高中物理选修3-1课件1-导体中的电场和电流.ppt
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- 高中物理 选修 课件 导体 中的 电场 电流
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1、第一节第一节 导体中的电场和电流导体中的电场和电流第二章第二章 恒定电流恒定电流 上一章我们学习了电荷在没有定向移动时产生的现象、规律及应用,从这一章开始我们就要进一步来学习电荷在有定向移动时产生的现象、规律及应用,以进一步加深对电的认识,因此本章是电学部分的重点章,它不但为后面的学习打下基础,而且还有较大的实用价值,是学习电工学和电子技术的基础,对日常生活和生产实际中正确使用电器也很有用。和上一章一样,本章同样是在初中所学知识基础上加以提高和扩展的,故仍须十分重视才能学好它。电荷为什么会发生定向移动从而形成电流?要形成电流到底需要什么条件呢?下面我们利用上一章学过的知识来分析、讨论这些问题。
2、MNE0FFnFtAB假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线 导体导体A A、B B间存在电场,间存在电场,有电势差。有电势差。导线中的自由电子在静电导线中的自由电子在静电力作用下由力作用下由B B向向A A移动,最移动,最后使后使A A、B B成为一个等势成为一个等势体。体。有有瞬时电流瞬时电流。要使电路中有持续电要使电路中有持续电流,应怎办?流,应怎办?可在可在A A、B B间接一间接一电源电源P P,把电子从把电子从A A搬运到搬运到B B。有了电源,电路中产生的电流有了电源,电路中产生的电流大小是恒定的还是变化的?大小是恒定的还是变化的?MNE0FFnFt 假
3、设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线ABMNE0MNEEE0E定向移动的电荷不会侧移积定向移动的电荷不会侧移积聚,使导线内很快形成沿导聚,使导线内很快形成沿导线方向的恒定电场。线方向的恒定电场。附加电场附加电场E E/和电源电场和电源电场E E0 0的叠加使得的叠加使得的导线中的电场线方向变得更接近的导线中的电场线方向变得更接近于和导线平行。于和导线平行。垂直导线方向达静电平垂直导线方向达静电平衡时,合场强为零。衡时,合场强为零。F Ft t 使电使电子沿导子沿导线作定线作定向移动向移动形成电形成电流;流;F Fn n使电子使电子侧聚。侧聚。1 1、电流:电荷的定向移
4、动形成电流。、电流:电荷的定向移动形成电流。(2 2)条件:导体(有自由电子)两端有电压(内部)条件:导体(有自由电子)两端有电压(内部 形成电场)。形成电场)。(3 3)电源的作用:保持电路两端有电势差,使电路)电源的作用:保持电路两端有电势差,使电路 中存在持续电流。中存在持续电流。(1 1)方向:跟)方向:跟正电荷正电荷定向移动的方向相同。定向移动的方向相同。2 2、恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳、恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。定的电场。电流电流直流电直流电交流电交流电恒定电流:恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流大小、方向都不随时间变化的电流脉动电流:脉动电流
5、:大小变、方向不变的电流。大小变、方向不变的电流。由恒定电场产生的电流叫恒定电流。由恒定电场产生的电流叫恒定电流。3 3、电流:表示电流强弱的物理量。、电流:表示电流强弱的物理量。电流既有大小又有方向,但电流满足代数运算而不满足矢量电流既有大小又有方向,但电流满足代数运算而不满足矢量运算,故电流是标量。运算,故电流是标量。(1 1)定义式:)定义式:t tq qI(2 2)单位:安培()单位:安培(A A)(3 3)决定式:)决定式:n nq qv vs sI I 如上图所示表示粗细均匀的一段导体,两端加以一定的电压,如上图所示表示粗细均匀的一段导体,两端加以一定的电压,设导体中的自由电子设导
6、体中的自由电子电荷量为电荷量为q q、定向移动速率为定向移动速率为v v、导体、导体横截面横截面积为积为s s、导体每、导体每单位体积内的自由电子数为单位体积内的自由电子数为n n。则。则t t时间内通过导体时间内通过导体横截面的电荷量横截面的电荷量Q=Q=nvtsnvtsq q,电流,电流I=Q/t=nvsI=Q/t=nvsq q 例题例题1 1、(、(P42P42)分析:因为分析:因为I=nvseI=nvse,而而n=n=N NA A/M/M 故故v=IM/v=IM/(seNseNA A)电子定向移动速率、热运动平均速率、电流传导速率电子定向移动速率、热运动平均速率、电流传导速率是三个不同
7、的概念,它们的数量级依次为:是三个不同的概念,它们的数量级依次为:1010-5-5m/sm/s、10105 5m/sm/s和和10108 8m/sm/s。电子定向移动速率是很小的。电子定向移动速率是很小的。例题例题2 2、(、(P P4141“思考与讨论思考与讨论”)没有矛盾。没有矛盾。垂直导线方向达到静电平衡,其合场强为垂直导线方向达到静电平衡,其合场强为零,任意两点间没有电势差;沿导线方向不会达到静零,任意两点间没有电势差;沿导线方向不会达到静电平衡(有电流),其合场强不为零,导线两端有电电平衡(有电流),其合场强不为零,导线两端有电势差。势差。小结:1 1、形成电流的条件是:导体两端有电
8、势差;、形成电流的条件是:导体两端有电势差;产生持续电流的条件是:保持导体两端有电势产生持续电流的条件是:保持导体两端有电势差。若导体两端电压为零,电荷的定向移动就差。若导体两端电压为零,电荷的定向移动就会终止。会终止。2 2、电源的作用就是要保持导体两端有电势差。、电源的作用就是要保持导体两端有电势差。它就像一台抽水机一样,没有抽水机,水就会它就像一台抽水机一样,没有抽水机,水就会从高处自动流到低处,液面很快就会没有高度从高处自动流到低处,液面很快就会没有高度差而相平,水也就不会再流动。差而相平,水也就不会再流动。巩固练习:1 1、下列关于电流的说法中,正确的是:(、下列关于电流的说法中,正
9、确的是:()A.A.只要导体中有电荷运动,就有电流;只要导体中有电荷运动,就有电流;B.B.导体中没有电流时,导体内的电荷是静止的;导体中没有电流时,导体内的电荷是静止的;C.C.导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的;导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的;D.D.电流可能是由正电荷或负电荷的定向移动形成的。电流可能是由正电荷或负电荷的定向移动形成的。D2 2、下列说法中错误的是:(、下列说法中错误的是:()A.A.金属导体导电,只是自由电子作定向移动;金属导体导电,只是自由电子作定向移动;B.B.电解液导电,正负离子都作定向移动;电解液导电,正负离子都作定向移动;C.C.气体导电,一定
10、只有正离子作定向移动;气体导电,一定只有正离子作定向移动;D.D.气体导电,正、负离子和自由电子都作定向移动。气体导电,正、负离子和自由电子都作定向移动。C3 3、关于电源的作用,下列说法中正确的是(、关于电源的作用,下列说法中正确的是()A.A.它能为电路持续地提供自由电荷;它能为电路持续地提供自由电荷;B.B.它能直接释放出电能;它能直接释放出电能;C.C.它能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流;它能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流;D.D.它能使自由电荷运动起来。它能使自由电荷运动起来。C4 4、关于导体中的电场,下列说法中正确的是:(、关于导体中的电场,下列说法中正确的是
11、:()A.A.它是由电源两极在空间直接形成的;它是由电源两极在空间直接形成的;B.B.它是导线上的堆积电荷所形成的;它是导线上的堆积电荷所形成的;C.C.导线内的电场线最终和导线平行;导线内的电场线最终和导线平行;D.D.它的分布随着电荷的移动而随时间变化。它的分布随着电荷的移动而随时间变化。C5、有一电解池,如果在1s内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某一横截面,则通过这个截面的电流是:()A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2ADAA2311061100110612100519191918.).(.t tQ QI I解解:应用电流的定义式进行计算时,若
12、是电子导:应用电流的定义式进行计算时,若是电子导 电,电,q q为通过导体横截面的电子电量的绝对为通过导体横截面的电子电量的绝对 值;若为离子导电(如气体或液体导电),值;若为离子导电(如气体或液体导电),q q 为通过(气体放电管或电解槽液体)截面为通过(气体放电管或电解槽液体)截面 正、负离子电量的正、负离子电量的。一个电子绕氢原子核以半径为一个电子绕氢原子核以半径为R做匀速圆周运动,做匀速圆周运动,其等效电流为多少?(已知电子质量为其等效电流为多少?(已知电子质量为m,带电,带电量为量为e)作业:作业:板块三板块三 信息文明时代的世界和中国信息文明时代的世界和中国考纲要求1.苏联社会主义
13、建设与改革:(1)战时共产主义政策和新经济政策;(2)“斯大林模式”;(3)从赫鲁晓夫改革到戈尔巴乔夫改革。2.罗斯福新政和当代资本主义的新变化:(1)1929至1933年资本主义世界经济危机;(2)罗斯福新政;(3)第二次世界大战后美国等国资本主义的新变化。考点1 苏联社会主义建设与改革考点2 世界资本主义经济政策的调整栏目索引考点1 苏联社会主义建设与改革知识主线时期核心考点列宁时代1.战时共产主义政策战时共产主义政策(直接过渡直接过渡)追随追随“理理想想”的实验的实验(1)背景:国内战争爆发,苏联面临严峻的政治经济形势。(2)内容:农业余粮收集制;工业工业国有化;商品流通取消一切商品贸易
14、,由国家集中分配;社会劳动强制劳动。(3)特点:适应战时需要;具备某些共产主义的特征,否定商品货币和市场规律。时期核心考点列宁时代(4)评价:积极在战时特殊情况下,最大限度地集中全国人力、物力、财力,保证了军事上的胜利。消极许多措施超出了战时需要的限度,带来的弊端日益显现,引起人民不满,引发了政治、经济危机。2.新经济政策新经济政策(间接过渡间接过渡)面对现实的实验面对现实的实验(1)背景:战时共产主义政策导致的经济政治危机。(2)内容:农业粮食税;工业中小企业和国家暂时无力经营的企业,允许本国和外国资本家经营,恢复私人小企业;商品流通允许自由贸易。时期核心考点列宁时代(3)特点:利用市场和商
15、品货币关系来扩大生产,逐步、间接地过渡到社会主义。(4)意义:表明苏俄探索出了在生产力发展的基础之上,逐步向社会主义过渡的道路;恢复了国民经济,巩固了苏维埃政权。答案1.列宁说:“我们用强攻办法,即用最简单、迅速、直接的办法实行社会主义的生产和分配原则的尝试已告失败。”这里的“失败”指的是哪一政策的失败?答案答案战时共产主义政策。史料实证2.列宁认为无产阶级应当有这样的胆识,“迫使共产主义的敌人来建设共产主义,用资本家捡来打我们的砖头建设共产主义!我们没有别的砖头,要迫使资产阶级专家在无产阶级的领导下来建设我们的大厦”。列宁的这一表述指的是什么?答案答案新经济政策中采用资本主义的某些做法恢复经
16、济,向社会主义过渡。时期核心考点 斯大林 时代“斯大林模式斯大林模式”回归回归“理想理想”的探索的探索(1)确立:20世纪30年代中期,经过工业化和农业集体化,实施国民经济发展五年计划,确立了斯大林经济体制。(2)主要表现:实行单一的公有制;实行高度集中的经济管理体制;实行排斥市场的指令性计划经济;主要以行政手段管理经济;政治上实行高度中央集权与专制。时期核心考点 斯大林 时代(3)评价积极:使苏联能够按照计划调配和使用全国资源,建立、健全工业体系,实现工业化。1937年苏联工业总产值跃居欧洲第一位、世界第二位,为反法西斯战争的胜利奠定了物质基础。消极:片面发展重工业;忽视消费品生产;农民生产
17、积极性不高;压抑地方和企业的积极性;僵化的计划经济体制弊端成为后来苏联解体的重要原因。答案3.斯塔夫里阿诺斯全球通史中写道:“在西方的经济确实是一团糟的同时,苏联正在继续进行经济发展方面的独特实验。”这种“独特实验”实际上实行的是什么样的经济体制?答案答案斯大林体制(高度集中的计划经济体制)。史料实证时期核心考点“三夫”时代苏联的经济改革苏联的经济改革破除破除“斯大林模式斯大林模式”的的调整调整(1)赫鲁晓夫改革:扩大农业、工业生产自主权,未从根本上突破斯大林模式。(2)勃列日涅夫改革:扩大企业经营自主权,突出发展重工业(军事工业)。(3)戈尔巴乔夫改革:承认市场对经济的调节作用;后期改革重点
18、开始转向政治领域。答案归纳总结4.“外交的失败更进一步损害了他在其同事们之间的声望。他在古巴部署导弹这一鲁莽计划成为压倒他的最后一根稻草。”材料中“他”指的是谁?答案答案赫鲁晓夫史料实证归纳总结苏联社会主义建设道路的曲折探索和实践:(1)十月革命胜利后,苏俄实行“战时共产主义”政策。国内战争胜利后,苏俄实行新经济政策,逐步向社会主义过渡。(2)20世纪30年代,苏联确立了“斯大林模式”,对苏联和世界历史都产生了重要影响。(3)二战后,“斯大林模式”越来越成为生产力发展的障碍。赫鲁晓夫和勃列日涅夫先后进行了改革,但成效都不大。戈尔巴乔夫在经济改革没有迅速取得预期成果的情况下,把改革的重点转向政治
19、领域,最终导致苏联解体。1.对新经济政策的客观评价对新经济政策的客观评价(1)新经济政策的实施标志着苏维埃政权把工作重心由反对国内外敌人的武装干涉(阶级斗争)转移到经济建设上来,实现了工作重心的转移。(2)它表明列宁和布尔什维克党已放弃了从战时共产主义政策直接过渡到社会主义的设想和实践,利用市场和商品货币关系来扩大生产,巩固工农联盟,促进社会生产力的发展并逐步过渡到社会主义。(3)是列宁对小农占优势的俄国如何建设社会主义问题进一步探索的结果,找到了一条向社会主义过渡的正确途径,是对马克思主义理论的重大发展。(4)这一政策受到了俄国广大工农群众的欢迎,促进了俄国工农业生产的恢复;进一步巩固了苏维
20、埃政权。考点深化2.斯大林模式与战时共产主义政策的关系斯大林模式与战时共产主义政策的关系斯大林恢复了被列宁否定的军事共产主义体制。具体表现为:第一,实行农业全盘集体化,剥夺了农民生产经营的独立自主权;第二,取消市场机制,实行指令性计划,实行超高速度的重工业化、军事工业化,这种做法使苏联成为军事强国,但是也造成居民日用消费品的严重短缺,农轻重比例严重失衡;第三,贯彻“阶级斗争尖锐化理论”,加强专政,在国内实施大规模镇压,在20世纪30年代形成了高度集中的、指令性的、军事动员型的计划经济体制斯大林模式。3.对社会主义改革的认识对社会主义改革的认识(1)社会主义制度需要在发展的道路上自我调整和自我完
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