高二物理魯科版選修3-1課件：第1部分 第3章 第1節(jié)《電流》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 1 回路中存在自由電荷和導(dǎo)體兩端存在電壓是形成電流的條件 2 電荷定向移動(dòng)時(shí) 在單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電荷量稱為電流 3 物理學(xué)中把方向不隨時(shí)間改變的電流叫直流電 方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間改變的電流叫做恒定電流 自學(xué)教材 1 電流的形成 1 形成電流的條件 回路中存在 導(dǎo)體兩端有 2 導(dǎo)體中形成持續(xù)電流的條件 導(dǎo)體兩端有持續(xù) 3 電流形成的原因 當(dāng)導(dǎo)體兩端加以電壓時(shí) 兩端就形成電勢(shì)差 導(dǎo)體中就有了電場(chǎng) 所以導(dǎo)體中的自由電荷在這個(gè)電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng) 從而形成電流 當(dāng)在導(dǎo)體兩端施加持續(xù)的電壓時(shí) 就會(huì)形成持續(xù)的電流 自由電荷 電壓 電壓 2 電流的速度 1 電流的速度是的傳播速度 它等于光速為3 0 108m s 2 電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率 是構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停的做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) 常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率數(shù)量級(jí)為m s 3 電子定向移動(dòng)速率 自由電子在電場(chǎng)的作用下做整體的定向移動(dòng) 其移動(dòng)速度相當(dāng)慢 數(shù)量級(jí)大約是m s 電場(chǎng) 105 10 5 1 以下說法正確的是 A 電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)部自由電子的定向移動(dòng)速率B 在金屬導(dǎo)體內(nèi)部 當(dāng)電子做定向移動(dòng)時(shí) 電子的熱運(yùn)動(dòng)將消失C 電子的漂移速度與電子熱運(yùn)動(dòng)的速率本質(zhì)是一樣的D 電子漂移速度是自由電子在導(dǎo)體中從低電勢(shì)到高電勢(shì)定向移動(dòng)的平均速度 解析 電流的傳導(dǎo)速度是電場(chǎng)的傳播速度 等于光速 故A錯(cuò)誤 在電子定向移動(dòng)形成電流時(shí) 熱運(yùn)動(dòng)并未消失 電子是在做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上又疊加了一個(gè)定向移動(dòng) 故B錯(cuò)誤 電子漂移速度是電子在電場(chǎng)力的作用下整體向高電勢(shì)的方向運(yùn)動(dòng)的速度 不同于電流的速度 也不是電子的熱運(yùn)動(dòng)的速度 故C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 自學(xué)教材 1 電流的方向 1 規(guī)定 定向移動(dòng)的方向 金屬內(nèi)部的電流方向跟負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向 2 外電路中 電流總是從電源極流向電源極 2 電流的大小和單位 1 定義 電荷定向移動(dòng)時(shí) 在內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電荷量稱為電流 正電荷 相反 正 負(fù) 單位時(shí)間 2 定義式 I 3 單位 常用單位還有和 換算關(guān)系 1A mA A 4 直流電 不隨時(shí)間改變的電流 恒定電流 和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間而改變的電流 安培 mA A 103 106 方向 方向 重點(diǎn)詮釋 3 當(dāng)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí) 溶液中的正 負(fù)離子沿相反方向定向移動(dòng) 不能理解為正 負(fù)電荷定向移動(dòng)相抵消 用q It計(jì)算時(shí) q為通過某一截面的正 負(fù)電荷量絕對(duì)值的和 2 對(duì)電流的微觀認(rèn)識(shí) 電流的微觀表達(dá)式如圖3 1 1所示 AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長(zhǎng)為l 兩端加一定的電壓 導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v 設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S 導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的電荷量為q 圖3 1 1 2 某電解池內(nèi)若在2s內(nèi)各有1 0 1019個(gè)二價(jià)正離子和2 1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子同時(shí)向相反方向通過某截面 那么通過這個(gè)截面的電流是 A 0AB 0 8AC 1 6AD 3 2A 答案 D 例1 關(guān)于電流的概念 下列說法正確的有 A 導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流B 電流是一個(gè)矢量 其方向就是正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向C 在國(guó)際單位制中 電流是一個(gè)基本物理量 其單位安培是基本單位D 對(duì)于導(dǎo)體 當(dāng)其兩端電勢(shì)差為零時(shí) 電流不一定為零 解析 導(dǎo)體中有大量的自由電荷 總在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 若沒有定向運(yùn)動(dòng) 在一段時(shí)間t內(nèi) 通過導(dǎo)體某一截面的電荷是雙向的 其數(shù)值也是相等的 電流為零 故A錯(cuò) 電流是一個(gè)標(biāo)量 因?yàn)槠溥\(yùn)算不符合矢量運(yùn)算法則 為了便于研究電流 人們規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?以區(qū)別于負(fù)電荷的定向運(yùn)動(dòng) 故B錯(cuò) 在國(guó)際單位制中共有七個(gè)基本量 電流是 其中之一 故C正確 對(duì)于導(dǎo)體 其兩端電勢(shì)差為零時(shí) 導(dǎo)體內(nèi)無電場(chǎng) 電荷不能定向運(yùn)動(dòng) 故電流為零 D錯(cuò)誤 故選C 答案 C 1 導(dǎo)體內(nèi)電荷的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)與電荷的定向移動(dòng)不是一回事 導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差時(shí) 導(dǎo)體內(nèi)的電荷才會(huì)定向移動(dòng) 但電荷的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是不需要條件的 2 電流是描述電流強(qiáng)弱的物理量 它有方向 但是個(gè)標(biāo)量 1 關(guān)于電流 下列說法中正確的是 A 通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多 電流越大B 電子運(yùn)動(dòng)速率越大 電流越大C 單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多 導(dǎo)體中的電流就越大D 因?yàn)殡娏饔蟹较?所以電流是矢量 答案 C 不管是否能形成電流 假想能形成電流 然后依據(jù)電流的定義式求電流大小 1 若Q不變 變?yōu)樵瓉淼?倍 電流會(huì)怎樣 2 若 不變 Q變?yōu)樵瓉淼?倍且?guī)ж?fù)電 圓環(huán)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 電流會(huì)怎樣 思路點(diǎn)撥 電子數(shù)等于總電荷量除以每個(gè)電子的電荷量 所以求出通過截面的電荷量 即可求出電子數(shù) 而電荷量q It 單位體積內(nèi)的電子數(shù)已知 只要求出 t時(shí)間內(nèi)有多少體積的電子通過截面 即可求出電子數(shù) 答案 A 根據(jù)解析 2 中的思想方法 可以得出電流的微觀解釋 設(shè)每個(gè)電荷的電荷量為e 則在 t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的總電荷量為q enSv t 所以I neSv 導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) 自由電荷的帶電荷量 導(dǎo)體的橫截面積以及自由電荷的定向移動(dòng)速率有關(guān) 答案 D 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全