2018-2019学年高中物理沪科版选修3-1（课件+教师用书）第3章 3.2　研究电流、电压和电阻 (2份打包)

3.2　研究电流、电压和电阻 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道电流的定义及形成电流的微观机理，掌握定义式I＝和决定式I＝nqv S．(重点) 2．理解电压就是沿电流方向的电势降落．(难点) 3．知道电阻形成的微观原因及电阻与温度的关系. [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电场与电流 1．电流 (1)定义：物理学中把流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫作电流． (2)定义式：I＝. (3)单位：安培． 常用单位还有毫安和微安；换算关系：1 A＝103mA＝106μA. (4)电流的方向：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向． (5)物理意义：反映电流强弱的物理量． 2．电流的形成 (1)电源在导体中产生电场，导体中的自由电子在电场力的作用下，发生定向移动，形成电流． (2)导体电流的微观表达式I＝nqvS. 二、电路中的电压和电势降落 1．沿电流方向上的任意两点间都有电势差，这就是电路中的电压． 2．电路中沿电流方向的电势是逐渐降低的． 三、电阻是怎样形成的 1．金属导体中的自由电子，在电场力作用下做定向运动的过程中，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，是“电阻”产生的原因． 2．纯金属电阻的阻值与温度间的关系：R＝R0(1＋αt)，式中R表示金属在t_℃时的电阻，R0表示金属在0_℃时的电阻值，α叫作电阻的温度系数． [基础自测] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．) (1)通过截面的电荷量多少就是电流的大小．(×) (2)电流的方向就是电荷定向移动的方向．(×) (3)在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流．(×) (4)导体两端没有电压就不能形成电流．(√) (5)在电路中沿着电流的方向电势逐渐升高．(×) (6)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多. (√) (7)自由电子与原子实的碰撞是产生电阻的根本原因．(√) 【提示】　 (1)×　单位时间内通过电荷的多少就是电流的大小． (2)×　电流的方向是正电荷定向移动的方向． (3)×　电荷的定向移动才能形成电流． (5)×　在电路中沿电流的方向电势逐渐降低． 2．下面说法正确的是(　　) A．电流的方向就是电荷移动的方向 B．在一直流电源的外电路上，越靠近电源负极，电势越低 C．电流都是由电子的定向移动形成的 D．电流是有方向的量，所以是矢量 B　[电流的方向是正电荷定向移动的方向，故A错误；在电路中，沿电流的方向就是电势降落的方向，故B正确．] 3．导体中电流I的表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是(　　) 【导学号：69682139】 A．导体运动的速率　 B．导体传导的速率 C．电子热运动的速率 D．自由电荷定向移动的速率 D　[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，还与导体的横截面积有关，故选D.公式I＝nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率．] 4．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在高电压U作用下被加速，形成大小为I的电流，设电子的电荷量为e，电子质量为m，打在荧光屏上的高速电子全被荧光粉吸收，在t s内打到荧光屏上的电子个数为(　　) A．It　　　　　　　 B．me/t C．It/e D．mIt/e C　[t s内打到荧光屏上的总电荷量q＝It，故有电子数n＝.]＝ [合 作 探 究·攻 重 难] 电流的理解 1．电流的形成 (1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压． (3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合． 2．电流的方向：规定正电荷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的方向相反． 3．电流的大小 (1)定义式：I＝.用该式计算出的电流是时间t内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． (2)两点说明． ①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＝求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． ②q＝It是I＝的变形，是求电荷量的重要公式．其中I是电流在时间t内的平均值． 4．电流是标量：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． 　如图3­2­1所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么： 图3­2­1 (1)正、负离子定向移动的方向如何？ (2)电解槽中的电流方向如何？ (3)4 s内通过横截面AB的电量为多少？ (4)电解槽中的电流为多大？ 思路点拨：正、负离子向相反方向移动时，通过横截面的电荷