高中 电源和电流、电动势综述

学大教育学科教师辅导教案

组长审核：

学员编号 辅导科目 物理 课时数 2课时 学员姓名

年 级

高三

学科老师

授课主题

教学目的

1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流

3． 理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。 4．从能量转化的角度理解电动势的物理意义

教学重点 重点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

难点：电动势的概念以及对电源内部非静电力做功的理解 授课日期及时段

2015年12月16日 15:00--17:00(第一次课)

教学内容

为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？

知识点一：电源和电流

一、电源

1.分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？

最终AB两个导体球会达到_________状态，R中的电流是_______的。

2.如何使电路中有持续电流？

类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，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。

问题：怎拦才能使水管中有源源不断的水流呢?

可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）

3.恒定电场

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使

导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

总结：恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

说明：

（1）由于在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。

（2）在静电场中所讲的电势、电势差、及其与电场强度的关系等等，在恒定电场中同样适用。

二、电流

（1）电流的形成：________________________________

（2）形成电流的必要条件：①要有能自由移动的电荷------自由电荷

②导体两端必须有电压

（3）电流的方向：________________________________

在外电路中，电流由_____电势流向_____电势；在内电路中，电流由___电势流向___电势。（4）电流的强弱的描述

①定义：通过导体横截面的______跟通过这些_____所用的_______的比值。

它是描述电流的______的物理量，用______来表示。

②定义式： I=q/t

③电流的微观表示：

取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？

归纳：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。从微观上看，电流决定于导体中的自由电荷密度、电量定向移动速度、导体的横截面积有关。

说明：

6.氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运

动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？

知识点二：电动势

一、（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。（2）定义式：E=W/q

（3）单位：伏（V）

（4）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。二、电荷定向移动的原因

1．静电力

化学作用（干电池）

2．非静电力光作用（光电池）

电磁作用（发电机）

三、电动势（E）

1．表征了电源把其他能转化为电能的本领。

2．大小：等于电源开路时两极间的电压。（E=U

内+U

外

）

3．单位：伏特（V）

内电压——内电阻——内电路四、闭合电路

外电压——外电阻——外电路【注意】：