鲁科版高中物理选修3-1第1节电流

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鲁科版高中物理选修3-1课件高二：3.1电流

随堂练习
UITANG LIANXI
提示:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。用“电流”这一物理量描述电流的强弱程度。是用��的比值来定义电流的。
��
16
探究一
探究二
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
(3)在应用 I=��计算时各个物理量的单位都用国际单位。
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探究一
探究二
2.电流的微观表达式 (1)建立模型
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
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。
探究一
探究二
解析:电荷量 q=It,单位体积内的电子数已知,只要求出 Δt 时间内有多少体积内的电子通过截面,即可求出电子数。
(1)根据电流强度的定义式,可知在 Δt 内通过导线截面的电荷量 q=IΔt。
所以在这段时间内通过的自由电子数为
N=��
=
��Δ��。
��
(2)自由电子定向移动的速率是 v,因此在时间 Δt 内,位于以截面 S 为底、长 l=vΔt 的这段导线内的自由电子都能通过截面。这段导线的体积 V=Sl=SvΔt,所以 Δt 内通过截面 S 的自由电子数为 N=nV=nSvΔt,所以 A、C 正确。

物理选修3-1恒定电流公式归纳

物理选修3-1恒定电流公式归纳学生在学习物理选修教材中的恒定电流内容时，要灵活应用所学解决问题,才能真正掌握物理公式，下面是店铺给大家带来的物理选修3-1恒定电流公式归纳，希望对你有帮助。

物理选修3-1恒定电流公式1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝2.欧姆定律：I=U/R{I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝3.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外{I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝5.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，η=P出/P总{I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R 成反比)电阻关系R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、短接欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)｝、拨off挡。

3.1 电流 — 鲁科版高中物理选修3-1学案

3.1电流学案学习目标：1．知道电流持续存在的条件，并能进行微观解释．2．知道电流的速度并不是电子的运动速度，而是电场的传播速度即3.0×108 m/s，能区别电子的漂移速度(即自由电子定向移动的速度)和电子热运动的速度．3．知道电流的大小、方向和单位，能根据电流的定义式I＝qt进行有关计算，当有正、负离子同时定向移动时，知道式中q的确切含义．基础知识：一、电流的形成1.形成电流的条件①回路中存在自由电荷；②导体两端有电压．(2)导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．二、电流的速度(1)电流的速度是电场的传播速度，它等于光速3.0×108 m/s.(2)电子热运动的平均速率：是构成导体的电子在不停的做无规则热运动，常温下电子热运动的平均速率数量级为105 m/s.(3)电子定向移动速率：自由电子在电场的作用下做整体的定向移动，其移动速度相当慢，数量级大约是10－5 m/s.三、电流的方向(1)电流的方向①规定：正电荷定向移动的方向．②金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反．③外电路中，电流总是从电正极流向电负极．四、电流的大小和单位①定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．②定义式：I＝q t.③单位：A,1 A＝1_C/s常用单位还有mA和μΑ；换算关系：1 A＝103 mA＝106μA.④直流电：方向不随时间改变的电流．恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流．重难点理解：一、电流表达式I＝qt及其方向的理解1．电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，即I＝qt，其中q是时间t内通过某截面的电荷量．2．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝qt时，q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．3．在应用I＝qt计算时注意：(1)各个物理量的单位都用国际制单位．电流的国际单位安培(A)是国际单位制中七个基本单位之一．(2)电量q与时间t要对应．4．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方向相反．二、电流的微观表达式1．从微观上看，电流I＝nqSv，即I决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、自由电荷定向移动速率v，导体的横截面积S.2．三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I＝neSv的v，大小约为10－5 m/s(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，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．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．【例1】关于电流，下列说法中正确的是()A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动速率越大，电流越大C．单位时间内通过导线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【解析】根据电流定义I＝qt可知C对，电流有方向，但电流为标量，故D错．【例2】下列关于电流的说法中，正确的是()A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大C．电路接通后，电子就由电出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器D．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速【解析】区别三种速率，电流的速度为光速，电流的大小与自由电子定向移动的速度有关，与热运动的速率无关．通电瞬间完成，不是电子从电出发到达用电器．【答案】D巩固练习：1．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说( )A．1 h电池供给1 C的电荷量B．1 000 s电池供给8 C的电荷量C．1 s电池供给8 C的电荷量D．1 min电池供给8 C的电荷量2．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A．1 500个B．9.375×1019个C．9.375×1021个D．9.375×1020个3．导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体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( )A．导体运动的速率B ．电流传导的速率C ．电子热运动的速率D ．自由电荷定向移动的速率4．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率很小B ．电子定向移动速率即是电场传导速率C ．电子定向移动速率是电子热运动速率D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动5．某电解池中，若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A参考答案：1.B 【解析】 8 mA ＝8×10－3 A ．即1 s 内电池供给8×10－3 C 的电荷量，1 000 s 供给的电荷量为q ＝It ＝8 C ，故B 正确．2.C 解析 q ＝It ，n ＝q e ＝It e ＝9.375×1021个．3.D 解析从微观上看，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和定向移动速率，还与导体的横截面积有关，故选D.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率就是电流微观表达式I ＝nqSv 中的v .4.AD 解析电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m/s ，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动．故A 、D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105 m/s.故B 、C 错.5.【解析】由题意，2 s 内通过该截面的电荷量q ＝2×1.0×1019×1.6×10－19C ＋2.0×1019×1.6×10－19 C ＝6.4 C ．根据I ＝q t，I ＝3.2 A ．故D 正确．。

高中鲁科版物理选修3-1课件：第3章-第1节-电流-

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4．(多选)截面积为 S 的导线中通有电流 I。已知导线每单位体积
中有 n 个自由电子，每个自由电子的电荷量是 e，自由电子定向移动
的速率是 v，则在时间 Δt 内通过导线横截面的电子数是( )
A．nSvΔt
B．nvΔt
C．IΔe t
D．ISΔet
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AC [电荷量 q＝It，单位体积内的电子数已知，只要求出 Δt 时间内有多少体积的电子通过横截面，即可求出电子数。根据电流的定义式，可知在 Δt 内通过导线横截面的电荷量 q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为 N＝qe＝IΔe t。自由电子定向移动的速率是 v，因此在时间 Δt 内位于以横截面 S 为底、长 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 S 的自由电子数 N＝nV＝nSvΔt，所以 A、C 正确。]
三种速率及电流强度的微观表达式
1．三种速率的理解
电子定向移动的速率
电子热运动的速率
电流就是由电荷的定向构成导体的电子在不停地做无
物
理移动形成的，电流 I＝规则热运动，由于热运动向各
意 neSv，其中 v 就是电子定个方向运动的机会相等，故不
向移动的速率，一般为能形成电流，常温下电子热运义ຫໍສະໝຸດ m 2eUC．eIS
m 2eU
D．ISeΔl
m 2eU
B [设电子束单位体积内含有 n 个电子，由电流的微观表达式
可知 I＝neSv
所以 n＝eSIv 电子经加速电场加速后，满足 eU＝12mv2
由以上各式解得 n＝eIS
m 2eU
所以长度为 Δl 的电子束内的电子个数为 N＝nSΔl＝IΔe l

高中物理第3章恒定电流第1讲电流鲁科版选修3_

第1讲电流[目标定位] 1.知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释.2.了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速度和电子漂移速度(即电子定向移动速度).3.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q ＝It 分析相关问题．一、电流的形成1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压．2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．二、电流的速度1．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108m/s.2．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105_m/s 的平均速率在无规则的运动．3．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5m/s ，被形象的称为“电子漂移”．想一想导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率吗？为什么？答案不等于，事实上电子定向移动的速率是很慢的，而且跟导体材料有关，只是导体中自由电子的定向移动是产生电流的原因．电流的速率可以认为等于光速．三、电流的方向1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向；2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极．想一想金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什么？答案不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相反．四、电流的大小和单位1．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．2．定义式：I ＝q t.3．单位：国际单位：安培，符号A ；常用单位：mA 、μA 换算关系为1A ＝103mA ＝106μA.4．直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电．恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流．想一想电流是有大小和方向的物理量，电流是矢量吗？答案不是．电流的计算不满足平行四边形定则.一、电流形成条件及三种速率的理解1．电流的形成条件(1)回路中存在自由电荷①金属导体的自由电荷是电子．②电解液中的自由电荷是正、负离子．(2)导体两端有电压：电场对电荷有力的作用，例如两个导体间存在电势差，当用一导线连接时，导线中的自由电子会在电场力的作用下运动，形成电流．(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件．导体两端有了持续电压，导体中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流．2．电路中三种速率的比较(1)电子热运动的速率：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，常温下电子热运动的速率数量级为105m/s.(2)电子定向移动的速率：电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s.自由电子在很大的无规则热运动的速率上又叠加上了一个很小的定向移动的速率．(3)电流传导速率：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动而形成了电流．例1在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( )①电子定向移动速率很小②电子定向移动速率即是电场传导速率③电子定向移动速率是电子热运动速率④在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动A．①③B．②C．③D．①④答案 D解析电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动的速率．故①、④正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105m/s.故②、③错误，故选D.借题发挥电荷定向移动的速率很小，当电路闭合后，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动形成电流．二、电流的表达式1．电流虽然有方向但是标量．2．I ＝q t是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系． 3．在应用I ＝q t计算时注意：要分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q 为通过横截面的自由电子的电量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，电量q 为正、负离子电荷量绝对值之和．例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图1所示．如果测得2s 内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M ，则溶液中电流的方向如何？电流多大？图1答案由A 指向B 0.16A解析水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B .每个离子的电荷量是e ＝1.60×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16A.借题发挥电流的定义式I＝q t 中，q 是时间t 内通过某一截面的电荷量，而不是单位截面积内的电荷量．三、电流强度的微观表达式1．建立模型：如图2所示，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 .图22．理论推导：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 ＝lv .根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t ＝nlSq lv＝nqSv .3．结论：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．例3 一段粗细均匀的金属导体的横截面积为S ，导体单位体积内的自由电子数为n ，金属导体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v 0，导体中通过的电流为I ，以下说法中正确的有( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne答案 B 解析 I ＝nevS ，所以v ＝I neSv 为自由电子定向移动的速率.电流形成条件及三种速率的理解1．关于电流，以下说法正确的是( )A ．通过截面的电荷量多少就是电流的大小B ．电流的方向就是电荷定向移动的方向C ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D ．导体两端没有电压就不能形成电流答案 D解析根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A 项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知B 项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流，知C 错、D 对．2．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( )A ．电子定向移动速率很小B ．电子定向移动速率即是电场传导速率C ．电子定向移动速率是电子热运动速率D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动答案 AD解析电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s ，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了速率很小的定向移动．故A 、D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105m/s.故B 、C 错．公式I ＝q t的理解与应用 3．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个答案 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝It e ＝9.375×1021个．电流强度的微观表达4．如图3所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )图3A ．qv B.q vC ．qvSD.qvS答案 A 解析 t s 内棒通过的长度l ＝vt ，总电荷量Q ＝ql ＝qvt .由I ＝Q t ＝qvt t＝qv ，故选项A 正确．题组一对电流的理解1．关于电流，下列叙述正确的是( )A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B ．电源的作用是可以使电路中有持续电流C ．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D ．恒定电流是由恒定电场产生的答案 BD2．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反答案 AD解析在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误；电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确．3．关于电流的方向，下列描述正确的是( )A ．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向B ．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向C ．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向D ．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流答案 AC解析规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A 对，B 错；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C 正确；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，产生的电流的方向相同，故D 错误．题组二公式I ＝q t的理解与应用 4．关于电流的说法中正确的是( )A ．根据I ＝q t，可知I 与q 成正比 B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位答案 D解析依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，显然选项A 错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B 错误．电流是标量，故选项C 错误．5．如图1所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，则以下解释中正确的是( )图1A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向B →AB ．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消C ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1e tD ．溶液中电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2e t答案 D解析正电荷的定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正负电荷反向经过同一截面时，I ＝q t 公式中q 应该是正、负电荷量绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确．6．如图2所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S 铝＝2S 铜．在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1s 内垂直地通过它们的电子数相等．那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )图2A ．I A ＝I BB ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案 A解析这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝q t可知电流强度相等．题组三电流强度的微观表达式7．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( )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答案 D解析从微观上看，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，公式I ＝nqSv 中的v 就是自由电荷定向移动的速率．故选D.8．金属导体内电流增强，是因为( )A ．导体内单位体积的自由电子数增多B ．导体内自由电子定向移动的速率增大C ．导体内电场的传播速率增大D ．导体内自由电子的热运动速率增大答案 B解析对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错．导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确．导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D 错误．9．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，以下说法正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．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大小相等答案 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的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqSv ，所以v ＝I nqS，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．题组四综合应用10．已知电子的电荷量为e ，质量为m .氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？答案 e 22πr 2mkmr 解析根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e ，则有：I ＝Q T ＝e T ，再由库仑力提供向心力有：k e 2r 2＝m 4π2T 2r .得T ＝2πr e mr k .解得I ＝e 22πr 2mkmr .。

鲁科版高中物理选修(3-1)第3章第1节《电流》ppt课件

动的速度上又叠加上了一个很小的
1.在导体中有电流通过时，下列说法中正确的是( ) A．电子定向移动速率很小 B．电子定向移动速率即是电场传导速率 C．电子定向移动速率是电子热运动速率 D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动

【解析】电子定向移动的速率数量级约为 10 － 5m/s ，比较小， A 正确；电场的传导速率的数量级为108 m/s，而电子热运动的速率数量级约为 105 m/s， B、C错误；金属导体中电流的形成就是自由电子在速率很大的无规则运动上附加了一个速率很小的定向移动，D正确．故正确答案为A、D. 【答案】 AD

q 二、正确理解电流的定义式 I＝ t ，并从微观角度认识电流 1．对电流定义式的理解 q (1)定义式 I＝ t 中的 q 是在时间 t 内通过导体横截面的电荷量，不是通过单位横截面的电荷量． (2)电荷量分别为 q1、q2 的同种电荷同方向通过某个截面时，式中的 q＝q1＋q2，而电荷量分别为 q1、q2 的异种电荷反向通过某截面时，式中的 q＝|q1|＋|q2|，这是因为此过程中正、负电荷形成的电流方向相同．

1．电流的形成条件是什么？ 2．电流的速度是多少？ 3．电流的方向是如何规定的？ 4．如何计算电流的大小？

一、电流的形成定向移动 1．概念：自由电荷的流． 2．形成条件：自由电荷． (1)回路中存在着电压． (2)导体两端有持续的 3.0×108 3．电源的作用：提供二、电流的速度电场 1．电流的速度：就等于的电压它等于 m/s.

2．定义式： I＝q/t . 3．单位：安培(A)．常用单位还有；毫安(mA)和微安(μA) 换算关系：1A＝ 1_000 mA＝106μA . 4．直流电：物理学中把方向不随时间改变的电流叫做直流电． 5．恒定电流：方向和大小都不随时间改变流叫做恒定电流．

新鲁科版物理选修3-1同步讲义：电流

第1节电_流1．回路中存在自由电荷和导体两端存在电压是形成电流的条件。

2．电流的速度是3×108 m/s ，区别于电荷定向移动的速率。

3．电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流，I ＝qt 。

且规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

4．物理学中把方向不随时间改变的电流叫直流电，方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流。

一、电流的形成 1．形成电流的条件 (1)回路中存在自由电荷； (2)导体两端存在电压。

2．形成持续电流的条件导体两端有持续电压。

二、电流的速度 1．电流的速度等于电场的传播速度，它等于3×108 m/s 。

2．导体中有电流时同时存在着的三种速率1．规定：正电荷定向移动的方向。

金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反。

2．外电路中，电流总是从电源正极流向电源负极。

四、电流的大小和单位1．定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流。

2．定义式：I ＝qt 。

3．单位：安培。

常用单位还有mA 和μA ；换算关系：1 A ＝103 mA ＝106 μA 。

4．(1)直流电：方向不随时间改变的电流。

(2)恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流。

1．自主思考——判一判(1)金属导体中电子定向移动的速率很大，因为闭合开关，灯泡马上就亮了。

(×) (2)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的。

(√)(3)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的。

(√) (4)电流既有大小又有方向，是矢量。

(×) (5)由I ＝qt 可知，I 与q 成正比。

(×)(6)安培是七个国际基本单位之一。

(√) 2．合作探究——议一议(1)电容器放电过程瞬间完成，不会形成持续电流，而干电池可使电路中保持持续的电流，为什么？[提示] 电容器放电过程中正、负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在电路中形成持续的电流，而干电池内部能够通过非静电力的作用维持电池两极电势差不变，使电路中保持持续的电流。

高中物理选修3-1_第一章静电场知识点总结

物理选修3-1 知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律2．两种电荷：正电荷和负电荷．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。

在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。

3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。

4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。

第一章第2节库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。

这样的带电体就叫做点电荷。

点电荷是一种理想化的物理模型。

（类似于质点）2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。

3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上（吸引力向内，斥力向外）（静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2（库仑扭秤））注意：1.定律成立条件：真空、点电荷3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值使用的方法：库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章第3节电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷（带电体）周围存在着的一种物质。

鲁科版高中物理选修3-1第1节电流.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理第2章第4节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 1．以下说法正确的是( )A．只有导体两端有持续电压才会形成持续电流B．绝缘体接入电路后，一定没有电流通过C．绝缘体内也有自由电子，但很少D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也为零【解析】持续电压和自由电荷是形成持续电流的两个必不可少的条件，所以A、D正确；绝缘体和导体是相对而言的，在一定条件下，绝缘体可以转化为导体．所以B错误，C 正确．【答案】ACD2．下列说法中正确的是( )A．导体中有电荷运动就形成电流B．只要有可以自由移动的电荷，就有电流C．任何物体，只要其两端有电压，就有电流D．导体中没有电流时，则它两端电压一定为零【解析】导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，并没有定向移动，故不能形成电流，所以A、B错误；任何物体中的绝缘物体，并没有可以自由移动的电荷，即使其两端存在电压，也不会形成电流，C错误；导体中没有电流，导体中的自由电子没有定向移动，故导体两端无电压，D正确．故正确答案为D.【答案】 D3．在示波管中电子枪两秒发射了6×1013个电子，则示波管中电流强度的大小为( ) A．3×10－13 A B．3×10－6 AC ．4.8×10－6A D ．9.6×10－6A【答案】 C4．以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流B ．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C ．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D ．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了【解析】要有持续电流必须有电压，A 不对；导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C 不对．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D 不对．【答案】 B5．下列说法中正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成了电流 B ．在国际单位制中，电流的单位是A C ．电流有方向，它是一个矢量D ．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在【解析】自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流，故选项A 错误．形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D 错误．电流有方向，但它是标量，故选项C 错误，正确答案为选项B.【答案】 B6．电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6m 2的导线，那么电路中的电流是( )A ．0.016 mAB ．1.6 mAC ．0.16 μAD ．16 μA【解析】电流的大小是通过导体横截面积的电荷量与所用的时间的比值，即：I ＝q t ＝6×1013×1.6×10－1960A ＝0.16 μA ，故选C. 【答案】 C7.如右图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．vq B.qvC ．qvSD ．qv /S【解析】在运动方向上假设有一截面，则在t 时间内通过截面的电荷量为Q ＝vt ·q ，等效电流I ＝Q /t ＝vq ，故A 正确．【答案】 A8.如图所示的电解槽接入电路后，在t 秒内有n 1个1价正离子通过溶液内截面S ，有n 2个1价负离子通过溶液内截面S ，设e 为基元电荷，以下说法正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝(n 1－n 2)etC ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流强度I ＝(n 2－n 1)e tD ．电流方向从A →B ，电流强度I ＝(n 2＋n 1)e t【解析】本题考查电流方向和电流强度的定义式I ＝qt，电荷的定向移动形成电流，金属导体中定向移动的是带负电的自由电子，这时电流的方向与自由电子定向移动方向相反，在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以，电流强度应该是I ＝(n 2＋n 1)e t，电流方向应是从A →B .【答案】 D9.如右图所示，有一个电子射线管(阴极射线管)，当从阴极射出的电子，形成的电流为5.6 μA 时，每秒钟从阴极发射出的电子数目为多少？(已知e ＝1.60×10－19C)【解析】由I ＝5.6 μA ＝5.6×10－6A ，所以每秒钟阴极射出电子的总电量Q ＝It ＝5.6×10－6C ，则电子数N ＝Q e ＝5.6×10－61.60×10－19个＝3.5×1013个．【答案】 3.5×1013个10．半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω沿逆时针匀速转动，则由环产生的等效电流方向沿什么方向？电流多大？【解析】依据电流的定义式I ＝qt，截取圆环的任一截面S ，设橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则：I ＝Q T 又T ＝2πω，I ＝Q ω2π，方向与正电荷移动方向相同即沿逆时针方向．【答案】逆时针Q ω2π11．如果导线中的电流为1 mA ，那么1 s 内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V,60 W ”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA ，则20 s 内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？【解析】 q ＝It ＝1×10－3×1 C ＝1×10－3C ，设电子的数目为n ，则：n ＝q e ＝1×10－31.6×10－19＝6.25×1015个．当“220 V,60 W ”的白炽灯正常发光时，电压U ＝220 V ，I ＝273 mA.q ＝It ＝273×10－3×20 C ＝5.46 C.设电子的数目为N ，则N ＝q e ＝ 5.46 C 1.6×10－19C≈3.4×1019个．【答案】 6.25×1015个 3.4×1019个12.夏季某日午后，某地区距地面约1 km 的空中有两块乌云，相距3 km ，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V 不变．已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算．(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电量为500 C ，可释放多少能量？ (3)这次放电现象历时约0.01 s ，则其平均电流约为多大？【解析】 (1)由E ＝U d 得d ＝U E ＝3×1093×106m ＝1 000 m.(2)释放的能量E 能＝qU ＝500×3×109 J ＝1.5×1012 J.(3)由电流的定义得I ＝q t ＝5000.01A ＝5×104A. 【答案】 (1)1 000 m (2)1.5×1012J (3)5×104A。

鲁科版高中物理选修3-1课件电流课件3

课前
题．
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
教
●教学流程设计
学
教
法
分
析
教学方案设计
课前自主导学
菜单
LK ·物理选修3-1
课堂互动探究
当堂双基达标
课时作业
教学教法分析
教学方案设计
课前自主导学
菜单
LK ·物理选修3-1
课堂互动探究
课为 q，则：I＝Tq
前
自主导
又有：T＝2ωπ
学
①
课
时
②
作业
菜单
LK ·物理选修3-1
教
课
学
堂
教
互
法
动
分析
探究
解①②两式得：I＝q2ωπ .
教
当
学方
堂
方向与正电荷定向移动的方向相同，即沿逆时针方向．双
案
基
设
达
计
【答案】沿逆时针方向 qω
标
2π
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理选修3-1
1.基本知识
教
当
学方
(1)形成电流的条件
堂双
案
基
设
①回路中存在自由电荷；
达
计
标
②导体两端有电压．
课
(2)导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．
前
课
自
时

高中物理3-1《电流》鲁科版选修3-1精品PPT课件

You Know, The MoThank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
（1）在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A；
分析解答：（1）根据电流的定义式得到10s内通过横截面积的电流为1A．
（2）某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为 10C，则电解液中的电流为_______A．
• 电流的速度 3108m / s
• 自由电子热运动的平均速
率 105m / s
• 自由电子定向运动的速度
105m / s
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．
（1）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．
例1、解析：正确选项为 C 电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上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一定与电流的方向相反。
☆关于电流的计算
•【例2】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019 个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
有自由电荷将通过截面C ．
由IQ t
可得
I q nSvt nqvS t
1.形成电流的条件：
（1）存在自由电荷
（2）导体两端存在电压
2.恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流．

高中物理选修3-1 第1节电荷及其守恒定律

练习 8、用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电
验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是（ C ） A.a带正电，b带负电 B.a带负电，b带正电 C.a、b均带正电 D.a、b均带负电
a
b
c
电荷>>起电方式>>摩擦起电
原子结构
质子原子核原子中子电子 1.为什么橡胶棒在摩擦之前不带电，是不是因为橡胶棒里没有电荷？ 2.为什么橡胶棒在摩擦之后带电，是不是摩擦创造了电荷？
物体带电的方法:1.摩擦起电
–
+
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C
－
A
B
提问？
电荷接触再分开的特点？
电荷先相加再按比例分
自学思考
3
什么是元电荷?
元电荷的电荷量是多少？
起电过程是不是创造了新电荷？
电荷守恒定律的内容是什么？

高二物理鲁科版选修3 1 电流(含解析)

高二物理鲁科版选修3 1 电流（含解析）高二物理鲁科版选修3-1电流（含解析）第一节电流1.电路中存在的自由电荷和导体两端存在的电压是形成电流的棒件。

2.当电荷定向移动时，单位时间内通过导体任何横截面的电荷量称为电流。

3．物理学中把方向不随时间改变的电流叫直流电，方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流。

[自学教材]1．电流的形成（1）形成电流的条件：① 电路是免费的；② 导体两端都有电压。

（2）导体中连续电流形成的条件：导体两端都有连续电压。

(3)电流形成的原因：当导体两端加以电压时，两端就形成电势差，导体中就有了电场，所以导体中的自由电荷在这个电场力的作用下发生定向移动，从而形成电流。

当在导体两端施加持续的电压时，就会形成持续的电流。

2.电流速度(1)电流的速度是电场的传播速度，它等于光速为3.0×108m/s。

（2）电子热运动的平均速率：指构成导体的电子的不规则热运动。

室温下电子热运动的平均速率为105m/s。

(3)电子定向移动速率：自由电子在电场的作用下做整体的定向移动，其移动速度相当慢，数量级大约是105m/s。

－电流的形成和速度1.以下陈述是正确的（）a．电流的传导速率就是导体内部自由电子的定向移动速率一b．在金属导体内部，当电子做定向移动时，电子的热运动将消失c．电子的漂移速度与电子热运动的速率本质是一样的d、电子漂移速度是自由电子在导体中从低电位移动到高电位的平均速度。

分析：电流的传导速度是电场的传播速度，它等于光速，因此存在误差；当电子定向运动形成电流时，热运动不会消失。

电子在不规则热运动的基础上叠加了一个定向运动，因此B误差；电子漂移速度是电子在电场力作用下沿高电位方向运动的速度。

它不同于电流的速度，而不是电子热运动的速度。

因此，C是错误的，D是正确的。

答案：d[自学教材]1.电流的方向（1）调节：正电荷的方向性运动。

金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反；(2)外电路中，电流总是从电源正极流向电源负极。

高中物理选修3-1第二章知识点归纳

高中物理选修3-1第二章知识点第1节电源和电流一、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。

(从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)二、电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。

2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。

2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

四、电流(强度)1. 电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流，即：单位：安培(A) 常用单位：毫安(mA)、微安(μA)2、电流是标量，但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意：(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。

第2节电动势一、电动势(1)定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。

(2)定义式：E=W/q(3)单位：伏(V)(4)物理意义：表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。

电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。

二、电源(池)的几个重要参数(1)电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。

(2)内阻(r):电源内部的电阻。

(3)容量：电池放电时能输出的总电荷量。

其单位是：A·h，mA·h.第3节欧姆定律一、导体的电阻(1)定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。

(2)公式：R=U/I(定义式)说明：A、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系，R 只跟导体本身的性质有关。