第1節(jié)電源和電流人教版課件

1、v本章主要內(nèi)容有電阻的串并聯(lián)、歐姆定律、電阻定律、焦耳定律、閉合電路的歐姆定律、電路中的能量守恒定律、多用電表、簡單的邏輯電路等課標領(lǐng)航課標領(lǐng)航v(4)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)電阻和電容電路的分析與計算(5)故障電路的分析與判斷此類問題緊密聯(lián)系實際，對靈活運用知識的能力要求較高(6)非線性電路的分析與求解v本章的核心內(nèi)容是歐姆定律；重點是電路的分析和計算；難點是電路的設(shè)計；高考熱點是電路動態(tài)分析和實驗第一節(jié)電源和電流第一節(jié)電源和電流v一、電流及其產(chǎn)生條件v1電荷的 移動形成電流v2形成電流的條件v(1)物體內(nèi)部必有v(2)導(dǎo)體兩端存在v3電流的方向：規(guī)定 定向運動方向為電流的方向自由電荷自由電荷電勢差電勢差

2、正電荷正電荷定向定向v在電解液和金屬導(dǎo)體中都可以形成電流,它們形成電流時有什么不同？v【思考提示】金屬導(dǎo)體中是自由電子定向移動形成電流，而電解液中是正、負離子定向移動形成電流v二、電源的作用v1維持電源的正、負極間有一定的 v2在閉合電路中，使導(dǎo)線中的自由電子發(fā)生 ，保持 的電流電勢差電勢差定向移動定向移動持續(xù)持續(xù)v三、恒定電場v1定義：由穩(wěn)定分布的 所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場v2形成：當(dāng)電路達到穩(wěn)定時，導(dǎo)線中的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷共同形成的v3特點：任何位置的 都不隨時間發(fā)生變化v在靜電場中所學(xué)的電勢、電勢差及其與電場強度的關(guān)系等，在恒定電場中同樣適用電荷電荷電源電源導(dǎo)線導(dǎo)線場強場強

3、v四、恒定電流v 、 都不隨時間變化的電流稱為恒定電流v1電流的定義： v2公式： .v3國際單位： ；常用單位還有 大小大小方向方向單位時間內(nèi)通過某導(dǎo)體橫截面的單位時間內(nèi)通過某導(dǎo)體橫截面的電荷量電荷量iq/t安培安培毫安、微安毫安、微安v一、對電流概念的理解v1電流雖有大小和方向，運算遵循代數(shù)法則，但不是矢量v2qit是求電荷量的重要公式，其變形公式iv求出的是電流在時間t內(nèi)的平均值，對恒定電流來說，其瞬時值與平均值相等v3電解液中正、負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，應(yīng)用i時，q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和v4不能說iq，i ，因為由i

4、nqsv(決定式)，可知i與q及t無關(guān)v計算電流時，首先要分清形成電流的電荷種類，是只有正電荷或負電荷，還是正、負離子同時存在其次要注意計算電流大小時，只需代入電量的絕對值另外公式是iq/t而不是iq/(st) 特別提醒特別提醒v二、電流的微觀表達式v如圖211所示，ad表示粗細均勻的一段導(dǎo)體l，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，每個自由電荷所帶的電荷量為q.圖圖211v1由inqsv可以看出，導(dǎo)體面積越大的位置電荷定向移動的速率越小v2公式inqsv是由i 推導(dǎo)出來的，適合于從微觀出發(fā)研究電流的大小其中n為導(dǎo)體

5、單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)特別提醒特別提醒v三、三種速率的比較v1電子定向移動的速率v(1)物理意義：電流就是由電荷的定向移動形成，電流inesv，其中v就是電子定向移動的速率，一般為105 m/s的數(shù)量級v(2)大?。?05 m/sv2電子熱運動的速率v(1)物理意義：構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無規(guī)則熱運動，由于熱運動向各個方向運動的機會相等，故不能形成電流，常溫下電子熱運動的速率數(shù)量級為105 m/sv(2)大?。?05 m/sv3電流傳導(dǎo)的速率v(1)物理意義：等于光速，閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中光速c建立恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路

6、也幾乎同時形成了電流v(2)大?。?108 m/sv由于電荷定向移動的速率很小，所以當(dāng)電路閉合后，電荷并不是瞬間從電源運動到用電器，而是瞬間在系統(tǒng)中形成電場，使導(dǎo)體中所有自由電荷同時做定向移動形成電流 特別提醒特別提醒v以下說法正確的是()va只要有可以自由移動的電荷，就能存在持續(xù)電流vb金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場作用下形成的類型一類型一對電流概念的理解對電流概念的理解vc電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動速率vd在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動時，它們的熱運動就消失了v【思路點撥】本題從形成持續(xù)電流的原因及三種速率的區(qū)別分析解答v【解析】要有持續(xù)電流必須有持續(xù)的電壓，

7、a不對；導(dǎo)體中形成電流的原因是導(dǎo)體兩端加上電壓，于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將在電場力作用下定向移動形成電流，b正確；電流的傳導(dǎo)速率等于光速，電子定向移動的速率很小，c不對；在形成電流時電子定向移動，并不是熱運動就消失了，其實電子仍然做無規(guī)則的熱運動，d不對v【答案】bv1關(guān)于電流，以下說法正確的是()va通過截面的電荷量多少就是電流的大小vb電流的方向就是電荷定向移動的方向vc在導(dǎo)體中，只要自由電荷在運動，就一定會形成電流vd導(dǎo)體兩端沒有電壓就不能形成電流v解析：選d.根據(jù)電流的概念，電流是單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，故a錯；規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，負電荷(如

8、電子)定向移動的方向與電流的方向相反，故b錯；形成電流的原因是導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷做定向運動，如果兩端沒有電壓，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷只能做無規(guī)則熱運動，故c錯，d對v 如圖212所示，在nacl溶液中，正、負電荷定向移動，方向如圖所示若測得2 s內(nèi)有1.01018個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？圖圖212類型二類型二公式公式 的應(yīng)用的應(yīng)用v【思路點撥】電流是單位時間內(nèi)通過某一導(dǎo)體橫截面的電荷量，從題意中可知電流是正、負離子同時定向移動形成，故電荷量應(yīng)為正、負電荷量的絕對值之和v【答案】方向由a指向b0.16 av【思維總結(jié)】由 求解i值的關(guān)鍵是找出某一截面積經(jīng)

9、過t時間所通過的電荷的電量，而在電解液導(dǎo)體中，形成電流的自由電荷是正、負離子，所以q表示的是通過的正負離子電量的絕對值之和v2一個半徑為r米的細橡膠圓環(huán)，均勻地帶上q庫侖的負電荷，當(dāng)它以角速度(弧度/秒)繞中心軸線順時針勻速轉(zhuǎn)動時，環(huán)中等效電流的大小為()v 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個自由電子，電子的電荷量為q，此時電子定向移動的速率為v，則在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為 ()類型三類型三電流微觀表達式電流微觀表達式inqsv的應(yīng)用的應(yīng)用v【答案】acv【思維總結(jié)】在電流的微觀表達式inqsv中，n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，是

10、由導(dǎo)體本身的材料決定的，與導(dǎo)體的長度和橫截面的大小無關(guān)v3一段粗細均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是s，導(dǎo)體單位長度內(nèi)的自由電子數(shù)為n，金屬內(nèi)的自由電子電荷量為e，自由電子做無規(guī)則熱運動的速率為v0，導(dǎo)體中通過的電流為i，以下說法中正確的是()va自由電子定向移動的速率為v0vb自由電子定向移動的速率為vc自由電子定向移動的速率為真空中的光速cvd自由電子定向移動的速率為v解析：選d.電流在導(dǎo)體內(nèi)的傳導(dǎo)速率等于光速，而自由電子定向移動的速率遠小于光速，所以c錯自由電子在金屬內(nèi)無規(guī)則熱運動的速率v0與金屬導(dǎo)體的溫度有關(guān)，它與電流無關(guān)，故a錯當(dāng)n為單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)時，inesv，當(dāng)n為單位長度內(nèi)的自

11、由電子數(shù)時，inev，故b錯d正確v1下列敘述中正確的是()va導(dǎo)體中電荷運動就形成電流vb國際單位制中電流的單位是安vc電流強度是一個標量，其方向是沒有意義的vd對于導(dǎo)體，只要其兩端電勢差不為零，電流必定不為零v解析：選bd.電流產(chǎn)生的條件包括兩個方面：一是有自由電荷；二是有電勢差導(dǎo)體中有大量的自由電子，因此只需其兩端具有電勢差即可產(chǎn)生電流，在國際單位制中電流的單位為安v2關(guān)于電流的方向，下列說法中正確的是()va電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端vb電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端vc電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同vd電容器充電時，電

12、流從負極板流出，流入正極板v答案：adv3金屬導(dǎo)體中有電流時，自由電子定向移動的速率為v1，電子熱運動速率為v2，電流的傳導(dǎo)速率為v3，則()vav1最大bv2最大vcv3最大 d無法確定v解析：選c.電場傳播的速率(或電流的傳導(dǎo)速率)等于光速，而電子無規(guī)則熱運動的速率，常溫下數(shù)量級為105 m/s，自由電子定向移動的速率數(shù)量級一般為105 m/s，所以c選項正確v4給一粗細不均勻的同種材料制成的導(dǎo)體通電，下列說法正確的是()va粗的地方電流大，細的地方電流小vb粗的地方電荷定向移動速率大，細的地方小vc各處的電流大小相同vd粗的地方電荷定向移動速率小，細的地方大v解析：選cd.同一根導(dǎo)線上的電流相等，故c對由inqsv知，d對v5如圖213所示，電解池內(nèi)只含有一種cucl2電解質(zhì)的電解液，t s內(nèi)通過溶液內(nèi)截面s的銅離子數(shù)是n，