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 電荷定向移動時 在單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電荷量稱為電流 3 物理學(xué)中把方向不隨時間改變的電流叫直流電 方向和強(qiáng)弱都不隨時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 兩端就形成電勢差 導(dǎo)體中就有了電場 所以導(dǎo)體中的自由電荷在這個電場力的作用下發(fā)生定向移動 從而形成電流 當(dāng)在導(dǎo)體兩端施加持續(xù)的電壓時 就會形成持續(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 常溫下電子熱運(yùn)動的平均速率數(shù)量級為m s 3 電子定向移動速率 自由電子在電場的作用下做整體的定向移動 其移動速度相當(dāng)慢 數(shù)量級大約是m s 電場 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速率B 在金屬導(dǎo)體內(nèi)部 當(dāng)電子做定向移動時 電子的熱運(yùn)動將消失C 電子的漂移速度與電子熱運(yùn)動的速率本質(zhì)是一樣的D 電子漂移速度是自由電子在導(dǎo)體中從低電勢到高電勢定向移動的平均速度 解析 電流的傳導(dǎo)速度是電場的傳播速度 等于光速 故A錯誤 在電子定向移動形成電流時 熱運(yùn)動并未消失 電子是在做無規(guī)則的熱運(yùn)動的基礎(chǔ)上又疊加了一個定向移動 故B錯誤 電子漂移速度是電子在電場力的作用下整體向高電勢的方向運(yùn)動的速度 不同于電流的速度 也不是電子的熱運(yùn)動的速度 故C錯誤 D正確 答案 D 自學(xué)教材 1 電流的方向 1 規(guī)定 定向移動的方向 金屬內(nèi)部的電流方向跟負(fù)電荷定向移動的方向 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 電荷定向移動時 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 不隨時間改變的電流 恒定電流 和強(qiáng)弱都不隨時間而改變的電流 安培 mA A 103 106 方向 方向 重點詮釋 3 當(dāng)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時 溶液中的正 負(fù)離子沿相反方向定向移動 不能理解為正 負(fù)電荷定向移動相抵消 用q It計算時 q為通過某一截面的正 負(fù)電荷量絕對值的和 2 對電流的微觀認(rèn)識 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個二價正離子和2 1019個一價負(fù)離子同時向相反方向通過某截面 那么通過這個截面的電流是 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)動就形成電流B 電流是一個矢量 其方向就是正電荷定向運(yùn)動的方向C 在國際單位制中 電流是一個基本物理量 其單位安培是基本單位D 對于導(dǎo)體 當(dāng)其兩端電勢差為零時 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 若沒有定向運(yùn)動 在一段時間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 電流是一個標(biāo)量 因為其運(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)動的方向為電流的方向 以區(qū)別于負(fù)電荷的定向運(yùn)動 故B錯 在國際單位制中共有七個基本量 電流是 其中之一 故C正確 對于導(dǎo)體 其兩端電勢差為零時 導(dǎo)體內(nèi)無電場 電荷不能定向運(yùn)動 故電流為零 D錯誤 故選C 答案 C 1 導(dǎo)體內(nèi)電荷的無規(guī)則運(yùn)動與電荷的定向移動不是一回事 導(dǎo)體兩端存在電勢差時 導(dǎo)體內(nèi)的電荷才會定向移動 但電荷的無規(guī)則運(yùn)動是不需要條件的 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)動速率越大 電流越大C 單位時間內(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 因為電流有方向 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 電流會怎樣 2 若 不變 Q變?yōu)樵瓉淼?倍且?guī)ж?fù)電 圓環(huán)沿順時針轉(zhuǎn)動 電流會怎樣 思路點撥 電子數(shù)等于總電荷量除以每個電子的電荷量 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)每個電荷的電荷量為e 則在 t時間內(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