高中物理 第3章 第1讲 电流课件 鲁科版选修31.ppt

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q it分析相关问题 1 2 3 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 0 1082 105m s3 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a1031064 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 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 10 5m s 光速c 105m s 借题发挥 电荷定向移动的速率很小 当电路闭合后 并不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 0 1018个正离子和1 0 1018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b i 0 16a 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 0 1018个正离子和1 0 1018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 i 电流 借题发挥 电流的定义式i q 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 n nls 总电荷量q nq nlsq 所有这些电荷都通过横截面d所需要的时间 t l v 根据公式q it 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 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v c 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v s 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i q t的理解与应用 解析 2 电路中有一电阻 通过电阻的电流为5a 当通电5分钟时 通过电阻横截面的电子数为 a 1500个b 9 375 1019个c 9 375 1021个d 9 375 1020个 根据电流的定义式 n 9 375 1021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