是大家初中经常所说的没有电压(也就是没有电势差),而有电压的东西很多,比如说大家学习的电容器,充满电后两极板间就有电压,将电容器接到小灯泡上,小灯泡是否会发光呢?
电容器接上后,电子会发生定向移动,与正电荷中和,两极板上电荷量要减少,根据电容器知识,电量减少,电压就会减少,而且不止是一个电荷要中和,其他电荷也要中和,所以,即使小灯泡连上去,小灯泡也不会亮(最多亮一下),那电容器能成为电源吗?【提问】
电容器因为不能持续提供电流而不能当作电源,怎样才能将这个装置转化成电源呢?
若有一个装置,可以讲中和掉的正负电荷不断分开,以增加两极板上的电荷量,从而保持电压不变,这个装置就能当作一个电源。为什么自然状况下不行呢?我们来看,两极板间电场方向向右,而负电荷受到的电场力方向向左(图4),自然状态下,电荷不会向右运动,就像我们生活中一样,俗话说“人往高处走,水往低处流”,要想把水从低处抽往高处,经常用到抽水机(图5),在将水从低处抽往高处的过程中,需要消耗电能,克服水的重力做功,转化成水的重力势能,那对比一下,在电子从征集移向负极的过程中,电子的什么能增加了呢?(电势能)增加的电势能是哪里来的呢?如果是化学电池,就是化学能转化为电势能,如果是核电站,就是原子能转化为电势能,所以从能量转化的角度,电源就是一个将其他形式的能转化为电势能的装置。
1、电源
定义:将其他形式的能转化为电势能的装置。
生活中有很多电源,比如说,卫星上经常用太阳能电池,钟表上,经常用图4
图5
5号干电池,电瓶车上常用的铅酸蓄电池,我们选择这些电池是根据我们的能量需要的,也就是说,不同的电源将其它形式的能转化为电势能的本领是不一样的,为了描述这个本领,在物理中,用电动势来表示该本领。
2、电动势
图6(1)用来表示电源将其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量。电动势越大,表明电源把其他形式的能转化为电势能的本领越大。(2)大小:等于电源未接入电路(电源处于开路)时两极间的电势差,用字母E表示。
(3)注意:电源上标的电压指的是电源的电动势,一般是不会变化的!
知道了电源的基本知识,接下来,我们来看,电源真的有电阻吗?我们看这个实验,将滑动变阻器并联在的电源上,在变阻器两端并联电压表,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,根据我们初中的知识,滑动变阻器两端的电压等于电源电压,改变滑片的位置,电压表示数不变,是否真的是这样呢?老师这里准备了一套实验器材,线路我已经连接了一部分,我们请一个同学来连接剩下的线路,并进行操作。【学生进行实验】
从实验中,我们可以看出,当滑动变阻器阻值减小的时候,变阻器
两端电压减小,而减少的这部分电压,只可能是电源拿走了,因此,电 源有电阻。
3、电源的内阻
电流通过电源内部,电源内部也是一段电路,也有电阻,它被称为
电源的内电阻,简称内阻。常用r表示。
图7 用导线把电源、用电器连成一个电路,称为闭合回路,我们把电源外部的用电器和导线构成外电路。把电源内部称为内电路,既然电源有内阻,电流流过电源内部时,内阻上就有电压,我们称为内电压,外电路上的电压称为外电压,也叫做路端电压,路端电压很好测量,那内电压呢?
我们这里的两种都不能够进行内电压的测量,老师这里给大家介绍一种可以测量内电压的装置——化学电池,首先我们看下实验的原理图(图10),它的正极是锌板,负极是铅板,里边是稀硫酸,它的内部是开放的,用两个探针分别靠近电源的正负极,连接电压表就可以得到内电压,探针要离极板足够近,注意的是,电流在电源外部由正极流向负极,在电源内部由负极流向正极。通过滑动变阻器改变外电压,这是实验仪器。图8
图9
图10
图11
图12
这个实验较为复杂,老师事先连接好了,下面我将进行实验,请一个同学来读数,另一个同学来记录一下,下边的同学请在学案上记录内外电压的读数。【实验操作】
请大家观察所记录的数字,看下内外电压有什么关系呢?【提问】
从大家记录的数据可以看出,当外电压减小的时候,内电压增大,且
内、外电压之和为定值,那大家猜测一下,这个定值等于什么呢?(学生很可能回答电动势)【进行测量】大量的实验和理论证明,内外电压之和等于电动势,即Ur+U路=E。
现在我们知道了电流流过闭合回路时,内、外电压的关系,那么,闭合回路中的电流如何计算呢?我们先看一个大家熟悉的电路(图12),大家先看下这个电路的电流如何计算。I=U/R,我们计算时用到的原理是欧姆定律,我们来回顾下欧姆定律的内容。【提问】那今天我们知道,电源有内阻,我们又该如何计算呢?I=E/(R+r)。这个式子
图12
图13
就是我们要学习是下一个内容—闭合电路欧姆定律的表达式,请大家对比欧姆定律,尝试着用文字描述一下呢【学生表述】
二、闭合电路欧姆定律
1、内容:在外电路为纯电阻的闭合回路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比
2、表达式:IE Rr3、适用条件:外电路是纯电阻电路
接下来我们来看下闭合电路欧姆定律如何应用,首先,请大家尝试着用解释我们课前的实验,电池用旧了,内阻会变得很大
我们再看另一个教材上的实验,请大家尝试理论分析一下,一次闭合开关,小灯泡亮度会如何变化【提问】【进行实验,验证猜想】
图14 接下来,我们来练习一下公式的运用
例题:如图所示电路,电源电动势为1.5V,内阻为0.12Ω,外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压。
练习:在如图所示的电路中,R1=14Ω,R2=9Ω,当开关S切换到位置1时,电流表的示数为I1=0.2A;当开关S切换到位置2时,电流表的示数为I2=0.3A,求电源电动势E和内电阻r。
【本课小结】
【课后探究】若给你一个电压表、一个电阻箱、导线若干、开关,如何测量一节干电池的电动势和内阻?
七、板书设计:
§2.4电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
一、电源
1、电源
2、电动势
(1)定义(2)大小(3)注意:
3、电源的内阻
二、闭合电路欧姆定律
1、内容:
2、表达式
3、适用条件
第四篇:《电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律》同步练习1
《电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律》同步练习1
《电源的电动势和内阻
闭合电路
欧姆定律》同步练习
知识点一
电源及电动势
1.下列关于电源的说法中,正确的是
().
A
电源向外提供的电能越多,表示电动势越大
B
电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功
C.电源的电动势与外电路无关
D
.在电源内从负极到正极电势的升高等于
E
解析
电源向外提供的电能除与电动势有关外,还与输出的电流、通电的时
间有关.所以电源向外提供的电能多,并不意味着电源的电动势一定大,例如,一个电动势较小的电源,如果长时间向外供电,照样可以提供较多的电能;
一个
电动势较大的电源,如果没有工作,即没对外供电,则它根本不向外提供电能.故
选项A的说法错误、选项
D
也错误,故选
B、C
两项.答案
BC
2.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,移动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把单位正电荷从负极向正极移送
做功越多
D
.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷
量越多
解析
电源是将其他能量转化为电能的装置,在电源内部把正电荷从负极移
到正极,非静电力做正功,电能增加,因此选项
A
正确.电源电动势是反映电源
内部其他形式能转化为电能的能力强弱的物理量,电动势在数值上等于非静电力
把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功,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,被移送的电荷量越多,所以选项
C
正确.答案
AC
知识点二
闭合电路欧姆定律的应用
3.某电池当外电路断开时,路端电压为
V,接上
Q的负载电阻后其路端
电压降为
2.4
V,则可以判定该电池的电动势
E
和内电阻
r
分别为
()
A
.E
=
2.4
V,r
=
Q
C
.E
=
2.4
V,r
=
Q
D
.E
=
V,r
=
Q
解析
外电路断开时,U
二
E
=
V
U_
E
接上
Q的电阻后,1=
R
=
0.3
A,R、=
I
=
Q
所以
r
=
R
总
一
R
=
Q.答案
B
图
2-4-
4.如图
所示电动势为
V的电源跟一个阻值
R=
Q的电阻接成闭
合电路,测得电源两端电压为
1.8
V,求电源的内电阻.解析通过电阻
R的电流为
E
U
1.8
由闭合电路欧姆定律
E=
U
+
Ir,得电源内电阻
r
=
I
=
0.2
Q=
Q.答案
Q
5.电动势为
E=
V的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路.如果
将一电阻与电压表并联,则电压表的读数减小为原来的3,电流表的读数增大为
原来的3
倍.求电压表原来的读数.解析
设电源和电流表内阻之和为
r,电压表原来的读数为
U,电流表原来的读数为
I,一电压表和一电流表串联时,由闭合电路欧姆定律得:
E=
U
+
Ir;
当一电阻与电压表并联时,由闭合电路欧姆定律得:
E=
U
+
3Ir,两式联立得
E
=
U,所以
U
=
E
=
x
V
=
V.答案
V
知识点三闭合电路的动态分析
6.如图
2-412
所示的电路中,R
i
和
R
是定值电阻,在滑动变阻器
R的滑动
片
P
从下端
a
逐渐滑到上端
b的过程中,电阻
R
i
上消耗的电功率
()
.1
----
------
T
討
M
u
图
A
一定是逐渐减小
B
有可能逐渐减小
C.有可能先变小后变大
D
一定是先变小后变大
解析
R
i
为定值电阻,由
P
i
=
I
R
i
可知
R
i
消耗功率由干路电流
I
决定,而干路
电流的变化则由
R、R
部分电路总电阻变化引起,设该部分的总电阻为
R
P,则
(R
aP
+
R
2)R
pb
R
P
=
R
aP
+
R
+
R
Pb
由极限定理可得:R
aP
+
R
+
R
pb
=
R+
R
=定值
当(R
ap
+
R
2)
=
R
Pb
时,(R
ap
+
R
2)
R
pb
=最大值
此时
R
P
最大.讨论:若
RR
2,则
P
在向上移动过程中,R
p
定减小.E
由闭合电路欧姆定律
I
=
r
+
R
+
R
P
定增大,R
i
消耗的功率变大.若
RR
2,则
P
在向上移动过程中,R
p
先变大,当取得最大值后,R
P
再减小,这样回路中电流先变小,再变大,R
i
消耗的功率也先变小,再变大.答案
C
7.如图
i3
所示,经过精确校准的电压表
V
i
和
V
2,分别用来测量某线
路中电阻
R
两端
a、b
间的电压时,读数依次为
i2.7
V
和
i2.3
V,贝
U
().图
i3
A
.a、b
间的实际电压略大于
i2.7
V
B
.a、b
间的实际电压略小于
i2.3
V
C.电压表
V
i的内阻大于
V
2的内阻
D
电压表
V
i的内阻小于
V
2的内阻
解析
并联电压表使电路总电阻减小,电流增大,故
a、b
两端电压比实际电
压要小,且电压表内阻越大,测量值越大,越接近实际电压.答案
AC
图
2-4-
8如图
所示的电路中,滑动变阻器的滑片
P
从
a
滑向
b的过程中,三只理想电压表的示数变化绝对值分别为
A
U
i
A
U
2、A
U
3,下列各值可能出现的是
()
A
.A
U
i
=
V、A
U
=
V、A
U
=
V
B
.A
U
i
=
V、A
U
=
V、A
U
=
V
C.A
U
=
0.5
V、A
U
V、A
U
=
1.5
V
D
.A
U
0.2
V、A
U
V、A
U
0.8
V
解析
由电路连接关系可知,A
U
A
U
+A
U
.这是由于
R
ab
变小,电压表
V
示数减小,而电压表
V
示数变大,V
示数应为
V
1、V
两值之差,V
2、V
两表中
V
变化大,故
B、D
项正确.答案
BD
I
综合提升
II
\
n/
I
图
2-4-
9.在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量,如图
2-4-
所示为电子秤的原理图,托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动
端与弹簧上端连接,当托盘中没有放物体时,电压表示数为零.设变阻器的总电
阻为
R,总长度为
l,电源电动势为
E,内阻为
r,限流电阻的阻值为
R
o,弹簧劲度
系数为
k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想表,当托盘上放上某物体时,电压表的示数为
U,求此时称量物体的质量.解析
设托盘上放上质量为
m的物体时,弹簧的压缩量为
x,由题设知
mg=
k
mg
x,得
x=
T①
E
由全电路欧姆定律知
I
=
R
+
R
o
+
r②
Rx
U
=
IRZ
=
IT
③
kl
(R
o
+
R+
r)
联立①②③求解得
m=
RgE
U.kl
(R
o
+
R+
r)
答案
RgE
U
图
2-4-
10.如图
2-4-
所示,电源电动势
E
=
V,内电阻
r
=
0.5
Q,电阻
R
i
=
5.0
Q、R
=
3.5
Q、R
=
6.0
Q、R
=
3.0
Q,电容
C=
2.0
卩
F
当电键
K
由与
a
接触到
与
b
接触通过
R
s的电量是多少?
解析
K
接
a
时,E
U
c
=
U
i
=
R
i
+
R
+「
「R
i
=
V
此时电容器带电量
Q
c
=
CU
i
=
x
C
K
接
b
时,E
U
c
“
=
U
=
R
+
R
+
r
R
=
3.5
V
此时电容器带电量
Q
c
“
=
CU
L
0.7
x
C
流过
R
3的电量为
=
Q
C
+
Q
C
“
=
1.7
x
C
11.答案
1.7
x
C
厂
ft
图
2-4-17
用
台
E
=
240
V,r=
Q的小发电机给一幢楼房供电,输电线干路电阻
r
导
二
Q,楼房内部导线电阻不计,今在干路上串联滑动变阻器用以调节送到宿舍的电压,从而保证电灯始终正常发光,如图
2-4-17
所示,若所装灯泡为“
220
V
W',贝
U
:
⑴最多可以装多少盏电灯?
(2)为了保证不论开多少盏电灯,变阻器都能调节灯泡正常发光,变阻器
R的总阻值至少应多大?
解析
本题考查闭合电路的欧姆定律.(1)根据闭合电路的欧姆定律,电源
P
电动势等于内、外电路电压之和:E=
U
+
I(r
导
+
r)=
U
+
nu(r
导
+
r),240=
220+
220
(1
+
1)n,n=
22(盏).(2)为了保证不论开多少盏电灯,电灯都能正常发光,只要干路上串联一只
滑动变阻器就能保证电灯正常发光,此时滑动变阻器的阻值就是此题的解:
当装
P
盏电灯时电阻
R
最大
E=
U
+
U(r
导
+
r
+
R),所以
R=
Q.答案见解析
第五篇:2.1.2电源和电流、电动势教学设计
《电源和电流、电动势》教学设计
学校: 泸源中学 学科: 物理 主备人: 王江才 备课组长: 郑仕潮
一、内容及其解析
1.内容
本单元教学内容如下:
二、目标及其解析
1.目标
①了解电流的形成过程。
②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。
③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。
2.解析
学生在学习了第一章的电荷、库伦定理、电场以及电容等相关知识后,对电荷的产、电场的形成及其变化已经有了较深刻的认识,此刻不失时机的引导学生电流,是符合学生心里特点和认知规律的。本节首先向学生呈述了电流的形成过程,向同学们介绍了伏打和伽伐尼对发现电流所作的贡献,然后引导学生分析电流是怎样形成的,以及如何判断电流的方向。并引出了电源和电动势的定义,和单位。最后想同学介绍了日常生活中的电流和电源装置。教师引导学生分析思考,这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。
三、教学过程设
第一课时 电源和电流
课堂引入:学生看课本41页,思考电流的形成,什么是电源,恒定电流的计算
教师归纳总结
一、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置
2.作用: ①保持导体两端的电势差(电压)②使电路有持续的电流.二、恒定电场
1.定义:由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。2.特点:导体内电场线与导体平行;电场强度不随时间变化 3.恒定电场与静电场性质相同
三、恒定电流
1、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。
2、电流:物理上把通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。表示电流强弱程度的物理量。
3、单位:安培(简称安),符号:A
4、公式:
5、说明 Iqt(1)电流方向的规定:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。(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,此时: Iq1q2t(4)电流强度虽然有大小和方向,但不是矢量,而是一个标量。
目标检测:
关于电流,以下说法正确的是()A.通过横截面的电荷量的多少就是电流的大小 B.负电荷定向移动的方向规定为电流的方向
C.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流 D.导体两端没有电压就不能形成电流
E.根据I=Q/t可知I与Q成正比 F.电流有方向,电流是矢量
G.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
H.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
四、电流的微观意义 1.引入:
一个粗细均匀的,长为L的导体,两端加一定电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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,每个自由电荷所带电量为q,求此导体中的电流是多少?
2.电流的微观意义的应用
例:有一个横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A。已知铜的密度为ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol,阿佛加德罗常数为NA= 6.02×1023mol-1,电子的电量为e。在这个问题中可以认为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v?
3、三种微观速度的区别
讨论:如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率,和我们的生活经验是否相符?怎样解释?
(1)电流传导速率等于光速,电路一接通,导体中的电子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流。(对整体而言)
(2)电子定向移动速率,其大小与电流有关,一般数量级10-5m/s。(对每个电子而言)
(3)电子的热运动速率,任何微观粒子都做无规则的运动,其速率与温度有关,通常情况为105m/s。
五、典型例题讨论
如图示,电解液接入电路后,在tS内有n1个一价正离子通过溶液内截面S,有n2个二价负离子通过溶液内截面S,设e为元电荷,则以下关于通过该截面电流的说法正确的是()
课堂小结
目标检测
1.一条导线中的电流为1.6A,在1s内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个?
2.原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上饶核运动,电子的电荷量为e,等效电流有多大?
3.(天津高考)在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速度时,一小段长为△l的电子束的电子个数是()
A.IleSm2eUB.Ilem2eUC.1meS2eUB.ISlem2eU第二课时 电动势
课堂引入1:
如图所示,在外电路,电流由电源正极流向负极,即从高电势流到低电势,电流在电源内部只能从负极流向正极,即从低电势流到高电势.根据电场知识可知,静电力不可能使电流从低电势流向高电势,反而起阻碍作用.(1)是什么力把正电荷从电源的负极搬运到电源的正极?(2)电源中的能量是如何转化的?
电源:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置 课堂引入2:
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.
如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极,电荷的电势能增加了多少?非静电力做了多少功?如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?
电动势在数值上等于非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 总结
二、电动势
1.定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功w跟被移送的电荷量q的比值
2.定义式:E=W/q,(E的大小与W和q无关,由电源自身的性质决定的)3.单位:伏特(V), 1V=1J/C 4.标量,电动势只有大小,没有方向
5.物理意义:描述电源把其他形式的能量转化为电势能的本领 目标检测
1.关于电动势E的说法中正确的是()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
B.电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关 C.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D.电动势E的单位与电势差的单位相同,故两者在本质上相同
2.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,电势能增加 B.对于给定的电源,移动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把正电荷从负极向正极移动时,单位电荷量做功越多
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到正极时,移送的电荷量越多 例1 由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组,对一电阻供电.电路中的电流为2 A,在10 s内电源做功为180 J,则电池组的电动势为多少?从计算结果中你能得到什么启示?
例2 如图所示是两个电池外壳的说明文字.图中所述进口电池的电动势是________ V;国产电池最多可放出________ mA•h的电荷量,若电池平均工作电流为0.03 A,则最多可使用_____h.图中还提供了哪些信息:_____________________.目标检测
1.(对电动势概念的理解)关于电压和电动势,下列说法正确的是()A.电动势就是电源两极间的电压
B.电压和电动势单位都是伏特,所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法 C.电压U=W/q和电动势E=W/q中的W是一样的,都是静电力所做的功 D.电压和电动势有本质的区别,反映的能量转化方向不同 2.(对电源的理解)关于电源,下列说法正确的是()A.当电池用旧之后,电源电动势减小,内阻增大 B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变 C.当电池用旧之后,电源电动势基本不变,内阻增大 D.以上说法都不对
3.(非静电力及其做功的特点)以下说法中正确的是()A.电源内部和外电路,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流 B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少 C.在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D.静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加 4.(电池容量的理解)电池容量就是电池放电时输出的总电荷量,某蓄电池标有“15 A•h”的字样,则表示()A.该电池在工作1 h 后达到的电流为15 A B.该电池在工作15 h 后达到的电流为15 A C.电池以1.5 A 的电流工作,可用10 h D.电池以15 A 的电流工作,可用15 h