2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第11章電路及其應(yīng)用第1節(jié)電源和電流(3)課件

1、第1節(jié)電源和電流知識點(diǎn)一電源觀圖助學(xué)如圖所示,A、B分別帶正、負(fù)電荷,如果在它們之間連接一條導(dǎo)線R,導(dǎo)線R中自由電子會(huì)在靜電力的作用下定向移動(dòng),電子在導(dǎo)線中定向移動(dòng),導(dǎo)線中有瞬間電流,我們想在導(dǎo)線中產(chǎn)生持續(xù)的電流,應(yīng)該怎樣解決呢？1.電源的概念：在電路中把在_作用下移動(dòng)到導(dǎo)體A的電子_到導(dǎo)體B的裝置.2.電源的作用(1)在導(dǎo)體A、B兩端維持一定的_.(2)使電路中保持_的電流.靜電力搬運(yùn)電勢差持續(xù)3.常見的電源思考判斷(1)電源能把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.()(2)必須有電源,自由電荷才能在電路中移動(dòng).()觀圖助學(xué)雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小

2、燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是因?yàn)橛谐掷m(xù)的電流流過小燈泡,電流是怎么形成的呢？知識點(diǎn)二恒定電流1.恒定電場(1)定義：由_的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場.(2)形成：導(dǎo)線內(nèi)的電場,是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的.(3)特點(diǎn)：導(dǎo)線內(nèi)的電場線與導(dǎo)線_,電荷的分布是_的,導(dǎo)線內(nèi)的電場是沿導(dǎo)線切線方向的恒定電場.穩(wěn)定分布平行穩(wěn)定2.電流定向移動(dòng)電流強(qiáng)弱程度毫安微安103106正電荷3.恒定電流(1)概念：大小、方向都_的電流.(2)形成：_使自由電荷速率增加,自由電荷與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子的碰撞,使自由電荷速率減小,最終表現(xiàn)為平均速率不變.不隨時(shí)間變化恒定電場觀察探究如圖所示,在裝有導(dǎo)電液體的細(xì)管中,有

3、正、負(fù)兩種電荷向相反的方向運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t內(nèi)通過細(xì)管某截面的正電荷為q1,通過此截面的負(fù)電荷為q2.(1)確定通過導(dǎo)電液體中電流的方向；(2)計(jì)算導(dǎo)電液體中電流的大小.核心要點(diǎn)對電流的理解探究歸納1.電流的形成電荷的定向移動(dòng)形成電流.當(dāng)把導(dǎo)體和電源連接后,導(dǎo)體中形成恒定電場,導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力的作用下定向移動(dòng)形成電流.(1)產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端有電壓.(2)形成持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合.2.電流的方向規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?則負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反,金屬導(dǎo)體中自由移動(dòng)的電荷是自由電子,故電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反.3.電流的大小4.

4、電流是標(biāo)量電流雖然有方向,但是它遵循代數(shù)運(yùn)算法則,所以電流不是矢量而是標(biāo)量.導(dǎo)師點(diǎn)睛判斷一個(gè)物理量是矢量還是標(biāo)量,關(guān)鍵是看其運(yùn)算法則是否滿足平行四邊形定則.試題案例例1 下列說法中正確的是()A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成了電流B.在國際單位制中,電流的單位是安培(A)C.電流有方向,它是一個(gè)矢量D.任何物體,只要其兩端電勢差不為零,就有電流存在解析自由電荷定向移動(dòng)才形成電流,僅有電荷移動(dòng)但不是定向移動(dòng)則不行,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有電壓,且必須是導(dǎo)體而非任何物體,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；電流有方向,但它是標(biāo)量,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案B例2 如圖所示,電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液,t時(shí)間內(nèi)通過溶液內(nèi)

5、面積為S的截面的正離子數(shù)是n1,負(fù)離子數(shù)是n2,設(shè)元電荷為e,以下說法中正確的是()答案D針對訓(xùn)練1 (多選)下列關(guān)于電流方向的說法中,正確的是()A.電流的方向就是自由電荷定向移動(dòng)的方向B.電流的方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向C.在金屬導(dǎo)體中,電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反D.在電解液中,電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同解析人們規(guī)定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,A錯(cuò)誤,B、D正確；金屬導(dǎo)體中,自由電子的定向移動(dòng)形成電流,故在金屬導(dǎo)體中,電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反,C正確.答案BCD針對訓(xùn)練2 某電解池中,若在2 s內(nèi)各有1.01019

6、個(gè)二價(jià)正離子和2.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某截面,那么通過這個(gè)截面的電流是()A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A答案D要點(diǎn)歸納1.電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo)金屬導(dǎo)體中的電流跟自由電子定向移動(dòng)的速率有關(guān),它們之間的關(guān)系可用下述方法簡單推導(dǎo)出來.核心要點(diǎn)電流的微觀表達(dá)式導(dǎo)體左端的自由電子到達(dá)右端2.對電流的微觀表達(dá)式IneSv的理解試題案例例3 (多選)一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流過的電流為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)電子的定向移動(dòng)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)目可表示為()思路點(diǎn)撥計(jì)算自由電子數(shù)目有以下兩條思路：(1)t時(shí)間內(nèi)通

7、過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目等于t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量It與自由電子電荷量q的比值.(2)t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目等于導(dǎo)線vt長度內(nèi)所含的自由電子數(shù).答案AC方法歸納利用InqSv分析問題應(yīng)注意的三個(gè)方面(1)各個(gè)物理量都要用國際單位.(2)正確理解各符號的意義,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)若已知單位長度的自由電荷數(shù)為n,則電流的微觀表達(dá)式為Inqv針對訓(xùn)練3 一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)線的橫截面積為S,導(dǎo)線內(nèi)自由電子的電荷量為e,導(dǎo)線單位長度內(nèi)自由電子數(shù)為n,自由電子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率為v,單位時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的自由電子數(shù)為N

8、.則導(dǎo)線中的電流為()A.neSv B.nevC.N D.Ne答案D要點(diǎn)歸納核心要點(diǎn)三種不同速率的比較自由電荷定向移動(dòng)速率自由電荷定向移動(dòng)形成電流,其中電荷定向移動(dòng)的速率一般為105 m/s的數(shù)量級無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率導(dǎo)體中的自由電子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),由于沿各個(gè)方向無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等,故不能形成電流.常溫下自由電子熱運(yùn)動(dòng)的速率的數(shù)量級為105 m/s電場傳播速率(或電流傳導(dǎo)速率)就是導(dǎo)體中建立電場的速率,等于光速,為3108 m/s.閉合開關(guān)的瞬間,電路中各處以光速建立恒定電場,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)形成了電流試題案例例4 一根導(dǎo)線,分別通以不同電流,并保持溫度不變,當(dāng)電流較大時(shí),以下說法正確的是()A.單位體積內(nèi)自由電子數(shù)較多B.自由電子定向移動(dòng)的速率較大C.自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率較大D.電流的傳導(dǎo)速度較大解析對同一根導(dǎo)線單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)是一樣的,A錯(cuò)誤；電流和自由電子的定向移動(dòng)的速率有關(guān),與自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率無關(guān),故B正確,C錯(cuò)誤；電流的傳導(dǎo)速度是電場的形成速度等于光速c,和電流的大小無關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案B針對訓(xùn)練4 導(dǎo)線中的電流是1 A,導(dǎo)線的橫截面積為1 mm2.(1)在1 s內(nèi),有多少個(gè)電子通過導(dǎo)線