福建省漳州市芗城中学高二物理 3.1电流的速度 新人教版选修3.ppt

2 电流的速度 分析 因为当导体接在电源两端时 闭合开关 电路中立刻建立起电场 场中各处的自由电子就同时运动起来了 就是一接上电源 立马就有电流了 所以电流传播的速度其实是电场传播的速度 这接近于光速 而电荷的定向移动速度是很慢的 甚至比微观粒子的分子热运动还要慢的多 一路上电子在电场作用力下前行 还要和前方路上的金属离子以及其他电子碰撞 不过可以想到 自由电荷移动的快慢会影响到电流的大小 2 电流大小的微观表达式 我们可以设想一段导体 其横截面面积为s 长度为l 其中单位体积的自由电荷数为n 每个自由电荷的电量为q 自由电荷的定向移动速度为v 那么 电荷移动形成的电流是多少呢 可算出这段导体内的自由电荷全部定向通过该导体的时间 可推出 三种速率的比较 1 形成电流的条件 1 存在自由电荷 2 导体两端存在电压2 电流的大小 i q t3 电流的方向 规定正电荷运动方向为电流方向4 决定电流大小的微观量 n为电荷体密度s为导体横截面积v为电荷定向移动速率 第二节电阻 一 电阻的定义 初中回忆思考 给你电池 开关 一段导体 一个电压表和电流表 如何测定一段导体或一个电阻的电阻值大小 用什么方法 一 电阻的定义 伏安法 测电阻 r u i 一 电阻的定义 小结 实验表明 对同一导体来说 不论电流怎样变化 比值u i r都相同 为一恒量 伏安特性曲线 对不同的导体来说 比值r的数值是不同的 比值r u i是一个只跟导体本身有关的量 它的大小与外加电压 通过它的电流的大小无关 我们把它称为导体的电阻 一 电阻的定义 定义 电阻表示导体对电流的阻碍作用因此 导体的电阻越大 它对电流的阻碍作用就越大 回顾初中知识 影响电阻大小的因素有哪些 猜测 这些因素怎么影响电阻大小的 如何验证 一 影响导体电阻的因素 猜测 这些因素怎么影响电阻大小的 实验验证 实验方法 控制变量法 实验方案 同种材料 s一定 改变l 测r同种材料 l一定 改变s 测r不同材料 l一定 s一定 测r 调光台灯 连接简单电路 电流表选用 0 0 6a的量程 学生活动1 尝试改变电路中的电流大小 铅笔芯 学生活动1 尝试改变电路中的电流大小 1 接入的导体不变 改变电池的节数 电路电压 现象 接1节干电池电流表的示数与接2节干电池电流表的示数 相同 不同 2 电池节数 电路电压 不变 改变接入电路中的导体现象 接入不同的导体电流表的示数 相同 不同 不同 不同 影响电路中电流大小的因素 归纳小结 一是电路两端的电压 二是连接在电路中的导体 为什么电路两端的电压相同时 接入电路中的导体不同时 电路中的电流不同呢 导体在导电的同时还对电流有着阻碍作用而且不同的导体对电流的阻碍作用不同 1 物理学中用电阻表示导体对电流的阻碍作用导体的电阻越大 它对电流的阻碍作用就越大 2 电阻用字母r表示 电阻的电路符号 3 电阻的单位 欧姆 简称欧 符号为 常用单位 k 千欧 m 兆欧 1m 1000k 1k 1000 学生活动2 探究导体电阻大小的因素 1 学生猜想 导体的电阻可能与导体自身的 等有关 材料 长度 横截面积 2 思考与设计 1 如何比较导体电阻的大小 2 实验方法 控制变量法 在同一电路中通过比较导体中电流的大小来比较导体的电阻 在物理学中 一个物理量往往受到两个或多个因素影响 为了研究这个物理量与其中一个因素的关系 就要固定其他的一些因素 只改变一个因素 依次进行实验研究 这就是物理实验中研究问题时常用的方法 控制变量法 3 实验器材 电源 干电池 开关 导线若干 电流表 4 设计电路图 实验方案 1 探究导体电阻的大小与导体材料的关系 控制的不变量有 长度横截面积 应选择 a b 变化的量是 材料 不同 实验方案 表1 探究导体电阻的大小与导体材料的关系 导体的电阻大小与导体的材料有关 大 小 小 大 实验结论 在导体的长度 横截面积相同时 导体的材料不同 电阻 实验方案 2 探究导体电阻的大小与导体长度的关系 控制的不变量有 应选择 b d 材料横截面积 变化的量是 长度 越大 实验方案 表2 探究导体电阻的大小与导体长度的关系 小 小 大 大 导体的电阻与导体的长度有关 实验结论 在导体的材料 横截面积相同时 导体的长度越长 电阻 实验方案 3 探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系 控制的不变量有 应选择 b c 材料长度 变化的量是 横截面积 越小 实验方案 表3 探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系 大 大 小 小 导体的电阻与导体的横截面积有关 实验结论 在导体的材料 长度相同时 导体的横截面积越大 电阻 分析与归纳 导体的电阻与导体本身的长度 横截面积和材料的种类有关 电阻是导体本身的一种性质 长度l 反比 材料 103 106 欧姆 4 电阻率 1 意义 反映材料性能强弱的物理量 2 单位 符号 3 决定因素 电阻率与材料和有关 4 变化规律 金属材料的电阻率一般随温度的升高而 但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而 导电 m 温度 变大 减小 实验 电阻的大小与温度的关系 导体的电阻与温度有关 有的导体温度升高 电阻变小 有的导体温度升高 电阻变大 重点诠释 1 对电阻率的理解 1 金属材料的电阻率一般随着温度的升高而增大 随温度的降低而减小 在温度的变化范围不大时 电阻率与温度之间近似为线性关系 2 绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高而减小 并且变化也不是线性的 3 有些合金 如锰铜合金 的温度系数很小 其电阻率几乎不随温度的变化而变化 自学教材 1 收音机的音量调节 一些台灯的亮度调节等用到的电位器是通过改变导线来改变接入阻值大小的 2 有些合金 如锰铜合金 电阻几乎不受温度变化的影响 可用来制作 3 有些金属 如铜或铂 温度系数相对大一些 可用来制成 标准电阻 电阻温度计 长度 几个特殊值 1 实验室用的连接导线的电阻很小 常用的1m长的铜导线 阻值小于百分之几欧 通常可以忽略不计 2 电流表的电阻很小 近似情况下可看作等于零 3 电压表的电阻很大 近似情况下看作无限大 4 人体的电阻约为几十千欧至几千千欧 5 手电筒的小灯泡其灯丝电阻为几欧到几十欧 反馈练习 1 0 2m k 2 105 200 2 两条粗细相同 电阻相等的铜导线和镍铬合金线的长度是 a 铜导线长些b 镍铬合金长些c 一样长d 无法确定 a 3 有以下四根导线 甲 长80厘米 直径0 3毫米 镍铬材料乙 长80厘米 直径0 5毫米 镍铬材料丙 长40厘米 直径0 3毫米 镍铬材料丁 长80厘米 直径0 3毫米 锰铜材料 1 要研究导体的电阻与长度的关系