高中物理课件第3章第1节电流.ppt

第 3 章 第 1 节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 读教材填要点 要点一 要点二 随堂检测 归纳小结 课下作业 综合提升 试身手夯基础 要点三 返回 返回 返回 1知道形成电电流及持续电续电 流的条件， 并 能做出微观观解释释。 2了解电电流速度、自由电电子热热运动动平 均 速率和电电子定向移动动速度。 返回 返回 返回 读读教材填要点 一、电电流及其产产生条件 1定义义 电电流是由自由电电荷的 移动动形成的。 2形成电电流的条件 (1)回路中存在 ； (2)导导体两端有 。 3持续电续电 流 (1)导导体两端有 是导导体中形成持续电续电 流的条件。 (2)电电源的作用是提供 。 定向 自由电电荷 电压电压 持续电压续电压 持续电压续电压 返回 二、电电流的速度及方向 1电电流的速度 (1)电电流的速度是电场电场 的传传播速度，大小为为v m/s 。 (2)电电流的速度不是电电子的定向移动动速度，自由电电子定向移 动动的速率的数量级约为级约为 m/s。另外，自由电电子热热运动动的 速率是 m/s。 3.0108 105 105 返回 2方向 (1)规规定：电电流的方向规规定为为 电电荷定向移动动的 方向，与负电负电 荷定向移动动的方向相反。 (2)外部流向：在电电源外部电电路中，电电流方向是从 电电源的 极流向 极。 正 正负负 返回 三、电电流的大小和单单位 1定义义 单单位时间时间 内通过导过导 体任一横截面的 称为电为电 流 ，用符号 表示。 2定义义式 I 。 电电荷量 I 返回 3单单位 国际单际单 位制中电电流的单单位是 ，符号 ， 它是七个基本单单位之一。常用单单位还还有 、 ，换换算关系为为1 A mA A。 4直流电电 不随时间时间 改变变的电电流。 恒定电电流：方向和强弱都不随时间时间 而改变变的电电流 。 安培A 毫安微安 103 106 方向 返回 返回 试试身手夯基础础 1关于电电流，下列说说法中正确的是( ) A通过导过导 体横截面的电电荷量越多，电电流越大 B电电子运动动速率越大，电电流越大 C单单位时间时间 内通过导过导 体横截面的电电荷量越多， 导导 体中的电电流就越大 D因为电为电 流有方向，所以电电流是矢量 返回 答案：C 返回 2在金属导导体中有电电流通过时过时 ，下列说说法正确的是( ) A自由电电子定向移动动速率很大 B自由电电子定向移动动速率即是电场传电场传 播速率 C自由电电子定向移动动速率是电电子热热运动动速率 D自由电电子只不过过在速率很大的无规则热规则热 运动动上附 加 一个速率很小的定向移动动 返回 解析：电场传电场传 播速率为为光速3108 m/s；自由电电荷定 向移动动速率其数量级约为级约为 104105 m/s；无规则规则 热热运动动速率其数量级约为级约为 105 m/s，故A、B、C错错 误误。 答案：D 返回 3在电电解液和金属导导体中都可以形成电电流，它们们形成电电 流 时时有什么不同？ 答案：金属导导体中是自由电电子定向移动动形成电电流，而 电电解液中是正、负负离子定向移动动形成电电流。 返回 返回 返回 返回 返回 1.某同学在做一个电电解铜铜的实验时实验时 ，测测得在5 s的时时 间间内，有5 C的正离子和5 C的负负离子通过过了电电解槽中与 电电流方向垂直的一个截面，则该则该 同学在做实验时给电实验时给电 解 液通的电电流是多大？ 审题审题 指导导 解决此题题需把握以下两点： (1)明确定义义中电电荷“量”的意义义； (2)明确时间时间 。 返回 答案 2 A 返回 返回 返回 1建立模型 如图图311所示，AD表示粗细细均匀 的一段导导体长为长为 l，两端加一定的电压电压 ， 导导体中的自由电电荷沿导导体定向移动动的速 率为为v，设导设导 体的横截面积为积为 S，导导体每 单单位体积积内的自由电电荷数为为n，每个自由电电荷的电电荷量 为为q。 图图311 返回 返回 3结论结论 从微观观上看，电电流决定于导导体中单单位体积积内的自 由电电荷数、每个自由电电荷的电电荷量、定向移动动速度的 大小，还还与导导体的横截面积积有关。 名师师点睛 (1)对对于公式InqSv，要理解每个符号所代表的物 理量，不要死记记公式。 (2)若已知单单位长长度的自由电电荷数为为n，则电则电 流的 微观观表达式为为Ivnq。 返回 2.截面积为积为 S的导线导线 中通有电电流I。已知导线导线 每单单位 体积积中有n个自由电电子，每个自由电电子的电电荷量是e，自 由电电子定向移动动的速率是v，则则在时间时间 t内通过导线过导线 横截 面的电电子数是( ) AnSvt Bnvt CIt/S DIt/Se 返回 思路点拨拨 电电子数等于总电总电 荷量除以每个电电子的电电 荷量，所以求出通过过截面的电电荷量，即可求出电电子数。而 电电荷量qIt，单单位体积积内的电电子数已知，只要求出t时时 间间内有多少体积积的电电子通过过截面，即可求出电电子数。 返回 解析 (1)根据电电流的定义义式，可知在t内通过导过导 线线截面的电电荷量qIt。 所以在这这段时间时间 内通过过的自由电电子数为为 Nq/eIt/e。 (2)自由电电子定向移动动的速率是v，因此在时间时间 t内， 位于以截面S为为底、长长lvt的这这段导线导线 内的自由电电子都 能通过过截面。这这段导线导线 的体积积VSlSvt，所以t内通 过过截面S的自由电电子数为为NnVnSvt。 答案 A 返回 返回 三种速率 比较较内容 电电子定向 移动动的速率 物 理 意 义义 电电流就是由电电荷的定向移动动形成，电电 流的微观观表达式IneSv，其中v就是电电 子定向移动动的速率 大小数量级级 10 /s 返回 三种速率 比较较内容 电电子热热运动动的速率电电流传导传导 的速率 物 理 意 义义 导导体内部电电子在不停 地做无规则热规则热 运动动， 由于热热运动动向各个方 向运动动的机会相等， 故不能形成电电流 等于光速，闭闭合开关的 瞬间间，电电路中各处处以光 速建立恒定电场电场 ，电电路 中各处处的自由电电子几乎 同时时受到电场电场 力作用而 做定向移动动，整个电电路 也几乎同时时形成了电电流 大小数量级级/s3 /s 返回 名师师点睛 (1)电电流的形成是电电子在速率很大的无规则热规则热 运动动上 附加一个速率很小的定向移动动，即自由电电子在做无规则规则 热热运动动的同时发时发 生着定向移动动。而前者的速率虽虽大但其 矢量平均仍为为零，对对外表现现就是电电子的定向移动动速度。 (2)由于自由电电子与正离子的频频繁碰撞。自由电电子定 向运动动速率的增加受到了限制，所以电电子定向运动动的平 均速率很小。 返回 3.下列说说法正确的是 ( ) A当导导体两端不加电压时电压时 ，导导体内没有电场电场 ，自 由电电子在做杂杂乱无章的热热运动动，但当两端出现电场时现电场时 ，导导体内部自由电电子的热热运动动就消失了 B导导体两端加上电压电压 后，电场电场 就会以电电磁波的速 度传传播，并很快形成一个非常大的电场电场 ，电电子正是在这这 个电场电场 力的作用下，同时时参与了两个运动动，即电电子的热热 运动动和整体的定向移动动 返回 C导导体两端一旦建立了电场电场 ，自由电电子的定向移动动速 率就会非常接近光速的大小 D导导体内部，当电电子做定向移动时动时 ，电电子的热热运动动消 失 审题审题 指导导 解决此题题需把握以下两点： (1)明确电电子在任意时时刻都做无规则规则 的热热运动动。 (2)明确三种速度的区别别。 返回 解析 无论导论导 体两端有没有电压电压 ，电电子热热运动动都不 会停止，故A、D错误错误 ，B正确；导导体两端建立电场电场 后 ，自由电电子的定向移动动速率并不是电场电场 的传传播速率， 而是远远小于电场电场 的传传播速率，故C错误错误 。 答案 B 返回 返回 返回 1(对应对应 要点一)下列说说法中正确的是 ( ) A导导体中电电荷运动动就形成了电电流 B在国际单际单 位制中，电电流的单单位是A C电电流有方向，它是一个矢量 D任何物体，只要其两端电势电势 差不为为零，就有电电流存 在 返回 解析：自由电电荷定向移动动才形成电电流，电电荷运动动但不是定 向移动则动则 不能形成电电流，故选项选项 A错误错误 。形成电电流的条件 是导导体两端保持有电压电压 ，且必须须是导导体而非任何物体，故 选项选项 D错误错误 。电电流有方向，但它是标标量，故选项选项 C错误错误 。 在国际单际单 位制中，电电流的单单位是A，它是七个基本单单位之一 。故选选B。 答案：B 返回 2(对应对应 要点二)金属导导体中电电流增大，其原因为为 ( ) A导导体中电场电场 的传传播速度增大 B导导体中自由电电子定向移动动的速度增大 C导导体中自由电电子个数增多 D导导体中自由电电子热热运动动速率增大 解析：本题题考查电查电 流的微观观表达式InqSv，应应理解表 达式中各字母的含义义。 答案：B 返回 3(对应对应 要点三)下列说说法正确的是 ( ) A只要物体内有自由电电荷，就会有电电荷的热热运动动，就 会 形成电电流 B电电荷的定向移动动速率远远小于热热运动动速率，所以电电流 大 小主要由热热运动动速率决定 C每当接通电电路时时，电电路中各处处几乎同时时有了电电流， 说说 明电电荷定向移动动速率非常大 D电电荷在外电场电场 的电场电场 力作用下定向移动时动时 ，就形成 了 电电流 返回 解析：电电荷定