高三選修物理2018年

1. 7-1 電動勢與電流
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2. 大綱
電流概念與定義
電動勢概念與定義
端電壓概念
端電壓與電動勢的差別

3. 導體
電流的成因
靜電平衡，導體內部電場=0 處處 等電位
電場E=0
-e
正電荷 從高電位移動到低電位
負電荷 從低電位移動到高電位
-e
複習
導體內電荷 無法移動
電荷流動？

4. 電流的成因
導體
V1
低電位
V2
高電位
電場E
電子移動方向
電流 I
形成電子流
在導體的兩端給與電位差 正電荷 從高電位移動到低電位
負電荷 從低電位移動到高電位
基於歷史因素
電流方向定為 正電荷流動方向

5. 觀念補強-導線內部的電場與電位差的關係
導線通電後，內部會形成 均勻電場E Δ𝑉 =
𝑊
𝑞
帶電量 q 的電荷，在導線中 由A行進至B
電場E對電荷q 作功 𝑊＝𝑞𝐸𝐿
導線兩端的電位差
=
𝑞𝐸𝐿
𝑞
= 𝐸𝐿 ⇒ 𝐸 =
𝑉
𝐿𝐸 =
Δ𝑉
𝐿

6. 電流
定義：單位時間內通過某一截面
的電量
𝑰 =
𝚫𝑸
𝚫𝒕
1安培電流：1秒鐘通過1庫侖的電量
單位：安培,A
1秒鐘有 6.251018個 電子 通過

7. 電池的發現
1800年，由於不同意伽伐尼所提出
的電的產生原理，伏打發明了伏打
堆，也就是最初的電池，可以產生
了穩定的電流
•電池為電源的一種
伏打電池堆
https://commons.wikimedia.org/wiki/Fil
e:VoltaBattery.JPG
亞歷山卓·伏打

8. 電池的發現
•電池為電源的一種
伏打電池堆
https://commons.wikimedia.org/wiki/Fil
e:VoltaBattery.JPG
Cu Zn
- H+
Zn+
高電位
SO4
-
低電位
電流
正極 負極
將化學能轉換為電位能，
提供電位差 而驅使帶電
粒子移動的裝置
𝐈 =
𝚫𝑸+ + 𝚫𝑸−
𝚫𝒕
決定於金屬原子對其價
電子的 親和力
𝑰 =
𝚫𝑸
𝚫𝒕

9. 電池與電動勢
從1825年到1826年之間，格奧爾
格·歐姆做了很多有關於電路的實驗
電動勢
electromotive force
符號記為 𝜺
這種作用來源于相應的物理效
應或化學效應，也伴隨著能量
的轉換。
emf
推論電池具有
某種驅動力的
特徵
驅使電流流動
於電路。 並非「力」
格奧爾格·歐姆 提供電動勢的電路元件稱為電動勢源，簡稱電源

10. 電池與電動勢
電荷Q經過一個電動勢源後，獲得能量Ｕ
電源提供的電動勢＝每單位電荷所獲得的
能量
電動勢的「方向」
由電池負極(低電位)指向電池正極(高電位)
𝜺 =
𝑼
𝑸
Cu Zn
- H+
Zn+
高電位
SO4
-
低電位
電流
+ -
單位：焦耳/庫倫伏特 V
正極 負極
𝜺 𝐈 =
𝚫𝑸+ + 𝚫𝑸−
𝚫𝒕r I r I

11. 電動勢,ε
電動勢 electromotive force,emf
From: College Physics, McGraw-Hill
電源元件驅動電荷移動的能力
幫浦概念提供能量(電能)
使電路中的帶電粒子移動

12. 電池聯結方式
順向串聯。總電動勢為各電池電動勢之和
逆向串聯：其中，電壓大的電池 當作電源，消耗化學
能；而電壓小的電池 𝜀2 被 充電 ，獲得化學能。
𝜀 = 𝜀1 + 𝜀2 + 𝜀3
𝜀 = 𝜀1 − 𝜀2

13. 電池聯結方式
同向並聯：總電動勢仍為單一電池的電動
勢 ，但可使用較久的時間

14. 生物中的物理
電鰻的放電能力來自特化的肌肉組
織所構成的放電體
每個放電體約可製造0.15伏特的電
壓，而當數千個放電體一起全力放
電時的電壓便高達600～800伏特
電鰻的頭部是正極，尾部是負極

15. THANK FOR YOUR ATTENTION
參考資料
1. 各出版社課本
2. 圖片來自Google Search ,版權屬各所有權人所有。