高中物理学生电源的工作原理与检修选修三

高中物理选修3-1电源和电流知识点高中物理选修3-1电源和电流知识点一、电源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)二、电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。

2. 产生电流的条件(１)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体自由电子电解液正、负离子（２)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流１.恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。

2.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

四、电流(强度）1．电流:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流,即：单位：安培(Ａ) 常用单位:毫安（ｍA)、微安(Ａ)2、电流是标量,但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意：（１)在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同,与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流,电量ｑ表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。

高中物理知识点1.电流强度：Ｉ＝q/t{I:电流强度(Ａ)，ｑ:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间（s）}2.欧姆定律：I=U/R{Ｉ:导体电流强度（Ａ),U:导体两端电压(V)，R：导体阻值（)｝3.电阻、电阻定律：R＝L/S｛：电阻(/m)，L:导体的长度(m),S：导体横截面积(m2)}4．闭合电路欧姆定律：I＝E/（ｒ＋R）或E＝Ir+ＩR也可以是E=U内+U外｛Ｉ:电路中的总电流(Ａ)，Ｅ:电源电动势(V）,R：外电路电阻( ),r:电源内阻（）｝5.电功与电功率：W＝UＩt，P=ＵI｛W:电功(J)，U:电压(V),Ｉ:电流(Ａ)，t:时间(ｓ)，P:电功率(W)｝6.焦耳定律:Q＝I２Rｔ{Q：电热(J)，Ｉ:通过导体的电流（A），Ｒ:导体的电阻值()，t：通电时间（s）}７．纯电阻电路中：由于I＝Ｕ／Ｒ,W=Ｑ，因三此W=Q ＝UIｔ=I2Rt＝U2t/Ｒ８．电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE,P出=IU,=Ｐ出/P总{I:电路总电流(A)，E:电源电动势(Ｖ），Ｕ:路端电压(Ｖ）, ：电源效率｝高中物理学习方法要重视复习和预习。

高中物理选修31电源和电流知识点电源和电流是高中物理选修3-1教材中的知识，下面是店铺给大家带来的高中物理选修31电源和电流知识点，希望对你有帮助。

高中物理电源和电流知识点一、电源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)二、电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。

2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。

2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

四、电流(强度)1. 电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t 的比值叫做电流。

2、电流是标量，但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意：(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。

高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。

有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。

这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。

在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。

)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。

另外，还有更重要的一点就是预习可以培养锻炼我们的自学能力和思考能力(要知道以后进入大学深造或走上工作岗位，这些可是极其重要的)。

1电源和电流一、电源1.产生电流的条件：导体两端存在电压.形成持续电流条件：导体两端存在持续电压.2.电源(1)定义：能把电子从正极搬运到负极的装置.(2)作用：维持电路两端有一定的电势差；使闭合电路中保持持续的电流.3.恒定电场(1)恒定电场：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.这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场.(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化.二、电流表达式I＝qt及电流的方向1.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.2.电流定义式：I＝qt或q＝It，其中：q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量.3.单位：安培，简称安，符号A，常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)，1 A＝103 mA,1 A＝106μA.4.物理意义：反映了电流的强弱程度.5.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向相反.6.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，应用I＝qt时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.7.电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则.三、电流的微观表达式1.电流的微观表达式：I＝nqvS.式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、q为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动速率，S为导体的横截面积.2.三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I＝neSv中的v，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流.(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流.1如图所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n 1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是()A.当n1＝n2时电流强度为零B.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝n1－n2etC.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝n2－n1etD.溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝n1＋n2et2铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.IneS C.ρIneSm D.mIneSρ3一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.qvB.qv C.qvS D.qvS4一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为()A.nvStB.nvtC.Itq D.ItSq5导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m，平均要多少时间？1 电源和电流 1 答案 D解析 正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子反向经过同一截面时，公式I ＝q t 中的q 应是正、负离子电荷量绝对值之和，故I ＝n 1＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，与正、负离子的数量无关，A 、B 、C 错误，D 正确.2 答案 D解析 设电子定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt ·S 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtS ρm ，自由电子数为vtSρn m ，所以电荷量q ＝vtSρne m ，由I ＝q t ＝vSρne m 得v ＝Im neSρ，故A 、B 、C 错，D 对.3 答案 A解析 t s 内棒通过的长度l ＝vt ，总电荷量Q ＝ql ＝qvt . 由I ＝Q t ＝qvt t ＝qv ，故选项A 正确.4 答案 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqSv 代入N ＝It q 可得N ＝nvSt ，故A正确，B 错误.5 答案 (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h解析 (1)N ＝q e ＝It e ＝6.25×1018个.(2)由公式I ＝neSv ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×10－6 m/s≈7.35×10－5 m/s. (3)沿导线移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5s≈3.78 h.。

“感生电源”电路分析电磁感应现象从产生机理上讲，可分为“动生”与“感生”两类情形。

“感生”类型，是磁场随时间变化在其周围空间产生涡旋电场（或称感生电场），涡旋电场驱动所在空间导体内自由电荷定向移动，产生电磁感应现象。

尽管磁场区域有限，但涡旋电场区域无限，以致磁场内外导体都可能成为“感生电源”，产生感生电动势，从而电路变得复杂。

进行电路分析时要在深入理解的基础上，正确使用叠加定理和等效方法。

【例1】如图1所示，在一个半径为R 的圆柱形空间内，有指向纸里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增强，设为k tB=∆∆。

再将一根长为2R 的细导体棒按图示位置放置，细导体棒延伸到磁场外，且使R bc ab ==，求细导体上a 、c 两端的电势差？解析：随时间变化的磁场在其周围空间产生的涡旋电场是非保守力场，不能引入“势”，即没有电势和电势差的概念。

但处在涡旋电场内的导体，因涡旋电场作用，自由电荷重新分布激发静电场。

静电场是保守力场，电势差是对导体上的静电场而言的。

当静电场和涡旋电场达到平衡时，导体两端电势差就等于其感生电动势。

延伸到磁场外的导体，该空间存在涡旋电场，只要涡旋电场沿导线方向的分量不为零，就会产生感生电动势。

在中学，求算感生电动势，可采取“虚拟回路法”运用法拉第电磁感应定律。

如图2，求算ab 段中的电动势，设想回路△Oab ，其中Oa 、Ob 段与涡旋电场垂直，电动势为零，故ab 段中的电动势就等于回路中的总电动势，即k R t B R t Oab ab 2214343=∆∆•=∆∆==∆φεε 求算bc 段中的电动势，设想回路△Obc ，其中，Ob 、Oc 段与涡旋电场垂直，电动势为零，故bc 段中的电动势就等于该回路中的总电动势。

注意到回路△Obc 中磁场只分布在其扇形区域，故得：k R t B R t bc bc 222121121ππφεε=∆∆•=∆∆==∆ 根据楞次定律知，导体中建立的静电场c 段电势高于a 端，故得BabcO ·图1BabcO图2k R U bc ab ac 21243)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+-=πεε点评：延伸到磁场外的导体，该空间也有涡旋电场，只要涡旋电场沿导线方向的分量不为零，也会产生感生电动势。

电源的电动势和内阻一教材分析本节课是高中物理选修3—1的第四章第三节，这节课内容是测量电源的电动势与内阻，电源的特性主要由电动势与内阻来描述，因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，在上一节介绍的测量电源内电压的方法，在许多情况下是不可行的，这一节在它的基础上，从实用的角度向学生提出了新的问题，即怎样简洁的测量电源的电动势与内阻？只有设计合理的实验电路，选择必要的实验器材，科学的处理数据，才能得到满意的结果。

本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以及一种新的处理实验数据的方法——用图象法处理实验数据。

重点是：实验方案的获取与利用图像法处理数据。

难点是如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。

本节教学中主要让学生自己根据已经学过的关于闭合电路欧姆定理等相关知识，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到的动手实验及用图象法处理数据，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。

二教学目标1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

2.过程与方法：学会利用图线处理数据的方法。

3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨某某的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。

三设计思路测量电源的电动势与内阻其实就是对闭合电路欧姆定理的应用，这节课的安排主要是对闭合电路欧姆定理的应用反馈。

因此，本着巩固和深化所学知识，以及能够把所学过的知识应用于实际的思想，本节内容我设计如下：把全班同学分成八个小组，要求每一个小组在课下利用课余时间查阅资料了解测量电阻的各种方案，看是否可以用于本节内容中，能够设计哪些方案来测量电源的电动势与内阻，并且设计好本组将要应用的测量方案。