2014-2015学年高中物理鲁科版选修3-1 课件：第三章第1讲 恒定电流.ppt

1、高中物理选修3-1鲁科版第三章 恒定电流第一讲电流目标定位电流知道形成电流的条件，并能进行微观解释.了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速度和电子漂移速度(即电子定向移动速度).理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式qIt分析相关问题123目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学1.自由电荷电压2.导体两端有持续电压一、电流的形成想一想：导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率吗？为什么？答案：不等于，事实上电子定向移动的速率是很慢的，而且跟导体材料有关，只是导体中自由电子的定向移动是产生电流的原因电流的速率可以认为等于光速1.电场3.0108 2.105m/s

2、3.10-5二、电流的速度三、电流的方向1.正定向 2.正负正电流目标定位预习导学课堂讲义对点练习预习导学想一想：金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什么？答案：不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相反四、电流的大小和单位1.单位时间电荷量2.q/t3.安培A 103 106 4.方向方向强弱电流想一想：电流是有大小和方向的物理量，电流是矢量吗？答案：不是电流的计算不满足平行四边形定则.目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义1电流的形成条件一、电流形成条件及三种速率的理解金属导体的自由电荷是电子.电解液中的自由电荷

3、是正、负离子(1)回路中存在自由电荷电流(2)导体两端有电压：电场对电荷有力的作用，例如两个导体间存在电势差，当用一导线连接时，导线中的自由电子会在电场力的作用下运动，形成电流(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件导体两端有了持续电压，导体中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义2电路中三种速率的比较一、电流形成条件及三种速率的理解电流电子热运动的速率电子定向移动的速率电流传导的速率构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s.电子定向移动

4、的速率很小，一般为105 m/s.自由电子在很大的无规则热运动的速率上又叠加上了一个很小的定向移动的速率等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流.目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例 1 在导体中有电流通过时，下列说法正确的是()电子定向移动速率很小电子定向移动速率即是电场传导速率电子定向移动速率是电子热运动速率在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动A B C D解析D电流105 m/s光速c105 m/s借题发挥电荷定向移动的速率很小，当电路闭合后，并不

5、是电荷瞬间从电源运动到用电器，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动形成电流目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义二、电流的表达式电流1电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量是标量2电流定义式：的理解I是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系“电量越大电流越大”，“时间越长电流越小”等这些说法都是错误的3在应用I计算时注意：(1)各个物理量的单位都用国际制单位(2)电量q与时间t要对应(3)要分清形成电流的自由电荷的种类对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q为通过横截面的自由电子的电量.对电解液来讲，是正、负离子同时向相反

6、方向定向移动的，电量q为正、负离子电荷量绝对值之和目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示如果测得2s内分别有1.01018个正离子和1.01018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流多大？解析电学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向I即由A指向BI0.16 A 在电解液中t时间内的电荷量指正、负两种离子电荷量的绝对值之和电流目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示如果测得2s内分别有1.01018个正离子和1.01018个负离子

7、通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流多大？I电流借题发挥电流的定义式Iq/t中，q是时间t内通过某一截面的电荷量，而不是单位截面积内的电荷量目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义1.建立模型：如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.2.理论推导：AD导体中的自由电荷总数：NnlS总电荷量QNqnlSq所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：tl/v根据公式qIt.可得：导体AD中的电流：三、电流强度的微观表达式电流结论：从微观上看，

8、电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关目标定位预习导学课堂讲义对点练习课堂讲义电流例 3 一段粗细均匀的金属导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I，以下说法中正确的有()A自由电子定向移动的速率为v0B自由电子定向移动的速率为vC自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD自由电子定向移动的速率为vvtsv解析由B目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习电流形成条件及三种速率的理解1关于电流，以下说法正确的是()A通过截面的电荷量多少

9、就是电流的大小B电流的方向就是电荷定向移动的方向C在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D导体两端没有电压就不能形成电流D 电流单位时间通过截面的电荷量正电荷定向移动1.自由电荷2.持续的电压目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习电流公式公式IIq/tq/t的理解与应用的理解与应用解析2电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为()A1 500个B9.3751019个C9.3751021个D9.3751020个根据电流的定义式n9.3751021个C目标定位预习导学课堂讲义对点练习对点练习电流3如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()AqvB q/tCqvSDqv/S电流的微观意义电流的微观意义解析1 s内棒通过的长度lvt总电荷量Qqlqvt由IqvA 目标定位预习导学课堂讲义对点练习再见