第二章 1 电流 电压 电阻-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（教科版）

1　电流　电压　电阻

[学习目标]　1.了解形成电流的条件、电流的定义式及微观表达式(重难点)。2.理解欧姆定律。3.认识多用电表并能够进行电流表和电压表的改装(重难点)。

一、温故而知新(电路、电流、电压、电阻)

1．电路

(1)组成：至少由电源、用电器、导线和开关四部分组成。

(2)电路的三种状态：通路、断路、短路是电路的三种状态，其中短路是必须避免出现的。

(3)电路的两种最基本的联接方式：串联和并联。

2．电流

(1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。

(2)定义：某段时间内通过导体截面的电荷量q与通电时间t的比。

(3)表达式：I＝(q是在时间t内通过导体某一横截面的电荷量)。

(4)符号及单位：电流用符号I表示，国际制单位是安培，符号为A。常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1 A＝103 mA＝106 μA。

(5)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的正方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。

注意：电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。

3．电压

(1)电压是形成电流的必要条件。

(2)单位：在国际单位制中它的单位是伏特，简称伏，符号是V。

(3)电压的测量：测量电压使用电压表，它必须与被测量电路并联，这是因为并联电路各支路电压相等。

4．电阻

(1)定义：导体两端电压与通过导体电流之比。

(2)表达式：R＝。

(3)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。

5．欧姆定律

(1)内容：通过导体的电流I跟它两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。

(2)公式：I＝。

(3)适用条件：在通常温度下的金属或电解质溶液。

例1　在2 s内有0.1 C的电荷通过横截面积为2 mm2的金属导体，则电流大小为(　　)

A．0.025 A   B．0.05 A

C．0.1 A   D．0.02 A

答案　B

解析　根据电流的定义式可知，I＝＝ A＝0.05 A，故B正确，A、C、D错误。

针对训练1　电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，在通电5分钟的时间内，通过电阻横截面的电子数为(e＝1.6×10－19 C)(　　)

A．1 500个   B．9.375×1019个

C．9.375×1021个   D．9.375×1020个

答案　C

解析　由q＝It和n＝得n＝＝9.375×1021个，故选C。

例2　(2023·宜宾市叙州区第一中学校高二期中)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法正确的是(　　)

A．电流大小为，电流方向为顺时针

B．电流大小为，电流方向为顺时针

C．电流大小为，电流方向为逆时针

D．电流大小为，电流方向为逆时针

答案　C

解析　电子绕核运动可等效为环形电流，电子运动周期为T＝，根据电流的定义可得电流大小为I＝＝＝，因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确。

例3　(2023·内江市第六中学高二期中)如图所示，电解槽内有一价离子的电解溶液，溶液中插有两根碳棒A、B作为电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过，假设时间t内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是(　　)

A．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消

B．负离子定向移动的方向是从B到A

C．溶液内电流方向从B到A，电流I＝

D．溶液内电流方向从B到A，电流I＝

答案　D

解析　溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流是叠加的，A错误；A棒为负极，B棒为正极，则负离子定向移动的方向是从A到B，B错误；电流方向从B到A，电流大小为I＝＝，C错误，D正确。

1．金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量。

2．电解质溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。

3．电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子电荷量的绝对值之和。