第1節(jié)電源和電流人教版課件

1、v本章主要內(nèi)容有電阻的串并聯(lián)、歐姆定律、電阻定律、焦耳定律、閉合電路的歐姆定律、電路中的能量守恒定律、多用電表、簡(jiǎn)單的邏輯電路等課標(biāo)領(lǐng)航課標(biāo)領(lǐng)航v(4)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)電阻和電容電路的分析與計(jì)算(5)故障電路的分析與判斷此類(lèi)問(wèn)題緊密聯(lián)系實(shí)際，對(duì)靈活運(yùn)用知識(shí)的能力要求較高(6)非線性電路的分析與求解v本章的核心內(nèi)容是歐姆定律；重點(diǎn)是電路的分析和計(jì)算；難點(diǎn)是電路的設(shè)計(jì)；高考熱點(diǎn)是電路動(dòng)態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)第一節(jié)電源和電流第一節(jié)電源和電流v一、電流及其產(chǎn)生條件v1電荷的 移動(dòng)形成電流v2形成電流的條件v(1)物體內(nèi)部必有v(2)導(dǎo)體兩端存在v3電流的方向：規(guī)定 定向運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较蜃杂呻姾勺杂呻姾呻妱?shì)差電勢(shì)差

2、正電荷正電荷定向定向v在電解液和金屬導(dǎo)體中都可以形成電流,它們形成電流時(shí)有什么不同？v【思考提示】金屬導(dǎo)體中是自由電子定向移動(dòng)形成電流，而電解液中是正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流v二、電源的作用v1維持電源的正、負(fù)極間有一定的 v2在閉合電路中，使導(dǎo)線中的自由電子發(fā)生 ，保持 的電流電勢(shì)差電勢(shì)差定向移動(dòng)定向移動(dòng)持續(xù)持續(xù)v三、恒定電場(chǎng)v1定義：由穩(wěn)定分布的 所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)v2形成：當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由 、 等電路元件所積累的電荷共同形成的v3特點(diǎn)：任何位置的 都不隨時(shí)間發(fā)生變化v在靜電場(chǎng)中所學(xué)的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場(chǎng)中同樣適用電荷電荷電源電源導(dǎo)線導(dǎo)線場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)

3、v四、恒定電流v 、 都不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為恒定電流v1電流的定義： v2公式： .v3國(guó)際單位： ；常用單位還有 大小大小方向方向單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某導(dǎo)體橫截面的單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某導(dǎo)體橫截面的電荷量電荷量iq/t安培安培毫安、微安毫安、微安v一、對(duì)電流概念的理解v1電流雖有大小和方向，運(yùn)算遵循代數(shù)法則，但不是矢量v2qit是求電荷量的重要公式，其變形公式iv求出的是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值，對(duì)恒定電流來(lái)說(shuō)，其瞬時(shí)值與平均值相等v3電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，應(yīng)用i時(shí)，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對(duì)值之和v4不能說(shuō)iq，i ，因?yàn)橛蒳

4、nqsv(決定式)，可知i與q及t無(wú)關(guān)v計(jì)算電流時(shí)，首先要分清形成電流的電荷種類(lèi)，是只有正電荷或負(fù)電荷，還是正、負(fù)離子同時(shí)存在其次要注意計(jì)算電流大小時(shí)，只需代入電量的絕對(duì)值另外公式是iq/t而不是iq/(st) 特別提醒特別提醒v二、電流的微觀表達(dá)式v如圖211所示，ad表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為s，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷所帶的電荷量為q.圖圖211v1由inqsv可以看出，導(dǎo)體面積越大的位置電荷定向移動(dòng)的速率越小v2公式inqsv是由i 推導(dǎo)出來(lái)的，適合于從微觀出發(fā)研究電流的大小其中n為導(dǎo)體

5、單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)特別提醒特別提醒v三、三種速率的比較v1電子定向移動(dòng)的速率v(1)物理意義：電流就是由電荷的定向移動(dòng)形成，電流inesv，其中v就是電子定向移動(dòng)的速率，一般為105 m/s的數(shù)量級(jí)v(2)大?。?05 m/sv2電子熱運(yùn)動(dòng)的速率v(1)物理意義：構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流，常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)為105 m/sv(2)大小：105 m/sv3電流傳導(dǎo)的速率v(1)物理意義：等于光速，閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中光速c建立恒定電場(chǎng)，在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開(kāi)始定向移動(dòng)，整個(gè)電路

6、也幾乎同時(shí)形成了電流v(2)大?。?108 m/sv由于電荷定向移動(dòng)的速率很小，所以當(dāng)電路閉合后，電荷并不是瞬間從電源運(yùn)動(dòng)到用電器，而是瞬間在系統(tǒng)中形成電場(chǎng)，使導(dǎo)體中所有自由電荷同時(shí)做定向移動(dòng)形成電流 特別提醒特別提醒v以下說(shuō)法正確的是()va只要有可以自由移動(dòng)的電荷，就能存在持續(xù)電流vb金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)作用下形成的類(lèi)型一類(lèi)型一對(duì)電流概念的理解對(duì)電流概念的理解vc電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率vd在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí)，它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了v【思路點(diǎn)撥】本題從形成持續(xù)電流的原因及三種速率的區(qū)別分析解答v【解析】要有持續(xù)電流必須有持續(xù)的電壓，

7、a不對(duì)；導(dǎo)體中形成電流的原因是導(dǎo)體兩端加上電壓，于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流，b正確；電流的傳導(dǎo)速率等于光速，電子定向移動(dòng)的速率很小，c不對(duì)；在形成電流時(shí)電子定向移動(dòng)，并不是熱運(yùn)動(dòng)就消失了，其實(shí)電子仍然做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，d不對(duì)v【答案】bv1關(guān)于電流，以下說(shuō)法正確的是()va通過(guò)截面的電荷量多少就是電流的大小vb電流的方向就是電荷定向移動(dòng)的方向vc在導(dǎo)體中，只要自由電荷在運(yùn)動(dòng)，就一定會(huì)形成電流vd導(dǎo)體兩端沒(méi)有電壓就不能形成電流v解析：選d.根據(jù)電流的概念，電流是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，故a錯(cuò)；規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，?fù)電荷(如

8、電子)定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反，故b錯(cuò)；形成電流的原因是導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷做定向運(yùn)動(dòng)，如果兩端沒(méi)有電壓，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷只能做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故c錯(cuò)，d對(duì)v 如圖212所示，在nacl溶液中，正、負(fù)電荷定向移動(dòng)，方向如圖所示若測(cè)得2 s內(nèi)有1.01018個(gè)na和cl通過(guò)溶液內(nèi)部的橫截面m，試問(wèn)：溶液中的電流方向如何？電流多大？圖圖212類(lèi)型二類(lèi)型二公式公式 的應(yīng)用的應(yīng)用v【思路點(diǎn)撥】電流是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一導(dǎo)體橫截面的電荷量，從題意中可知電流是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)形成，故電荷量應(yīng)為正、負(fù)電荷量的絕對(duì)值之和v【答案】方向由a指向b0.16 av【思維總結(jié)】由 求解i值的關(guān)鍵是找出某一截面積經(jīng)

9、過(guò)t時(shí)間所通過(guò)的電荷的電量，而在電解液導(dǎo)體中，形成電流的自由電荷是正、負(fù)離子，所以q表示的是通過(guò)的正負(fù)離子電量的絕對(duì)值之和v2一個(gè)半徑為r米的細(xì)橡膠圓環(huán)，均勻地帶上q庫(kù)侖的負(fù)電荷，當(dāng)它以角速度(弧度/秒)繞中心軸線順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中等效電流的大小為()v 有一橫截面積為s的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為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)電子定向移動(dòng)的速率為v，則在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為 ()類(lèi)型三類(lèi)型三電流微觀表達(dá)式電流微觀表達(dá)式inqsv的應(yīng)用的應(yīng)用v【答案】acv【思維總結(jié)】在電流的微觀表達(dá)式inqsv中，n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，是

10、由導(dǎo)體本身的材料決定的，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面的大小無(wú)關(guān)v3一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是s，導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n，金屬內(nèi)的自由電子電荷量為e，自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率為v0，導(dǎo)體中通過(guò)的電流為i，以下說(shuō)法中正確的是()va自由電子定向移動(dòng)的速率為v0vb自由電子定向移動(dòng)的速率為vc自由電子定向移動(dòng)的速率為真空中的光速cvd自由電子定向移動(dòng)的速率為v解析：選d.電流在導(dǎo)體內(nèi)的傳導(dǎo)速率等于光速，而自由電子定向移動(dòng)的速率遠(yuǎn)小于光速，所以c錯(cuò)自由電子在金屬內(nèi)無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率v0與金屬導(dǎo)體的溫度有關(guān)，它與電流無(wú)關(guān)，故a錯(cuò)當(dāng)n為單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)時(shí)，inesv，當(dāng)n為單位長(zhǎng)度內(nèi)的自

11、由電子數(shù)時(shí)，inev，故b錯(cuò)d正確v1下列敘述中正確的是()va導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流vb國(guó)際單位制中電流的單位是安vc電流強(qiáng)度是一個(gè)標(biāo)量，其方向是沒(méi)有意義的vd對(duì)于導(dǎo)體，只要其兩端電勢(shì)差不為零，電流必定不為零v解析：選bd.電流產(chǎn)生的條件包括兩個(gè)方面：一是有自由電荷；二是有電勢(shì)差導(dǎo)體中有大量的自由電子，因此只需其兩端具有電勢(shì)差即可產(chǎn)生電流，在國(guó)際單位制中電流的單位為安v2關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)法中正確的是()va電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端vb電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端vc電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同vd電容器充電時(shí)，電

12、流從負(fù)極板流出，流入正極板v答案：adv3金屬導(dǎo)體中有電流時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的速率為v1，電子熱運(yùn)動(dòng)速率為v2，電流的傳導(dǎo)速率為v3，則()vav1最大bv2最大vcv3最大 d無(wú)法確定v解析：選c.電場(chǎng)傳播的速率(或電流的傳導(dǎo)速率)等于光速，而電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，常溫下數(shù)量級(jí)為105 m/s，自由電子定向移動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)一般為105 m/s，所以c選項(xiàng)正確v4給一粗細(xì)不均勻的同種材料制成的導(dǎo)體通電，下列說(shuō)法正確的是()va粗的地方電流大，細(xì)的地方電流小vb粗的地方電荷定向移動(dòng)速率大，細(xì)的地方小vc各處的電流大小相同vd粗的地方電荷定向移動(dòng)速率小，細(xì)的地方大v解析：選cd.同一根導(dǎo)線上的電流相等，故c對(duì)由inqsv知，d對(duì)v5如圖213所示，電解池內(nèi)只含有一種cucl2電解質(zhì)的電解液，t s內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)截面s的銅離子數(shù)是n，