2020春新教材高中物理第11章电路及其应用第1节电源和电流课件新人教版必修第三册.ppt

[要点归纳] 1.电流的微观表达式的推导 金属导体中的电流跟自由电子定向移动的速率有关，它们之间的关系可用下述方法简单推导出来。 核心要点 电流的微观表达式 导体左端的自由电子到达右端 2.对电流的微观表达式I＝neSv的理解 [试题案例] [例3] (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q，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(　　) 思路点拨 计算自由电子数目有以下两条思路： (1)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于Δt时间内通过导线横截面的电荷量IΔt与自由电子电荷量q的比值。 (2)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于导线vΔt长度内所含的自由电子数。 答案　　AC 方法归纳　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 [针对训练3] 一段粗细均匀的导线的横截面积为S，导线内自由电子的电荷量为e，导线单位长度内自由电子数为n，自由电子做无规则运动的速率为v，单位时间内通过某一横截面的自由电子数为N。则导线中的电流为(　　) A.neSv B.nev C.N D.Ne 答案　D [要点归纳] 核心要点 三种不同速率的比较 自由电荷定向移动速率 自由电荷定向移动形成电流，其中电荷定向移动的速率一般为10－5 m/s的数量级 无规则热运动速率 导体中的自由电子在不停地做无规则运动，由于沿各个方向无规则运动的机会相等，故不能形成电流。常温下自由电子热运动的速率的数量级为105 m/s 电场传播速率(或电流传导速率) 就是导体中建立电场的速率，等于光速，为3×108 m/s。闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流 [试题案例] [例4] 一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是(　　) A.单位体积内自由电子数较多 B.自由电子定向移动的速率较大 C.自由电子的热运动速率较大 D.电流的传导速度较大 解析　对同一根导线单位体积内的自由电子数是一样的，A错误；电流和自由电子的定向移动的速率有关，与自由电子的热运动速率无关，故B正确，C错误；电流的传导速度是电场的形成速度等于光速c，和电流的大小无关，选项D错误。 答案　B [针对训练4] 导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2。 (1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)? (2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)? (3)自由电子沿导线定向移动1 m，平均要多少时间？ (2)由公式I＝neSv， 答案　(1)6.25×1018个　(2)7.35×10－5 m/s　(3)3.78 h * * 目录 CONTENTS * 目录 CONTENTS * 目录 CONTENTS * * 本节内容结束 第1节　电源和电流 核心 素养 物理观念 科学思维 1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场。 2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式q＝It分析相关问题。 会推导电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素。 知识点一　电　源 [观图助学] 如图所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R中自由电子会在静电力的作用下定向移动，电子在导线中定向移动，导线中有瞬间电流，我们想在导线中产生持续的电流，应该怎样解决呢？ 1.电源的概念：在电路中把在________作用下移动到导体A的电子________到导体B的装置。 2.电源的作用 (1)在导体A、B两端维持一定的________。 (2)使电路中保持________的电流。 静电力 搬运 电势差 持续 3.常见的电源 [思考判断] (1)电源能把其他形式的能转化为电能。(　　) (2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。(　　) √ × [观图助学] 雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是因为有持续的电流流过小灯泡，电流是怎么形成的呢？ 知识点二　恒定电流 1.恒定电场 (1)定义：由____________的电荷所产生的稳定的电场。 (2)形成：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。 (3)特点：导线内的电场线与导线________，电荷的