高中物理課件第3章第1節(jié)電流.ppt

第 3 章 第 1 節(jié) 新知預(yù)習(xí) 巧設(shè)計(jì) 名師課堂 一點(diǎn)通 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 讀教材填要點(diǎn) 要點(diǎn)一 要點(diǎn)二 隨堂檢測(cè) 歸納小結(jié) 課下作業(yè) 綜合提升 試身手夯基礎(chǔ) 要點(diǎn)三 返回 返回 返回 1知道形成電電流及持續(xù)電續(xù)電 流的條件， 并 能做出微觀觀解釋釋。 2了解電電流速度、自由電電子熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)平 均 速率和電電子定向移動(dòng)動(dòng)速度。 返回 返回 返回 讀讀教材填要點(diǎn) 一、電電流及其產(chǎn)產(chǎn)生條件 1定義義 電電流是由自由電電荷的 移動(dòng)動(dòng)形成的。 2形成電電流的條件 (1)回路中存在 ； (2)導(dǎo)導(dǎo)體兩端有 。 3持續(xù)電續(xù)電 流 (1)導(dǎo)導(dǎo)體兩端有 是導(dǎo)導(dǎo)體中形成持續(xù)電續(xù)電 流的條件。 (2)電電源的作用是提供 。 定向 自由電電荷 電壓電壓 持續(xù)電壓續(xù)電壓 持續(xù)電壓續(xù)電壓 返回 二、電電流的速度及方向 1電電流的速度 (1)電電流的速度是電場(chǎng)電場(chǎng) 的傳傳播速度，大小為為v m/s 。 (2)電電流的速度不是電電子的定向移動(dòng)動(dòng)速度，自由電電子定向移 動(dòng)動(dòng)的速率的數(shù)量級(jí)約為級(jí)約為 m/s。另外，自由電電子熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)的 速率是 m/s。 3.0108 105 105 返回 2方向 (1)規(guī)規(guī)定：電電流的方向規(guī)規(guī)定為為 電電荷定向移動(dòng)動(dòng)的 方向，與負(fù)電負(fù)電 荷定向移動(dòng)動(dòng)的方向相反。 (2)外部流向：在電電源外部電電路中，電電流方向是從 電電源的 極流向 極。 正 正負(fù)負(fù) 返回 三、電電流的大小和單單位 1定義義 單單位時(shí)間時(shí)間 內(nèi)通過導(dǎo)過導(dǎo) 體任一橫截面的 稱為電為電 流 ，用符號(hào) 表示。 2定義義式 I 。 電電荷量 I 返回 3單單位 國際單際單 位制中電電流的單單位是 ，符號(hào) ， 它是七個(gè)基本單單位之一。常用單單位還還有 、 ，換換算關(guān)系為為1 A mA A。 4直流電電 不隨時(shí)間時(shí)間 改變變的電電流。 恒定電電流：方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間時(shí)間 而改變變的電電流 。 安培A 毫安微安 103 106 方向 返回 返回 試試身手夯基礎(chǔ)礎(chǔ) 1關(guān)于電電流，下列說說法中正確的是( ) A通過導(dǎo)過導(dǎo) 體橫截面的電電荷量越多，電電流越大 B電電子運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率越大，電電流越大 C單單位時(shí)間時(shí)間 內(nèi)通過導(dǎo)過導(dǎo) 體橫截面的電電荷量越多， 導(dǎo)導(dǎo) 體中的電電流就越大 D因?yàn)殡姙殡?流有方向，所以電電流是矢量 返回 答案：C 返回 2在金屬導(dǎo)導(dǎo)體中有電電流通過時(shí)過時(shí) ，下列說說法正確的是( ) A自由電電子定向移動(dòng)動(dòng)速率很大 B自由電電子定向移動(dòng)動(dòng)速率即是電場(chǎng)傳電場(chǎng)傳 播速率 C自由電電子定向移動(dòng)動(dòng)速率是電電子熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率 D自由電電子只不過過在速率很大的無規(guī)則熱規(guī)則熱 運(yùn)動(dòng)動(dòng)上附 加 一個(gè)速率很小的定向移動(dòng)動(dòng) 返回 解析：電場(chǎng)傳電場(chǎng)傳 播速率為為光速3108 m/s；自由電電荷定 向移動(dòng)動(dòng)速率其數(shù)量級(jí)約為級(jí)約為 104105 m/s；無規(guī)則規(guī)則 熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率其數(shù)量級(jí)約為級(jí)約為 105 m/s，故A、B、C錯(cuò)錯(cuò) 誤誤。 答案：D 返回 3在電電解液和金屬導(dǎo)導(dǎo)體中都可以形成電電流，它們們形成電電 流 時(shí)時(shí)有什么不同？ 答案：金屬導(dǎo)導(dǎo)體中是自由電電子定向移動(dòng)動(dòng)形成電電流，而 電電解液中是正、負(fù)負(fù)離子定向移動(dòng)動(dòng)形成電電流。 返回 返回 返回 返回 返回 1.某同學(xué)在做一個(gè)電電解銅銅的實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí) ，測(cè)測(cè)得在5 s的時(shí)時(shí) 間間內(nèi)，有5 C的正離子和5 C的負(fù)負(fù)離子通過過了電電解槽中與 電電流方向垂直的一個(gè)截面，則該則該 同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)給電實(shí)驗(yàn)時(shí)給電 解 液通的電電流是多大？ 審題審題 指導(dǎo)導(dǎo) 解決此題題需把握以下兩點(diǎn)： (1)明確定義義中電電荷“量”的意義義； (2)明確時(shí)間時(shí)間 。 返回 答案 2 A 返回 返回 返回 1建立模型 如圖圖311所示，AD表示粗細(xì)細(xì)均勻 的一段導(dǎo)導(dǎo)體長(zhǎng)為長(zhǎng)為 l，兩端加一定的電壓電壓 ， 導(dǎo)導(dǎo)體中的自由電電荷沿導(dǎo)導(dǎo)體定向移動(dòng)動(dòng)的速 率為為v，設(shè)導(dǎo)設(shè)導(dǎo) 體的橫截面積為積為 S，導(dǎo)導(dǎo)體每 單單位體積積內(nèi)的自由電電荷數(shù)為為n，每個(gè)自由電電荷的電電荷量 為為q。 圖圖311 返回 返回 3結(jié)論結(jié)論 從微觀觀上看，電電流決定于導(dǎo)導(dǎo)體中單單位體積積內(nèi)的自 由電電荷數(shù)、每個(gè)自由電電荷的電電荷量、定向移動(dòng)動(dòng)速度的 大小，還還與導(dǎo)導(dǎo)體的橫截面積積有關(guān)。 名師師點(diǎn)睛 (1)對(duì)對(duì)于公式InqSv，要理解每個(gè)符號(hào)所代表的物 理量，不要死記記公式。 (2)若已知單單位長(zhǎng)長(zhǎng)度的自由電電荷數(shù)為為n，則電則電 流的 微觀觀表達(dá)式為為Ivnq。 返回 2.截面積為積為 S的導(dǎo)線導(dǎo)線 中通有電電流I。已知導(dǎo)線導(dǎo)線 每單單位 體積積中有n個(gè)自由電電子，每個(gè)自由電電子的電電荷量是e，自 由電電子定向移動(dòng)動(dòng)的速率是v，則則在時(shí)間時(shí)間 t內(nèi)通過導(dǎo)線過導(dǎo)線 橫截 面的電電子數(shù)是( ) AnSvt Bnvt CIt/S DIt/Se 返回 思路點(diǎn)撥撥 電電子數(shù)等于總電總電 荷量除以每個(gè)電電子的電電 荷量，所以求出通過過截面的電電荷量，即可求出電電子數(shù)。而 電電荷量qIt，單單位體積積內(nèi)的電電子數(shù)已知，只要求出t時(shí)時(shí) 間間內(nèi)有多少體積積的電電子通過過截面，即可求出電電子數(shù)。 返回 解析 (1)根據(jù)電電流的定義義式，可知在t內(nèi)通過導(dǎo)過導(dǎo) 線線截面的電電荷量qIt。 所以在這這段時(shí)間時(shí)間 內(nèi)通過過的自由電電子數(shù)為為 Nq/eIt/e。 (2)自由電電子定向移動(dòng)動(dòng)的速率是v，因此在時(shí)間時(shí)間 t內(nèi)， 位于以截面S為為底、長(zhǎng)長(zhǎng)lvt的這這段導(dǎo)線導(dǎo)線 內(nèi)的自由電電子都 能通過過截面。這這段導(dǎo)線導(dǎo)線 的體積積VSlSvt，所以t內(nèi)通 過過截面S的自由電電子數(shù)為為NnVnSvt。 答案 A 返回 返回 三種速率 比較較內(nèi)容 電電子定向 移動(dòng)動(dòng)的速率 物 理 意 義義 電電流就是由電電荷的定向移動(dòng)動(dòng)形成，電電 流的微觀觀表達(dá)式IneSv，其中v就是電電 子定向移動(dòng)動(dòng)的速率 大小數(shù)量級(jí)級(jí) 10 /s 返回 三種速率 比較較內(nèi)容 電電子熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)的速率電電流傳導(dǎo)傳導(dǎo) 的速率 物 理 意 義義 導(dǎo)導(dǎo)體內(nèi)部電電子在不停 地做無規(guī)則熱規(guī)則熱 運(yùn)動(dòng)動(dòng)， 由于熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)向各個(gè)方 向運(yùn)動(dòng)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等， 故不能形成電電流 等于光速，閉閉合開關(guān)的 瞬間間，電電路中各處處以光 速建立恒定電場(chǎng)電場(chǎng) ，電電路 中各處處的自由電電子幾乎 同時(shí)時(shí)受到電場(chǎng)電場(chǎng) 力作用而 做定向移動(dòng)動(dòng)，整個(gè)電電路 也幾乎同時(shí)時(shí)形成了電電流 大小數(shù)量級(jí)級(jí)/s3 /s 返回 名師師點(diǎn)睛 (1)電電流的形成是電電子在速率很大的無規(guī)則熱規(guī)則熱 運(yùn)動(dòng)動(dòng)上 附加一個(gè)速率很小的定向移動(dòng)動(dòng)，即自由電電子在做無規(guī)則規(guī)則 熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)的同時(shí)發(fā)時(shí)發(fā) 生著定向移動(dòng)動(dòng)。而前者的速率雖雖大但其 矢量平均仍為為零，對(duì)對(duì)外表現(xiàn)現(xiàn)就是電電子的定向移動(dòng)動(dòng)速度。 (2)由于自由電電子與正離子的頻頻繁碰撞。自由電電子定 向運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率的增加受到了限制，所以電電子定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)的平 均速率很小。 返回 3.下列說說法正確的是 ( ) A當(dāng)導(dǎo)導(dǎo)體兩端不加電壓時(shí)電壓時(shí) ，導(dǎo)導(dǎo)體內(nèi)沒有電場(chǎng)電場(chǎng) ，自 由電電子在做雜雜亂無章的熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)，但當(dāng)兩端出現(xiàn)電場(chǎng)時(shí)現(xiàn)電場(chǎng)時(shí) ，導(dǎo)導(dǎo)體內(nèi)部自由電電子的熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)就消失了 B導(dǎo)導(dǎo)體兩端加上電壓電壓 后，電場(chǎng)電場(chǎng) 就會(huì)以電電磁波的速 度傳傳播，并很快形成一個(gè)非常大的電場(chǎng)電場(chǎng) ，電電子正是在這這 個(gè)電場(chǎng)電場(chǎng) 力的作用下，同時(shí)時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，即電電子的熱熱 運(yùn)動(dòng)動(dòng)和整體的定向移動(dòng)動(dòng) 返回 C導(dǎo)導(dǎo)體兩端一旦建立了電場(chǎng)電場(chǎng) ，自由電電子的定向移動(dòng)動(dòng)速 率就會(huì)非常接近光速的大小 D導(dǎo)導(dǎo)體內(nèi)部，當(dāng)電電子做定向移動(dòng)時(shí)動(dòng)時(shí) ，電電子的熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)消 失 審題審題 指導(dǎo)導(dǎo) 解決此題題需把握以下兩點(diǎn)： (1)明確電電子在任意時(shí)時(shí)刻都做無規(guī)則規(guī)則 的熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)。 (2)明確三種速度的區(qū)別別。 返回 解析 無論導(dǎo)論導(dǎo) 體兩端有沒有電壓電壓 ，電電子熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)都不 會(huì)停止，故A、D錯(cuò)誤錯(cuò)誤 ，B正確；導(dǎo)導(dǎo)體兩端建立電場(chǎng)電場(chǎng) 后 ，自由電電子的定向移動(dòng)動(dòng)速率并不是電場(chǎng)電場(chǎng) 的傳傳播速率， 而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場(chǎng)電場(chǎng) 的傳傳播速率，故C錯(cuò)誤錯(cuò)誤 。 答案 B 返回 返回 返回 1(對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) 要點(diǎn)一)下列說說法中正確的是 ( ) A導(dǎo)導(dǎo)體中電電荷運(yùn)動(dòng)動(dòng)就形成了電電流 B在國際單際單 位制中，電電流的單單位是A C電電流有方向，它是一個(gè)矢量 D任何物體，只要其兩端電勢(shì)電勢(shì) 差不為為零，就有電電流存 在 返回 解析：自由電電荷定向移動(dòng)動(dòng)才形成電電流，電電荷運(yùn)動(dòng)動(dòng)但不是定 向移動(dòng)則動(dòng)則 不能形成電電流，故選項(xiàng)選項(xiàng) A錯(cuò)誤錯(cuò)誤 。形成電電流的條件 是導(dǎo)導(dǎo)體兩端保持有電壓電壓 ，且必須須是導(dǎo)導(dǎo)體而非任何物體，故 選項(xiàng)選項(xiàng) D錯(cuò)誤錯(cuò)誤 。電電流有方向，但它是標(biāo)標(biāo)量，故選項(xiàng)選項(xiàng) C錯(cuò)誤錯(cuò)誤 。 在國際單際單 位制中，電電流的單單位是A，它是七個(gè)基本單單位之一 。故選選B。 答案：B 返回 2(對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) 要點(diǎn)二)金屬導(dǎo)導(dǎo)體中電電流增大，其原因?yàn)闉?( ) A導(dǎo)導(dǎo)體中電場(chǎng)電場(chǎng) 的傳傳播速度增大 B導(dǎo)導(dǎo)體中自由電電子定向移動(dòng)動(dòng)的速度增大 C導(dǎo)導(dǎo)體中自由電電子個(gè)數(shù)增多 D導(dǎo)導(dǎo)體中自由電電子熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率增大 解析：本題題考查電查電 流的微觀觀表達(dá)式InqSv，應(yīng)應(yīng)理解表 達(dá)式中各字母的含義義。 答案：B 返回 3(對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) 要點(diǎn)三)下列說說法正確的是 ( ) A只要物體內(nèi)有自由電電荷，就會(huì)有電電荷的熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)，就 會(huì) 形成電電流 B電電荷的定向移動(dòng)動(dòng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率，所以電電流 大 小主要由熱熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)速率決定 C每當(dāng)接通電電路時(shí)時(shí)，電電路中各處處幾乎同時(shí)時(shí)有了電電流， 說說 明電電荷定向移動(dòng)動(dòng)速率非常大 D電電荷在外電場(chǎng)電場(chǎng) 的電場(chǎng)電場(chǎng) 力作用下定向移動(dòng)時(shí)動(dòng)時(shí) ，就形成 了 電電流 返回 解析：電電荷定