第6讲 电源、电流和电动势 导学案 -2023-2024学年高二上学期物理查漏补缺

高二物理 第6讲 电源 电流和电动势 知识点一、在电路中形成电流的条件 1．电流的形成 　　电荷定向移动形成电流。 电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．(如图) 2．形成电流的条件 　　（1）从整个电路看，有电源的闭合电路中存在持续的电流； 　　（2）从一段导体来看，导体两端必须有电压才有可能有电流； 　　（3）从微观上看，导体中有自由移动的电荷以及有电场作用在这些电荷上是形成电流的必需具备的条件。 知识点二、电流的定义 1．电流的意义 　　电路中的电流有强弱之分和流向的不同，为了表达电流的强弱人们定义了电流强度，简称为电流，为了便于表达电流的流向人们规定了电流的方向。 2．电流的定义 　　通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值，叫做电流。用表示。 　　定义式：． 　　要点诠释：①公式中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，，两种电荷反向通过某一横截面时， 　　　，不能相互抵消。 　　③横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关。 3．方向 　　规定正电荷定向移动的方向为电流方向。 　　要点诠释：①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。（如图） 　　②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。 　　③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电流既有大小又有方向；但它不是矢量，而是标量。 4．单位 　　在国际单位制中它的单位是安培，简称安（）。它是国际单位制中七个基本单位之一，常用的单位还有毫安、微安； 　　． 　　注意：电流的单位是规定的，而电量的单位是导出的，即． 5．直流：方向不随时间变化的电流． 　 恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流． 知识点三、电流形成的原因及恒定电流 1．恒定电场的产生 　　恒定电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。 2．恒定电场的作用 　　恒定电场的作用是使构成电路的导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成电流。 3．恒定电流 　　自由电荷受到的电场力、它运动过程中与其它微观粒子碰撞所受到的阻力，这两个力共同的作用效果使自由电荷做匀速运动，形成恒定电流。 　　要点诠释：①如果电源发生变化，恒定电场就会发生变化，电流的大小和方向都可能发生变化，此时电路中的电流不再是恒定电流（以后将要学习的脉动电流或交流电就属此种情况）。 　　②电荷定向移动的速度和我们通常所说的电流的速度不是一回事！电荷定向移动的速度很小，在的铜导线中的电流，自由电子定向移动的速度才是。而电流的速度是电场的传播速度,接近光速． 4．三种速率的区别 （1）电流的传导速率等于光速． （2）电子的定向移动速率，其大小与电流强度有关． （3）电子无规则的热运动速率，与温度有关. 知识点四、电源及电动势 　　1．电源 　　（1）定义：电源是把其它形式能转化为电能的装置。 　　例如：干电池和蓄电池是把化学能转化为电能，水轮发电机是把机械能转化为电能。 　　（2）作用：电源有正、负两个极，两极间有一定的电压，将一段导体（或一段电路）接到电源两极间，导体（或一段电路）两端就有了一定的电压，可见电源能在导体（或电路）两端保持一定的电压。 　　注意：不同的电源，两极间的电压不同，这是由电源本身性质不同。 2．非静电力 　　（1）定义：电流在电源内部是从低电势流向高电势的，这不是静电力的作用，而是在电源内部存在着从低电势指向高电势的某种力，它驱使正电荷逆着静电力从低电势流向高电势，这种力称为非静电力。 　　（2）种类：干电池、钮扣电池、蓄电池等的非静电力是一种化学作用；发电机的非静电力是磁场对运动导体的作用；光电池的非静电力来源于光电效应。 　　注意：非静电力做功将其它形式的能转化为电能。 3．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跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势，用表示。 　　（2）公式：。 　　（3）单位：伏特（），简称伏。 　　（4）物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能本领的大小，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。 　　（5）方向：电动势E是标量，但是有方向。为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极。 　　（6）电动势的测量：． 要点诠释：①电源电动势是电源的属性，与移动的电荷量和它所做的功无关； 　　②电源电动势的大小取决于非静电力的性质，与电源的大小无关。例如干电池无论是号、号、号，其电动势都是； 　　③在不同的电源中，非静电力不同，其做功本领也不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负