第三章 第1节 导体的伏安特性曲线-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（粤教版2019）

第三章　恒定电流 第一节　导体的伏安特性曲线 1．知道电流是如何形成的及其产生条件，掌握电流的定义式I＝和单位． 2．会推导电流的微观表达式I＝nqSv，了解表达式中各物理量的含义． 3．理解欧姆定律I＝，会用欧姆定律进行相关计算． 4．理解导体的伏安特性曲线． 一　电流 1．电流是由电荷定向移动形成的． 2．产生电流的条件 (1)有能够自由移动的电荷——自由电荷． (2)导体两端存在电压． 3．电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反． 4．电流的定义：为了表示电流的强弱，物理学中把通过某段导体横截面的电量Q与所用时间t之比称为通过这段导体的电流．用I表示电流，则I＝． 5．电流的单位：国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A.1 A＝1_C/s．常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)． 6．直流和恒定电流：如果导体中的电流方向不随时间而改变，则这样的电流称为直流．如果电流的方向和强弱都不随时间而改变，则这样的电流称为恒定电流． 7．电流的微观表达式：I＝nqSv．式中n为导体中单位体积内所含自由电荷数，q为每个自由电荷的电量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的平均速率． 二　欧姆定律 1．内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比． 2．公式：I＝． 3．计算电阻的表达式R＝. 4．在实验中，我们通过用电压表测量导体两端电压、用电流表测量通过导体的电流的方法来计算导体的电阻，这样的方法叫作伏安法． 三　导体的伏安特性曲线 1．导体的伏安特性曲线：以纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U画出的I­U图像叫作导体的伏安特性曲线． 2．在温度不太高时，同一金属的I­U图像是一条通过原点的直线．这表明，同一导体的电阻与电压和电流无关，而是由导体本身的性质决定的． 3．线性元件：伏安特性曲线是过坐标原点的直线的电学元件，欧姆定律适用于线性元件． 非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件． 1．想一想 电流有方向，所以电流是矢量吗？ 提示：不是，电流的计算遵循代数运算法则，所以是标量． 2．判一判 (1)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．(　　) (2)电子定向移动的方向就是电流的方向．(　　) (3)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(　　) (4)由欧姆定律变形可得R＝，所以导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比．(　　) (5)电阻的伏安特性曲线中，斜率表示导体的电阻．(　　) (6)欧姆定律不适用于非线性元件，所以计算公式R＝也不适用．(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)× 课堂任务　电流 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 活动1：电流是由电荷定向移动形成的．据此，要形成电流，首先必须有能够自由移动的电荷——自由电荷．那么，在什么条件下，导体中的自由电荷才能定向移动呢？ 提示：当导体的两端分别与电源的两极连接时，导体两端有了电压，此时，导体中也有了电场，导体中的自由电荷就在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．可见，导体中产生电流的另一条件是导体两端存在电压． 活动2：电流是有方向的，习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．在金属中，能够移动的是自由电子，那么金属中电流的方向是怎样的呢？ 提示：与电子定向移动的实际方向相反． 活动3：通过预习我们知道，物理学中把通过某段导体横截面的电量Q与所用时间t之比称为通过这段导体的电流，即I＝.如图所示，一段均匀导体长度为L，横截面积 S．设导体中单位体积内所含自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，自由电荷定向移动平均速率为v.试推导出导体中电流I的表达式． 提示：导体中的自由电子总数：N＝nLS，总电荷量：Q＝Nq＝nLSq 所有这些电荷都通过横截面所需要的时间：t＝ 则导体中的电流I＝＝＝nqSv. 1．对公式I＝的理解 电流的强弱程度用电流表示，符号是I.单位时间内流过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，且I＝. (1)公式I＝求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等． (2)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，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为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． 2．对公式I＝nqSv的理解 (1)I＝nqSv是电流的微观表达式，其中n为导体中单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，v为自由电荷定向移动的平均速率，S为导体的横截面积． (2)导体中电流的强弱I取决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、自由电荷定向移动的平均速率v、导体的横截面积S. (3)利用I＝nqSv分析问题时应注意使各物理量都取国际单位． 3．