高中物理沪科版选修3-1ppt课件3.2-研究电流、电压和电阻

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,3,章,学案,2,研究电流、电压和电阻,第3章学案2研究电流、电压和电阻,目标定位,1.,掌握电流的定义及定义式，能应用电流的表达式进行有关,计算,.,2,.,理解电路中的电压与电势降落的关系，掌握电路中电势变化的规律,.,3,.,知道电阻的形成原因，理解金属电阻与温度的关系,目标定位,内容索引,知识探究,达标检测,内容索引,知识探究,1,知识探究1,一、电流,1.,如图,1,所示，盐水中可以形成电流，盐水中电流方向是怎样的呢？,答案,在电场中，盐水中正电荷,Na,向左移动，形成向左的电流，负电荷,Cl,向右移动，形成向左的电流，故盐水中电流方向向左,图,1,一、电流1.如图1所示，盐水中可以形成电流，盐水中电流方向是,2.,如图,2,所示，,AD,表示粗细均匀的一段长为,l,的导体，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,，设导体的横截面积为,S,，导体每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,.,试证明：导体内的电流可表示为,I,nqS,v,.,答案,图,2,2.如图2所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一,高中物理沪科版选修3-1ppt课件3,要点总结,1.,电流：流过导体某一横截面的电荷量,Q,跟所用时间,t,的比值,.,(1),定义式：,I,_,(2),单位,：,，符号,；,常用的电流单位还有：毫安,(mA),、微安,(A).,1 A,mA,；,1 A,A,(3),方向：,规定,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,方向,.,安培,A,10,3,10,6,正电荷,相反,要点总结1.电流：流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的,2.,电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用,I,时,，,Q,为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量,的,.,3.,从微观上看，电流,I,，,即,I,决定于导体中单位体积内的自由电荷数,n,、每个自由电荷的电荷量,q,、,自由电荷,，,导体的横截面积,S,.,绝对值之和,nqS,v,定向移动速率,v,2.电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向,4.,三种速率的比较,(1),电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率,v,，也是公式,I,nqS,v,的,v,，大小约为,10,5,m/s.,(2),电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，,为,m/s.,闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立电场，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,.,(3),电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为,10,5,m/s.,由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流,.,3,10,8,4.三种速率的比较3108,延伸思考,答案,不对，电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量,.,有的同学说：,“,电流有方向，电流就是矢量,”,对吗？,延伸思考 答案不对，电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所,典型例题,例,1,在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在做定向移动，方向如图,3,所示,.,如果测得,2 s,内分别有,1.0,10,18,个正离子和,1.0,10,18,个负离子通过溶液内部的横截面,M,，则溶液中电流的方向如何？电流多大？,答案,解析,由,A,指向,B,0.16 A,图,3,典型例题例1在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在做定,水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动,.,电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由,A,指向,B,.,每个离子的电荷量是,e,1.6,10,19,C.,该水溶液导电时负离子由,B,向,A,运动，负离子的定向移动可以等效看作是正离子反方向的定向移动,.,所以，一定时间内通过横截面,M,的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和,.,水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相,例,2,铜的摩尔质量为,m,，密度为,，每摩尔铜原子有,n,个自由电子，今有一根横截面积为,S,的铜导线，当通过的电流为,I,时，电子平均定向移动速率,为,答案,解析,例2铜的摩尔质量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子,假设电子定向移动的速率为,v,，那么在,t,时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积,v,t,S,中的自由电子数，而体积为,v,tS,的铜的质量为,v,tS,，,假设电子定向移动的速率为v，那么在t时间内通过导体横截面的自,二、电路中电势变化的规律欧姆定律,如图,4,所示，用多用电表测量,R,1,、,R,2,未接入电路时的电阻值，闭合开关，用多用电表的电压挡测量,ab,、,bc,、,ac,的电势差，用电流挡测量线路的电流，分析测量结果，能得到怎样的结论,.,图,4,答案,实验结论：,U,ab,IR,1,U,bc,IR,2,U,ac,U,ab,U,bc,二、电路中电势变化的规律欧姆定律如图4所示，用多用电表测量,要点总结,1.,沿着电流的方向电势,逐渐,，,所以电路中任意两点之间的电势差又,叫,.,从电源正极到负极总的电势降落等于电路中沿电流方向的电势降落,的,.,即,U,总,U,1,U,2,.,2.,欧姆定律：导体中的电流,I,跟导体两端的电压,U,成,，,跟导体的电阻,R,成,.,(1),公式：,I,_,.,(2),适用条件：适用于金属导体和电解质溶液，不适用于气态导体和半导体元件,.,降低,电势降落,和,正比,反比,要点总结1.沿着电流的方向电势逐渐 ，所以电,典型例题,例,3,如图,5,所示的图像所对应的两个导体,：,(1),电阻,R,1,R,2,为多少？,图,5,答案,3,1,解析,典型例题例3如图5所示的图像所对应的两个导体：图5 答案3,高中物理沪科版选修3-1ppt课件3,(2),若两个导体中的电流相等,(,不为零,),时，电压之比,U,1,U,2,为多少？,答案,3,1,解析,由欧姆定律得,U,1,I,1,R,1,，,U,2,I,2,R,2,，,由于,I,1,I,2,，则,U,1,U,2,R,1,R,2,3,1.,(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1U2,(3),若两个导体中的电压相等,(,不为零,),时，电流之比,I,1,I,2,为多少？,答案,1,3,解析,由于,U,1,U,2,，则,I,1,I,2,R,2,R,1,1,3.,(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1I2,三、导体的电阻,电流通过导体时为什么存在电阻？导体为什么发热？,答案,导体中的自由电子在电场力作用下做定向移动，但在移动过程中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，宏观上表现为导体发热,.,自由电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，这是,“,电阻,”,产生的根本,原因,.,三、导体的电阻电流通过导体时为什么存在电阻？导体为什么发热？,要点总结,1.,电阻：反映了导体对电流,的,作用,.,(1),定义式：,R,.,(2),单位,：,，,符号,是,.,常用单位：,k,、,M.1 k,，,1 M,.,2.,电阻的产生原因：自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对电子定向移动的阻碍作用,.,它也是电阻元件发热的原因,.,3.,金属导体的电阻会随着温度的升高,而,，,即,R,R,0,(1,t,),，其中,R,表示金属在,t,时的电阻，,R,0,表示金属在,0,时的电阻值，,叫做电阻的温度系数,.,阻碍,欧姆,10,3,10,6,增大,要点总结1.电阻：反映了导体对电流的 作用.阻碍,典型例题,例,4,电路中有一段导体，如果给它加上,3 V,的电压，通过它的电流,为,2,mA,，可知这段导体的电阻为,_,；如果给它加上,2 V,的电压，则通过它的电流为,_,mA,；如果在它两端不加电压，则它的电阻为,_.,答案,1 500,解析,1.33,1 500,典型例题例4电路中有一段导体，如果给它加上3 V的电压，通,高中物理沪科版选修3-1ppt课件3,达标检测,2,达标检测2,1.(,电流的理解,),关于电流的说法中正确的,是,A.,根据,I,，,可知,I,与,Q,成正比,B.,如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的,电,流,是恒定电流,C.,电流有方向，电流是矢量,D.,电流的单位,“,安培,”,是国际单位制中的基本单位,1,2,3,4,答案,解析,1.(电流的理解)关于电流的说法中正确的是1234答案解析,1,2,3,4,依据电流的定义式可知，电流与,Q,、,t,皆无关，显然选项,A,错误,.,虽然,电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项,B,、,C,错误,.,1234依据电流的定义式可知，电流与Q、t皆无关，显然选项A,2.(,公式,I,的,理解和应用,),某电解液，如果在,1 s,内共有,5,10,18,个二价正离子和,1,10,19,个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流大小,为,A.0,B.0.8,A,C.1.6 A,D.3.2,A,答案,解析,1,2,3,4,2.(公式I 的理解和应用)某电解液，如果在1 s内共,1,2,3,4,1234,3.(,欧姆定律的理解,),根据欧姆定律，下列判断正确的,是,A.,导体两端的电压越大，电阻就越大,B.,导体中的电流越大，电阻就越小,C.,比较几只电阻的,I,U,图像可知，电流变化相同时，电压变化较小,的,图像,是属于阻值较大的那个电阻的,D.,由,I,可知,，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比,1,2,3,4,答案,解析,3.(欧姆定律的理解)根据欧姆定律，下列判断正确的是1234,1,2,3,4,1234,4.(,欧姆定律的应用,),如图,6,所示，,A,、,B,、,C,为三个通电导体的,I,U,关系图像,.,由图可知，电阻最大的导体是,_,；若在导体,B,两端加上,10 V,电压时，通过导体,B,的电流是,_.,1,2,3,4,图,6,答案,解析,C,2.5 A,4.(欧姆定律的应用)如图6所示，A、B、C为三个通电导体的,1,2,3,4,1234,本课结束,本课结束,感谢阅读下载！,仅供参考学习之用！,感谢阅读下载！,