2018-2019学年高中物理选修3-1沪科版课件：3.2 研究电流、电压和电阻 (共26张PPT)

3.2　研究电流、电压和电阻 学习目标 思维脉络 　　1.知道电场与电流形成的关系,能从金属导体的微观结构分析电流的形成机理。 2.知道电路中的电压与电势降落的关系,理解电路中电势变化的规律。 3.能从微观上解释“电阻”产生的根本原因,知道纯金属电阻与温度的关系。 一 二 三 一、电场与电流 1.电流 (1)定义:流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值。 (2)定义式:I=。 (3)单位:国际单位制中,电流的基本单位是安培,符号A。 常用单位:毫安(mA)、微安(μA);1 A=103 mA=106μA。 (4)方向:规定为正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (5)物理意义:表示电流强弱的物理量。 友情提示 金属导体中是自由电子定向移动形成电流,而电解液中是正、负离子定向移动形成电流。 一 二 三 2.电流的微观表达式 (1)推导:如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体,长为l,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。 AD导体中的自由电荷总数N=nlS。 总电荷量Q=Nq=nlSq。 所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间t=。 根据公式Q=It可得 导体AD中的电流I==nqSv。 一 二 三 (2)从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小,还与导体的横截面积有关。 (3)三种速率的区别 ①形成电流的速率等于光速,电路一接通,导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流。(对整体而言) ②电子定向移动的速率,其大小与电流有关,一般的数量级为10-5 m/s。(对每个电子而言) ③电子热运动速率,任何微观粒子都做无规则运动,其速度与温度有关,在常温下金属中自由电子做无规则热运动的平均速率约为1×105 m/s。 一 二 三 练一练 (多选)(2014·河南安阳检测)关于电流的概念,下列说法正确的有(　　) A.导体中有电荷运动就形成电流 B.电流是一个矢量,正电荷定向移动的方向就是其方向 C.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,安培是其基本单位 D.对于导体,只要其两端的电势差为零,电流就必为零 解析:导体中有大量的自由电子,总在不停地做无规则运动,没有定向运动,电流为零,选项A错误。电流