2019-2020學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 1 電源和電流課件 新人教版選修3-1.ppt
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1電源和電流 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 一 電源閱讀教材第41頁 電源 部分 理解形成電流的條件和電源的作用 1 有A B兩個(gè)導(dǎo)體 分別帶正 負(fù)電荷 如果在它們之間連接一條導(dǎo)線R 回答下列問題 1 用導(dǎo)線連接后 電荷怎樣移動(dòng) 答案 導(dǎo)線中移動(dòng)是自由電子 故導(dǎo)體B上負(fù)電荷流向?qū)wA 電流的方向是正電荷移動(dòng)的方向 與負(fù)電荷移動(dòng)的方向相反 故電流由A流向B 2 用導(dǎo)線連接后會(huì)有電流 為什么電流只是瞬時(shí)的 答案 由于電荷的定向移動(dòng) 兩導(dǎo)體很快達(dá)到靜電平衡 成為一個(gè)等勢(shì)體 所以導(dǎo)線中的電流只是瞬時(shí)的 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 2 形成持續(xù)電流的條件 一是要有自由移動(dòng)的電荷 二是導(dǎo)體兩端要有持續(xù)的電勢(shì)差 3 電源的作用 電源能把負(fù)電荷由正極搬運(yùn)到負(fù)極 保持正 負(fù)極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 二 恒定電流閱讀教材第41頁 恒定電流 部分 了解什么是恒定電場(chǎng) 恒定電流的概念 理解電流的定義 1 恒定電場(chǎng) 由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng) 2 恒定電場(chǎng)和靜電場(chǎng)的關(guān)系 恒定電場(chǎng)和靜電場(chǎng)一樣 在任何位置的電荷分布和電場(chǎng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化 在靜電場(chǎng)中所學(xué)的電勢(shì) 電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 在恒定電場(chǎng)中同樣適用 3 恒定電流及其產(chǎn)生條件 大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流 在恒定電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的電流才是恒定電流 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 4 電流 1 物理意義 表示電流強(qiáng)弱的物理量 2 定義 通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與所用時(shí)間的比值 4 單位 國(guó)際單位制單位是安培 簡(jiǎn)稱安 符號(hào)是A 屬于基本單位 常用單位還有毫安 mA 微安 A 它們的關(guān)系是1A 103mA 106 A 5 方向 正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?6 矢標(biāo)性 電流有方向 但屬于標(biāo)量 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 1 正誤判斷 1 電源能把自由電子從正極搬運(yùn)到負(fù)極 解析 電源把電子從電源正極 搬運(yùn) 到負(fù)極 以增加其電勢(shì)能 答案 2 因?yàn)殡娏饔写笮∮钟蟹较?所以電流是矢量 解析 電流雖然有方向 但不是矢量 其運(yùn)算遵從代數(shù)法則 答案 3 通過導(dǎo)體截面的電荷量越多 電流越大 解析 由知I還與t有關(guān) q大I不一定大 答案 4 電流的方向與電荷定向移動(dòng)的方向相同 解析 電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同 與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反 答案 知識(shí)自學(xué) 自我檢測(cè) 2 多選 關(guān)于電流 下列敘述正確的是 A 只要將導(dǎo)體置于電場(chǎng)中 導(dǎo)體內(nèi)就有持續(xù)的電流B 電源的作用是使電路中有持續(xù)的電流C 導(dǎo)體內(nèi)沒有電流 說明導(dǎo)體內(nèi)部的電荷沒有移動(dòng)D 恒定電流是由恒定電場(chǎng)產(chǎn)生的解析 電流有瞬時(shí)電流和恒定電流之分 瞬時(shí)電流是電荷的瞬時(shí)定向移動(dòng)形成的 而恒定電流是在導(dǎo)體兩端加穩(wěn)定的電壓時(shí)形成的 電源的作用就是在導(dǎo)體兩端加上穩(wěn)定的電壓 從而在導(dǎo)體內(nèi)部形成電場(chǎng)而產(chǎn)生持續(xù)的電流 選項(xiàng)B D正確 答案 BD 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問題探究 名師精講 典例剖析 電流表達(dá)式及電流的方向1 電荷的定向移動(dòng)形成電流 如何描述電流的強(qiáng)弱 2 電流可能是正電荷或負(fù)電荷定向移動(dòng)形成的 也可能正 負(fù)電荷同時(shí)向相反的方向定向移動(dòng)形成的 人們是如何規(guī)定電流的方向的 要點(diǎn)提示 1 利用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量描述電流的強(qiáng)弱 2 規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題1 如圖所示 在NaCl溶液中 正 負(fù)電荷定向移動(dòng) 方向如圖所示 若測(cè)得2s內(nèi)有1 0 1018個(gè)Na 和Cl 通過溶液內(nèi)部的橫截面M 試問 溶液中的電流方向如何 電流多大 思考問題 1 電流的方向是怎樣規(guī)定的 答案 電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向或負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向 2 Na 和Cl 在溶液中移動(dòng)的方向是否相同 它們移動(dòng)而產(chǎn)生的電流方向是否相同 答案 Na 和Cl 受到的電場(chǎng)力方向相反 移動(dòng)的方向相反 形成的電流方向相同 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 解析 NaCl溶液導(dǎo)電是靠自由移動(dòng)的Na 和Cl 它們?cè)陔妶?chǎng)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng) 溶液中電流方向與Na 定向移動(dòng)方向相同 即由A指向B Na 和Cl 都是一價(jià)離子 每個(gè)離子的電荷量為e 1 6 10 19C NaCl溶液導(dǎo)電時(shí) Na 由A向B定向移動(dòng) Cl 由B向A運(yùn)動(dòng) 負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)可以等效地看作正離子沿相反方向的運(yùn)動(dòng) 所以每秒通過M橫截面的電荷量為兩種離子電荷量的絕對(duì)值之和 答案 溶液中的電流大小為0 16A 方向由A指向B 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 電流的微觀表達(dá)式如圖所示 AD表示粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)為l的導(dǎo)體 兩端加一定的電壓 導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v 設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S 導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的電荷量為q 1 AD導(dǎo)體中有多少個(gè)自由電荷 總電荷量是多少 2 這些電荷都通過橫截面D所需的時(shí)間是多少 3 導(dǎo)體AD中的電流是多大 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 對(duì)電流微觀表達(dá)式和三種速率的理解 1 從微觀上看 電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) 每個(gè)自由電荷的電荷量 定向移動(dòng)速率的大小 還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān) 2 電流的微觀表達(dá)式 I nqvS 式中n為導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) q為每個(gè)自由電荷的電荷量 v為自由電荷定向移動(dòng)速率 S為導(dǎo)體的橫截面積 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 3 三種速率的比較 電子定向移動(dòng)速率 電子在金屬導(dǎo)體中的平均運(yùn)動(dòng)速率 也是公式I neSv的v 大小約為10 5m s 電流的傳導(dǎo)速率 電流在導(dǎo)體中的傳導(dǎo)速率等于光速 為3 108m s 閉合開關(guān)的瞬間 電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng) 電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)定向移動(dòng) 整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流 電子熱運(yùn)動(dòng)速率 電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率 大小約為105m s 由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等 故此運(yùn)動(dòng)不能形成電流 庫侖力就是力 一定遵守力的所有規(guī)律 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題2 多選 有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線 流經(jīng)其中的電流為I 設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子 電子的電荷量為q 此時(shí)電子定向移動(dòng)的速率為v 在t時(shí)間內(nèi) 通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為 思考問題 1 t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)如何求解 2 題中A B選項(xiàng)和C D選項(xiàng)相比 你有何發(fā)現(xiàn) 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 解析 t時(shí)間內(nèi) 通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù) 故選項(xiàng)C正確 又I nqSv代入上式得N nvSt 故選項(xiàng)A正確 答案 AC使用公式I neSv進(jìn)行計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng) 1 各個(gè)物理量都要用國(guó)際單位制單位 2 正確理解各符號(hào)的意義 特別是n表示導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) v表示自由電荷定向移動(dòng)速度的大小 3 若已知單位長(zhǎng)度的自由電荷數(shù)為n 則電流的微觀表達(dá)式為I nev 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 1 多選 在由電源 導(dǎo)線等電路元件所組成的電路中 以下說法正確的是 A 導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零B 導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線方向平行C 導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài)D 導(dǎo)線內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢(shì)逐漸降低解析 在電源和導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷的共同作用下 垂直導(dǎo)線方向的電場(chǎng)相互抵消 在導(dǎo)線中形成了沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng) 即導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線方向平行 A錯(cuò)誤 B正確 導(dǎo)線內(nèi)有電場(chǎng) 說明導(dǎo)線不處于靜電平衡狀態(tài) C錯(cuò)誤 沿電場(chǎng)方向電勢(shì)逐漸降低 電場(chǎng)方向就是正電荷的受力方向 也就是電流的方向 即導(dǎo)線內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢(shì)逐漸降低 D正確 答案 BD 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 2 電路中有一電阻 通過電阻的電流為5A 當(dāng)通電5min時(shí) 通過電阻橫截面的電子數(shù)為 A 1500B 9 375 1019C 9 375 1021D 9 375 1020解析 q It 答案 C 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 3 銅的摩爾質(zhì)量為m 密度為 每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子 每個(gè)自由電子的電荷量為e 今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線 通過電流為I時(shí) 電子定向移動(dòng)的平均速率為- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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