2019-2020年高中物理 2.1电源和电流素材 新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 2.1电源和电流素材 新人教版选修3-1教学建议恒定电场中“恒定”的意义是相对于静电场而言的,其本质为动态平衡。教科书在这里渗透“动态平衡”的思想,一方面要使学生知道,静电场中的许多规律在恒定电场中也是适用的,为学生应用静电场知识分析电路问题清除了认识上的障碍;另一方面,也为后面的电动势、闭合电路欧姆定律的学习作了铺垫。关于恒定电场,不必要求学生分析导体内电荷分布的具体情况,也不必分析电荷分布达到平衡的过程。把电源的作用与抽水机类比,学生比较容易理解,尽管两者在工作机理上的差异很大,但在教学的初期这样的类比是有益的。同时,这部分教学也为后面电动势概念的建立打下一定的基础。在此基础上,教学中可以根据课本图2.1-1,设置恰当的问题引导学生进一步思考。用导线连接两个分别带正、负电荷的导体,导线中有没有电流通过?为什么?如果有,这个电流能持续下去吗?如何能让导线中保持持续的电流?电源起到了什么作用?通过以上问题的讨论,使学生理解导体中产生电流的条件是导体两端有电势差,即能产生驱使电荷做定向移动的作用力静电力。电源的作用就是移送电荷,保持导线两端的电势差,从而保持电路中有持续的电流。需要向学生说明的是,电荷定向移动的速率和在导线中建立电场的速率是两个不同的概念。金属导体中,自由电子的定向移动不是简单的匀速运动,自由电子在无规则热运动基础上,受到静电力的作用做加速运动。同时,又不断地跟正离子碰撞而使定向运动遭到破坏,然后在静电力作用下再加速,再碰撞。从大量自由电子运动的宏观效果来看,可以认为它们以平均速率v做定向运动。实际上,电流传导速率就是导体两端加上电压后,在导体中建立电场的速率(即电场传播速率),它等于光速。一旦接通电路,导体中以光速建立电场,整个电路里各处的自由电荷几乎同时都受到静电力作用而做定向移动,电路中各处立即就有了电流。参考资料移动电源,也叫“外挂电池”“外置电池”“后备电池”“数码充电伴侣”“充电宝”。“移动电源”这个概念是随着数码产品的普及和快速增长而发展起来的,其定义就是方便易携带的随身电源。针对数码产品功能日益多样化,与我们日常生活的关联也越来越密切,如何提高数码产品的使用时间、方便人们的生活、及时补充电源、发挥其最大功用的重要性就更加刻不容缓。而移动电源,就是针对并解决这一问题的最佳方案,随身携带一个移动电源,就可以随时随地为多种数码产品充电。移动电源的特点:移动性、通用性、便捷性。移动电源的移动性是指产品能在移动状态下(例如旅游、开会、充电器不在身边或不方便充电情况下)发挥其功用,即在任何地点、任何时间不受局限地给数码产品供电或充电,使生活和工作的品质得以提升。移动电源的通用性是指产品能够适合最大范围的数码产品。即移动电源能够为笔记本电脑、手机、MP3、MP4、PDA、游戏机(PSP等)、蓝牙耳机、数码相机、CD播放机、复读机、数码摄像机、便携式DVD等多种数码产品服务。不过对于使用电压较高的相关数码产品,比如手提电脑之类的,则需要配置输出电压较高的移动电源,这个与移动电源本身实际的容量成正比。其实,不仅如此,移动电源可以通过USB电缆线使用在任何符合USBOn-the-Go(USB-OTG)的便携型设备(USB电灯,USB眼睛按摩器,USB电热咖啡壶等等)上,作为移动的最方便的电源供应。移动电源的便捷性是指移动电源体积小,容量大,方便携带。移动电源的工作原理移动电源是一个集储电、升压、充电管理于一体的便携式设备。储电介质一般采用锂电电芯,因为锂电电芯相对体积小、容量大、市场流通广、价格适中,被广泛用于数码产品。锂电的电压在2.74.2 V之间,电压随着电量的下降而下降。而2.74.2 V的电压是不能直接给其他数码产品充电的,因为数码产品的锂电电压也是2.74.2 V,同电位的电压之间是不能充电的。所以移动电源向外输出电能是必须要有升压系统,把2.74.2 V的锂电电压升压到5 V,这样就可以给其他数码产品充电了,如手机、MP4、平板电脑、PSP等。当然,移动电源不是一次性设备,它可以反复使用数百次以上。所以当移动电源电能使用完后,我们必须给移动电源充电。其原理和给手机充电一样。连接到5 V的USB电脑接口或USB充电器上即可给移动电源充电。所以移动电源内部还必须有充电管理系统。充电管理系统能根据锂电的电压,自动调节充电电流。