物理选修3-1鲁科版31电流课件.ppt

1、1第1节电流1 第1 节电流21知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释2了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速度和电子漂移速度(即电子定向移动速度)3知道电流的大小、方向和单位，理解电流的定义式Iq/t，并能用它进行有关的计算.2 1 知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释3自由自由 电压电压 持续持续 3 自由 电压 持续 4电场电场 3.0108 三种速率电场的传播速率无规则热运动的速率定向移动的速率数值光速 m/s数量级约 m/s数量级约 m/s3.01081051054 电场 3.0 1 0 8 三种电场的传播无规则热运动定向移动的5正电荷正电荷 正极正极 正极正极 负极

2、负极 负极负极 标量标量 5 正电荷 正极 正极 负极 负极 标量 6单位时间单位时间 电荷量电荷量 安培安培 A 103 106 方向方向 方向方向 强度强度 6 单位时间 电荷量 安培 A 1 0 3 1 0 6 方向 方向 强7一、电流的分类与计算1电流的形成(1)产生电流的条件：导体两端存在电压(2)形成持续电流条件：导体两端存在持续电压(3)电源的作用电源在电路中起着提供持续电压的作用，在外电路中，导体中的自由电子从电源负极移向电源正极，而电源再把电子通过电源内部从正极搬运到负极，使电源正、负极始终保持一定的电势差，从而产生持续的电流7 一、电流的分类与计算82电流的方向：规定正电荷

3、定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与电子定向移动方向相反3电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量是标量8 2 电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负99105电流的分类(1)恒定电流：大小和方向都不随时间而改变的电流(2)交流电：大小和方向都随时间做周期变化的电流1 0 5 电流的分类11二、电流强度的微观表达式1建立模型：如图311所示，AD表示粗细均匀的一段导体长为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

4、的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.1 1 二、电流强度的微观表达式123结论：由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关1 2 3 结论：由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积13三、区分三种不同的速率1三种速率(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率1 3 三、区分三种不同的速率142三种速率对比三种速率比较内容电子定向移动的速率电子热运动的速率电流传导的速率物理意义电流就是由电荷的定向移

5、动形成，电流IneSv，其中v就是电子定向移动的速率导体内部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，故不能形成电流等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流1 4 2 三种速率对比三种速率电子定向电子热运电流传导物理意15【典例1】关于电流，以下说法正确的是()A通过截面的电荷量多少就是电流的大小B电流的方向就是电荷定向移动的方向C在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D导体两端没有电压就不能形成电流解析根据电流的概念，电流是单位时间通过截面的电荷量，知A项错规定正电荷定向移动的方向

6、为电流方向，知B项错自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错、D对答案D1 5【典例1】关于电流，以下说法正确的是()16借题发挥计算电流时，首先分清形成电流的自由电荷的种类对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q为通过横截面的自由电子的电量对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，电量q为正、负离子电荷量绝对值之和1 6 借题发挥计算电流时，首先分清形成电流的自由电荷的种类17【变式1】已知电子的电荷量为e，质量为m.氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？1 7【变式1】已知电子的电荷量为e，质量为m.氢原子的电子18【典例2

7、】某电解液中，若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()A0 B0.8 A C1.6 A D3.2 A1 8【典例2】某电解液中，若在2 s 内各有1.0 1 0 1 919答案D1 9 答案D20【变式2】在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子个数是()2 0【变式2】在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出21答案B2 1 答案B22【典例3】在

8、横截面积为1.0 mm2铜导线中通过1.0 A的电流铜在单位体积中的自由电子数为8.51028个，电子的电荷量为1.61019C.试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热运动的平均速率约为105 m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向移动速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速，为3.0108 m/s，就这些知识，你能否描述一下电路接通后金属导体中自由电子运动的情景2 2【典例3】在横截面积为1.0 mm2 铜导线中通过1.0232 324答案见解析借题发挥在分析该问题时，要注意电流的传导速率、电子的定向移动速率和电子的热运动速率三

9、者之间的区别，这也是正确求解本题的突破点2 4 答案见解析252 5262 627对对电电流流概概念念的的理理解解1我我国国北北京京正正负负电电子子对对撞撞机机的的储储存存环环是是周周长长为为240 m的的近近似似圆圆形形轨轨道道，电电子子电电荷荷量量e1.61019C，在在整整个个环环中中运运行行的的电电子子数数目目为为51011个个，设设电电子子的的运运行行速速度度是是3107m/s，则则环环中中的的电电流流是是()A10 mA B1 mA C0.1 mA D0.01 mA2 728答案A2 8 答案A292 930A若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B若电荷量Q不

10、变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小3 0 A 若 不变而使电荷量Q 变为原来的2 倍，则电流也将变为原313 132三个速率的区别3在导体中有电流通过时，下列说法正确的是()A电子定向移动速率很小B电子定向移动速率即是电场传导速率C电子定向移动速率是电子热运动速率D在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动3 2 三个速率的区别33解析电子定向移动的速率很小，数量级为105 m/s，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动故A、D正确电场的传导速率为光速c3108 m/s，无规则热运动速率的数量级为105 m/s.故B、C错答案AD 3 3 解析电子定向移动的速率很小，数量级为1 0 5 m/s，34单击此处进入单击此处进入 活页规范训练活页规范训练3 4 单击此处进入 活页规范训练