高二物理电源和电流.ppt

第二章恒定电流 本章主要内容有电阻的串并联 欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 闭合电路的欧姆定律 电路中的能量守恒定律 多用电表 简单的逻辑电路等 通过本章学习要学会处理以下几类问题 1 电路的简化 对复杂的电路 画出等效电路图 这是一项基本功 也是电路分析和计算的基础 2 动态直流电路的分析 电路中某些元件 如滑动变阻器的阻值 的变化 会引起电流 电压 电阻 电功率等相关物理量的变化 解决这类问题涉及的知识点多 要掌握一定的思维方法 3 非纯电阻电路的分析与计算 4 稳态 动态电阻和电容电路的分析与计算 5 故障电路的分析与判断 此类问题紧密联系实际 对灵活运用知识的能力要求较高 6 非线性电路的分析与求解 本章的核心内容是欧姆定律 重点是电路的分析和计算 难点是电路的设计 高考热点是电路动态分析和实验 完全免费 无需注册 天天更新 第一节电源和电流 学习目标 1 了解形成电流的条件 知道电源的作用和导体中的恒定电场 初步体会动态平衡的思想 2 理解电流的定义 知道电流的单位 方向的规定 理解恒定电流 会用公式q It分析相关问题 3 能从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系 重点难点 导体中电流的形成原因 易错问题 应用I q t求电解液中的电流时 q应为正 负电荷的绝对值之和 一 电流及其产生条件1 电荷的移动形成电流 2 形成电流的条件 1 物体内部必有 2 导体两端存在 3 电流的方向 规定定向运动方向为电流的方向 自由电荷 电势差 正电荷 定向 在电解液和金属导体中都可以形成电流 它们形成电流时有什么不同 思考 提示 金属导体中是自由电子定向移动形成电流 而电解液中是正 负离子定向移动形成电流 二 电源的作用1 维持电源的正 负极间有一定的 2 在闭合电路中 使导线中的自由电子发生 保持的电流 电势差 定向移动 持续 三 恒定电场1 定义 由稳定分布的所产生的稳定的电场 2 形成 当电路达到稳定时 导线中的电场是由 等电路元件所积累的电荷共同形成的 3 特点 任何位置的都不随时间发生变化 在静电场中所学的电势 电势差及其与电场强度的关系等 在恒定电场中同样适用 电荷 电源 导线 场强 四 恒定电流 都不随时间变化的电流称为恒定电流 1 电流的定义 2 公式 3 国际单位 常用单位还有 大小 方向 单位时间内通过某导体横截面的 电荷量 I q t 安培 毫安 微安 一 对电流概念的理解1 电流虽有大小和方向 运算遵循代数法则 但不是矢量 2 q It是求电荷量的重要公式 其变形公式I 求出的是电流在时间t内的平均值 对恒定电流来说 其瞬时值与平均值相等 3 电解液中正 负离子定向移动方向虽然相反 但正 负离子定向移动形成的电流方向是相同的 应用I 时 q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和 4 不能说I q I 因为由I nq Sv 决定式 可知I与q及t无关 计算电流时 首先要分清形成电流的电荷种类 是只有正电荷或负电荷 还是正 负离子同时存在 其次要注意计算电流大小时 只需代入电量的绝对值 另外公式是I q t而不是I q St 二 电流的微观表达式如图2 1 1所示 AD表示粗细均匀的一段导体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 每个自由电荷所带的电荷量为q 图2 1 1 三星学科 教师助手 学生帮手 家长朋友 1 由I nqSv可以看出 导体面积越大的位置电荷定向移动的速率越小 2 公式I nqSv是由I 推导出来的 适合于从微观出发研究电流的大小 其中n为导体单位体积内的自由电荷数 三 三种速率的比较1 电子定向移动的速率 1 物理意义 电流就是由电荷的定向移动形成 电流I neSv 其中v就是电子定向移动的速率 一般为10 5m s的数量级 2 大小 10 5m s 2 电子热运动的速率 1 物理意义 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105m s 2 大小 105m s 3 电流传导的速率 1 物理意义 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 在恒定电场的作用下 电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动 整个电路也几乎同时形成了电流 2 大小 3 1