电动势和电势差电压.pptVIP

單元 2.2 第 4 冊 電路的能量轉換 試試看：同學 A轉動呼拉圈； 同學 B 和 C 輕輕握着呼拉圈； 其他同學用手掌托着呼拉圈。 同學之間的能量轉換是怎樣的？ 電路中的能量轉換 電路： 轉移能量的系統，把能量從電源轉移到負荷（例如由電池組到燈泡） 考慮一個連接着兩個燈泡的電路，當中的能量轉移。 同學 A =「電池組」； 同學 B 和 C =「燈泡」； 其他同學 =「導線」。 電路中： 電子在電池組內從正極移至負極 電池中的化學能 ? 電勢能（電能） ? 燈泡的內能和光能 用貨車類比說明電路中的能量轉移： 貨車類比與電路的對照： 電路內電子的電勢能變化可用「山形圖」來表示 電子從電池組獲得的能量= 電路消耗的總能量 電壓、電動勢和電勢差 兩點之間的電壓是指每單位電荷從一點到達另一點時，電勢能的轉變 單位：伏特 (V) 電動勢 ? 在沒有電流的情況下，電源（即電池組或發電機）兩端的電壓 電勢差 電路中在電源以外任意兩點間的電壓 考慮以下電路。 MP3 播放器以 6 V 的電池組為電源。啟動後，流過它的電流為 0.35 A。播放器運作了 10 分鐘，過程中有多少電勢能轉換成內能和聲能？ 轉換的電勢能 = QV = ItV = 0.35 ? (10 ? 60) ? 6 = 1260 J 量度兩點間的電壓，可以用： 伏特計 （電路符號： ） 與數據記錄器相連的電壓感應器 進度評估 3 進度評估 3 進度評估 3 進度評估 3 串聯電路中， 電池組的電動勢 = 橫跨所有燈泡的電勢差總和 並聯電路中， 電池組的電動勢 = 橫跨每個燈泡的電勢差 與重力勢能的情況相似，電路中任何一點也可定為參考點。 習慣上，接地點（電池組的負極）通常設定為0 V。 兩點間的電勢差不會受參考點的設定影響。 B 點為接地點。 (a) 橫跨 AB、AC 和 BC 的 電勢差分別是多少？ 橫跨 AB 的電勢差 = 4 V 橫跨 AC 的電勢差 = 1 V 橫跨 BC 的電勢差 = 3 V B 點為接地點。 (b) 如果接地點改為 D 點， (a) 部的答案會怎樣受影 響？試解釋原因。 答案不會改變。 原因： 兩點間的電勢差與參考點的設定無關。 電池組可以是單一顆電池，也可以由多顆電池連接組成。 由多顆電池連接組成的電池組可以串聯或並聯連接。 例如：9 V 電池組由六顆 1.5 V 的電池串聯連接 考慮由六顆 1.5 V 的電池串聯連接的電池組。 總電動勢 = 6 ? 1.5 = 9 J 每個單位電荷經過電池組時，會從中獲得 9 J 的能量。 假設以並聯的方式連接六顆 1.5 V 電池 總電動勢 = 1.5 V 電池壽命較長 進度評估 4 1 串聯電路中，橫跨所有負荷的電勢差總和相等於電源的電動勢。 2 並聯電路中，橫跨每個負荷的電勢差都相同，也相等於電源的電動勢。 例 題 4 不同位置之間的電勢差 例 題 4 不同位置之間的電勢差 串聯及並聯的電池 d 串聯連接時，總電動勢是橫跨各電池的電動勢總和。 並聯連接時，總電流是流經各電池的電流總和。 1 寫出方程，以顯示下列電路中伏特計讀數 V1、V2 和 V3 的關係。 (a) V1 = V2 + V3 1 寫出方程，以顯示下列電路中伏特計讀數 V1、V2 和 V3 的關係。 (b) V1 = V2 = V3 2 以下所有電池組都由 1.5 V 的電池所組成。求各電池組中 A 點和 B 點之間的電勢差，以及電池組的總電動勢 ?。 (a) A 點和 B 點之間的電勢差 = 1.5 ? 2 = 3 V ? = 1.5 ? 3 – 1.5 = 3 V 2 以下所有電池組都由 1.5 V 的電池所組成。求各電池組中 A 點和 B 點之間的電勢差，以及電池組的總電動勢 ?。 (b) A 點和 B 點之間的電勢差 = 1.5 + 1.5 = 3 V ? = 1.5 + 1.5 – 1.5 = 1.5 V - 完 - p.* 第 4 冊 單元 2.2 電壓、電動勢和電勢差 * 常識 : 為什麼閃電殺牛比殺雞多？ 當閃電打中一棵樹後， 如果一頭牛面對樹，在其前面和後面的雙腿之間有顯著的潛在電壓差，致命電流可通過牛。 雞隻的兩條腿分格小得多，電壓差也小得多，電流小得不可能會致命。 PRINT - END 電壓、電動勢和電勢差 起 點 模擬程式 2.3 電路中的能量變化 模擬程式 2.2 簡單電路模型 呼拉圈類比 環形線路 所驅動的物質 能量輸出 能量輸入 電 路 同學 A 電池組 同學 B 和 C 燈泡 R 和 S 托着呼拉圈的手 導線 呼拉圈 導線中的電子 超級市場 貨車 麪包 麪包工場 貨車類比 電 路 電池組