研究电流、电压和电阻.docx

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1、3.2研究电流、电压和电阻学习目标知识脉络1.知道电流的定义及形成电流的微观机理，掌握定义Q式I＝t和决定式I＝nqvS．(重点)2．理解电压就是沿电流方向的电势降落．(难点)3．知道电阻形成原理及电阻与温度的关系.电流电压电阻[先填空]1．电流(1)定义：物理学中把流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫做电流．Q(2)定义式：I＝t.(3)单位：安培．常用单位还有毫安和微安；换算关系：1A＝103mA＝106μA.(4)电流的方向：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向．(5)物理意义：反映电流强弱的物理量．2．电流的形成(1)电源在导体中

2、产生电场，导体中的自由电子在电场力的作用下，发生定向移动，形成电流．(2)导体电流的微观表达式I＝nqvS.3．电压(1)沿电流方向上的任意两点间都有电势差，这就是电路中的电压．(2)电路中沿电流方向的电势是逐渐降低的．4．电阻(1)金属导体中的自由电子，在电场力作用下做定向运动的过程中，自由电第1页子与晶体点阵上的原子实碰撞形成对电子定向运动的阻碍作用，是“电阻”产生的原因．(2)纯金属电阻的阻值与温度间的关系：R＝R0(1＋αt)，式中R表示金属在t℃时的电阻，R0表示金属在0℃时的电阻值，α叫做电阻的温度系数．[再判断]1．在电路中沿着电流的方向

3、电势逐渐升高．(×)2．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.(√)3．自由电子与原子实的碰撞是产生电阻的根本原因．(√)[后思考](1)假设电源两极的电压为1.5V，若选择电源的正极为零电势点，那么它的负极电势是多少？【提示】－1.5V.(2)电阻元件在通电时发热的原因是什么？【提示】电阻元件通电时，自由电子不断地与晶体点阵上的原子实碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了．[合作探讨]如图3-2-1所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流．图3-2-1探讨1：盐水中的电流和

4、金属导线中的电流形成机制有什么不同？【提示】盐水中的电流是Cl－离子和Na＋离子同时反向定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的．探讨2：盐水中的电流沿什么方向？【提示】左．探讨3：假设ts内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚面，则电路中的电流多大？2Ne【提示】I＝t.第2页[核心点击]1．理解电流概念需注意的几个要点q(1)公式I＝t中，q是通过导体横截面的电荷量，而不是通过导体单位横截面积的电荷量．(2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．(3)横截

5、面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．(4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定向移动的方向相反．在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极．电流虽然有大小和方向，但电流是标量，而不是矢量．因此电流的合成不遵循平行四边形定则．2．电流的微观表达式I＝nqSv(1)建立模型图3-2-2如图3-2-2所示，AB表示粗细均匀的一段导体，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.设导体的长度为L，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.(2)

6、理论推导导体AB中的自由电荷总数N＝nLS总电荷量Q＝Nq＝nLSq所有这些电荷都通过导体横截面所需要的时间Lt＝vQQnLSq根据公式I＝t知，导体AB中的电流I＝t＝L＝nqSv.v(3)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、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积．3．三种速率的区别第3页电子定向移动的速率电子热运动的速电流传导的速率率构成导体的电子电流是由电荷的定向在不停地做无规等于光速，闭合开关的瞬则热运动，由于热间，电路中各处以光速c物移动形成的，电流I运动向各个方向建立恒定电场，在恒定电理＝n

7、eSv，其中v就是运动的机会相等，场的作用下，电路中各处意电子定向移动的速故不能形成电流，的自由电子几乎同时开始义率，一般为10－5m/s常温下电子热运定向移动，整个电路也几的数量级动的速率数量级乎同时形成了电流为105m/s大－5m/s58小1010m/s3×10m/s1．(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕中心轴线以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有()A．若ω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．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，则橡胶环拉伸，使环

8、半径增大，电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小【解析】正电荷Q