人教版高中物理必修第三册精品课件 第11章 电路及其应用 1.电源和电流 (2).ppt

2.理论推导导体AB中的自由电荷总数N=nlS总电荷量Q=Nq=nlSq3.结论由此可见,从微观上看,电流取决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和导体的横截面积。4.三种速率的区别项目电子定向移动的速率电子热运动的速率电流传导的速率物理意义电流是由电荷的定向移动形成的,电流I=neSv,其中v就是电子定向移动的速率构成导体的电子在不停地做无规则热运动,由于热运动向各个方向运动的机会相等,故不能形成电流闭合开关的瞬间,电路中各处以光速c建立恒定电场,在恒定电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流大小10-5m/s105m/s3×108m/s典型例题【例题2】(多选)一横截面积为S的铜导线,流过的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e,此时电子的定向移动速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()答案:ACD错误;由于自由电子定向移动的速率是v,所以在时间Δt内,位于横截面积为S、长为l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面,这段导线的体积V=Sl=SvΔt,所以Δt内通过横截面的自由电子数为N=nV=nvSΔt,A正确,B错误。利用I=nqSv分析问题应注意的三个方面1.各个物理量都要用国际单位。2.正确理解各符号的意义,特别是n表示导体中单位体积内的自由电荷数,v表示自由电荷定向移动速度的大小。3.若已知单位长度的自由电荷数为n,则电流的微观表达式为I=nqv。【变式训练2】(多选)一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I,则下列说法正确的有()A.自由电子定向移动的速率为v0CD解析:本题通过考查电流的微观表达式,培养科学思维。对电流微观表达式I=nqSv,式中n为单位体积内自由电荷数,而本题中n为单位长度内的自由电子数,t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度vt内的自由电子,其数量为nvt,电课堂小结随堂练习1.(电源的理解)关于电源的作用,下列说法正确的是()A.电源的作用是为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是能直接释放电能C.电源的作用就是保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来答案:C解析:电源是提供能量的装置,电源供电的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程,故A、B错误;电源能使导体两端保持稳定的电压,从而使导体中保持持续的电流,故C正确,D错误。2.(电流的理解)关于电流,下列说法正确的是()A.通过导线横截面的电荷量越多,电流越大B.电子运动的速度越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量答案:C解析:由I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大,并非通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大,故A错误,C正确。根据电流的微观表达式I=nevS可知,电子运动的速率越大,电流不一定越大,还与单位体积内自由电子数n、横截面积S有关,故B错误。电流有大小和方向,但电流是标量,故D错误。3.(公式I=的理解和应用)某电解池,如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某横截面,那么通过这个横截面的电流是()A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A答案:D解析:由题意,1s内通过横截面正离子的电荷量为q1=2n1e,负离子的电荷量绝对值为q2=n2e,将n1=5×1018,n2=1×1019,e=1.6×10-19C,t=1s,代入解得I=3.2A,故选D。4.(对电流微观表达式的理解和应用)有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,下列说法正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等答案:B解析:由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,因此通过乙导体的电流是甲导体的2倍,故A错误,B正确。由于I=nqSv,所以v=,由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道),所以无法判断v,故C、D错误。*？十年寒窗磨利剑，一朝折桂展宏图！1.电源和电流课标定位1.了解电流的形成,知道电