恒定电流第一节

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高中物理第二章恒定电流第1节电源和电流学案新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学

第1节电源和电流1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质．一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流．二、恒定电流 1．恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝q t或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103mA ；1 A ＝106μA．判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( )(2)电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( )(3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( )(4)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，电场线与导线表面垂直．( )(5)公式I ＝qt中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√想一想电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定电流吗？提示：不一定．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流．做一做如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，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 ．vqB ．q vC ．vqSD ．qv S提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t得I ＝vq ，A 正确．对电流的理解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 ＝qt．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 ＝q t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 ＝q t的变形，是求电荷量的重要公式．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．命题视角1 对电流定义的理解(多选)关于电流的概念，下列说法中正确的是( ) A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零[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，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确．[答案] CD命题视角2 定义式I ＝q t的应用(2018·重庆校级期中)如图所示，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 ，以下解释中正确的是( )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）e tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流强度I ＝（n 1＋n 2）e t[解析] 正电荷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，A 、B 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，与正、负电荷的数量无关，C 错误，D 正确． [答案] D不同导体中电流的计算方法(1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．(2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I ＝q t求气体导电电流时，q 应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I ＝q t求解等效电流．【题组突破】1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．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，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D ．导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确．电流的微观解释1．建立“柱体微元”模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体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 ．2．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＝nlSql /v＝nqSv ． 3．影响因素：从微观上看，电流取决于导体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．结论：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、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．5．两个公式的比较I ＝q tI ＝nqSv公式性质定义式决定式电流的意义时间t 内的平均电流某时刻的瞬时电流描述的角度大量电荷定向移动的宏观表现形成电流的微观实质联系由I ＝q t可导出I ＝nqSv 【题组过关】1．(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，此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可表示为( )A ．nvS ΔtB ．nv ΔtC ．I ΔteD ．I ΔtSe解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte，C 正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I ＝nevS ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝nevS Δte＝nvS Δt ，A 正确，B 错误．2．(2018·广东佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I ΔleS m 2eU B ．I Δle m 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δlem 2eU解析：选B ．设电子刚射出电场时速度为v ，长为Δl 的电子束内的电子数为n ，则eU ＝12mv 2 ①I ＝ne Δt ②Δt ＝Δl v③由①②③式解得n ＝I Δle m2eU，故B 正确．[随堂检测]1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B 正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错误．电源是对电路提供能量的装置，故D 错误．2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD ．由电流定义知I ＝q t ＝net，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．3．(高考上海卷)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1．2×10－5A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(e ＝1．6×10－19C)( )A ．3．0×1012B ．1．5×1013C ．7．5×1013D ．3．75×1014答案：B4．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1．6×10－19C)(2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8．5×1028个自由电子) 解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11．6×10－19(个)＝6．25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqSv 得自由电子的平均移动速率v ＝I nqS＝18．5×1028×1．6×10－19×1×10－6 m/s ≈7．35×10－5m/s ．答案：(1)6．25×1018个 (2)7．35×10－5m/s[课时作业] [学生用书P129(单独成册)]一、单项选择题1．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解析：选D ．依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，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 、C 错误；选项D 正确．2．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解析：选B ．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 错误；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与电流的大小无直接关系，D 错误．3．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I ．则下列说法中正确的是( )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解析：选D ．v 0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A 错误．对于电流微观表达式I ＝nqSv ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ，电荷量Q ＝nvte ，所以电流I ＝Q t ＝nev ，所以v ＝I ne，故B 、C 错误，D 正确．4．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个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9．375×1021个． 5．如图所示的电解池，在1 s 的时间内，共有3 C 的正离子和3 C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是( )A ．0 AB ．1．5 AC ．3 AD ．6 A解析：选D ．电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I ＝q t 得，电路中的电流I ＝3＋31A ＝6 A ，故D 正确．6．(2018·重庆市万州二中高二期中)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108m s ，电子电荷量e ＝1．6×10－19C)( )A ．5×1010B ．5×1011C ．1×102D ．1×104解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81．6×10－19个＝5×1011个．7．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动速率为( )A ．光速cB ．I neS C ．IρneSmD ．mIneSρ解析：选D ．假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m ，I ＝q t ＝vSρne m ，于是得：v ＝ImneSρ．二、多项选择题8．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解析：选AD ．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．9．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( )A ．粗的地方电流大，细的地方电流小B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝nqSv 可得v ＝I nqS ，故D 对． 10．(2018·福建宁德一中高二检测)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匀速转动，则由环产生的等效电流应满足( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：选AB ．截取圆环的任一截面S ，如图所示，在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 ，则有：I ＝q t ＝Q T ，又 T ＝2πω，所以I ＝Qω2π．分析各选项可知本题选A 、B ．三、非选择题11．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s 内分别有1．0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，溶液中的电流方向如何？电流为多大？解析：NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动的方向相同，即由A 流向B ．Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1．6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝ 1．0×1018×1．6×10－19＋1．0×1018×1．6×10－192 A ＝0．16 A ．答案：由A 流向B 0．16 A12．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？解析：通过的电荷量为：q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C ≈0．35 C通过的电子个数为：N ＝q e ＝0．351．6×10－19个≈2．19×1018个．答案：0．35 C 2．19×1018个。

2017_2018学年高中物理第二章恒定电流第1节电源和电流教学案

第1节电源和电流1．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流。

2．电流的大小为I ＝q t，方向规定为正电荷定向移动的方向。

负电荷定向移动的方向与电流方向相反。

3．恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流。

一、电源1．概念在电路中把在电场力作用下移动到导体A 的电子搬运到导体B 的装置。

图2112．作用(1)在导体A 、B 两端维持一定的电势差。

(2)使电路中保持持续的电流。

二、恒定电流 1．恒定电场(1)定义：由稳定分布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平行，电荷的分布是稳定的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。

(4)恒定电场与静电场的关系：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，因此其基本性质与静电场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。

2．电流(1)概念：电荷的定向移动形成电流。

(2)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。

(3)符号及单位：电流用符号I 表示，单位是安培，符号为A 。

常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1 A ＝103mA ＝106μA。

(4)表达式：I ＝q t(q 是在时间t 内通过导体某一横截面上的电荷量)。

(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

3．恒定电流(1)概念：大小、方向都不随时间变化的电流。

(2)形成：恒定电场使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。

1．自主思考——判一判(1)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。

(×) (2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。

(√) (3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。

(×) (4)电流既有大小，又有方向，是矢量。

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题

v v 高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节电源和电流1.电流电流的定义式：tqI 决定式：I ＝R U电流的微观表达式I=nqvS注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q ／t 计算电流强度时应引起注意。

1．在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电量为3 C ．求电解槽中电流强度的大小。

2．来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。

已知质子电荷e =1.60×10-19C 。

这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。

第二节电阻定律在温度不变时，导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，即R=ρSl. A.在公式R=ρSl中，l 、S 是导体的几何特征量，比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体，它们的电阻率不相同.B.对于金属导体，它们的电阻率一般都与温度有关，温度升高时电阻率增大，导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时，就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围，不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，这是非常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论，其正确性也必须通过实践(实验)来检验.C.有人根据欧姆定律I=R U 推导出公式R=IU，从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论，可以从两个方面来分析：第一，电阻是由导体的自由结构特性决定的，与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系，加在导体上的电压大，通过的电流也大，导体的温度会升高，导体的电阻会有所变化，但这只是间接影响，而没有直接关系；第二，伏安法测电阻，是根据欧姆定律，用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电阻的电流，由公式R=IU计算出电阻值，这是测量电阻的一种方法.D.半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度，使半导体受到光照，在半导体中加入其他微量杂质等，可使半导体的导电性能发生显著变化，正是因为这种特性，使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象：当温度降低到绝对零度(0K)附近时，某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体，叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为T C ).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮，这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料，以使之广泛应用.例1 关于电阻率，下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它制作标准电阻解析本题涉及到的知识，在教材中都有相当简洁、明确的说明，都是必须了解的基本知识，认真阅读教材，就可知道选项B 、C 、D 都是正确的.例2 下列说法中正确的是( )A.由R=U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B.由I=U/R 可知，通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定，任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律I=U/R ，不仅适用于金属导体的导电情况，对于别的电路也适用. 解析由电阻定律知，导体的电阻是由本身的物理条件决定的，与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的，与温度有关.温度发生变化，电阻率也会改变，所以C 错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路，不一定适合于一切电路，所以D 错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】例1 一只标有“220V 60W ”的白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220V.在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是( )解析由电阻的定义式R=IU知：在U —I 图线上，某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U/I 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V 时，钨丝由红变到白炽，灯丝的温度不断升高，电阻将不断增大.A 图线表示U/I 为一定值，说明电阻不变，不符要求；C 图线上各点的U/I 值随U 的增大而减小，也不符合实际；D 图线中U/I 的值开始随U 的增大而增大，后来随U 的增大而减小，也不符合实际；只有B 图线中U/I 的值随U 的增大而变化，符合实际.此答案应选A 、C 、D.评注要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V 的含义，即热功率增大，白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的，这是这道题解答的关键地方.例2 下图是a 、b 两个导体的I-U 图象：(1)在a 、b 两个导体加上相同的电压时，通过它们的电流强度I A ∶I B = . (2)在a 、b 两个导体中通过相等的电流时，加在它们两端的电压U A ∶U B = . (3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶R B = . 解析本题给出的是I-U 图象，纵轴表示通过导体的电流，横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a 、b 两端的电压相等时，通过它们的电流比为B A I I =︒︒30tan 60tan =3/13=13 (2)通过a 、b 的电流相等时，a 、b 两端的电压比为B A U U =︒︒30cot 60cot =33/1=31(3)由(1)或(2)都可以推导出a 、b 两个导体的电阻比为B A R R =311.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

2022物理第八章恒定电流第一节电阻定律和部分电路的欧姆定律学案

第一节电阻定律和部分电路的欧姆定律1．电荷的定向移动形成电流,并把导体中正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。

2．单位时间通过横截面积的电量叫做电流，用I表示（单位安培），I＝Q/t。

3．电阻(R）是指导体对电流的阻碍作用，定义式是R＝U/I （其中U表示导体两端的电压,I表示导体两端的电流，此公式只适用于金属和电解液导体，不适用于气体）。

4．电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度。

与导体两端加的电压和通过导体的电流无关(所以不能说导体的电阻与电压成正比或与电流成反比）。

5．在温度不变时，导体的电阻R和导体的长度L成正比，与导体的横截面积S成反比,即R＝ρ错误!（ρ为导体的电阻率，随导体温度增加而增加)。

6．当两个电阻R1和R2串联时，总电阻R＝R1＋R2，当两个电阻R1和R2并联时R＝R1R2/（R1＋R2）。

例1如图所示的电路中，R1＝10 Ω,R2＝60 Ω，R3＝30 Ω，电源内阻和电流表内阻均可忽略不计，当电键S1和S2都断开与都闭合时，电流表的示数相同，求电阻R4的阻值。

【解析】S1和S2都断开时：I1＝错误!＝错误!S1、S2都闭合时：I干＝错误!，I1′＝错误!I干＝错误!I干所以I′1 ＝错误!·错误!＝错误!由I1′＝I1解得R4＝5 Ω例2如图所示，C1＝6微法，C2＝3微法,R1＝6欧，R2＝3欧，当开关S断开时，A、B两点的电压U AB＝？当S闭合时，C1的电量是增加还是减少？改变了多少库仑？已知U＝18伏.【解析】在电路中,C1、C2的作用是断路，当S断开时，全电路无电流,B、C等势，A、D等势，则U AB＝U AC＝U CD＝18伏.C1所带的电量为Q1＝C1U CD＝6×10－6×18＝1。

08×10－4(库）S闭合时，电路由R1、R2串联，C1两端的电压即R1上两端的电压，U AC＝错误!R1＝错误!×6 V＝12 VC1的带电量Q1′＝C1U AC＝6×10－6×12＝0。

高中物理第三章恒定电流第一节导体的伏安特性曲线学案粤教版3

第一节导体的伏安特性曲线必备知识·自主学习一、电流有的同学说：“电流有方向，电流就是矢量”，这种说法对吗?提示:不对,电流虽然有方向，但是电流的运算不遵循平行四边形定则，所以电流不是矢量,是标量。

1.电流：（1)定义：电荷的定向移动形成电流。

（2)意义：表示电流的强弱。

（3）单位:①国际单位:安培,简称安,符号为A。

②常用单位：毫安（mA）、微安（μA）。

③关系：1 mA=10—3A;1 μA=10-6A。

（4）表达式：I=.(5）电流的方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。

2。

恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.二、欧姆定律由欧姆定律I=得R=,能否说导体电阻与电压成正比，与电流成反比?提示：不能,导体的电阻是由导体本身的性质决定的。

1。

欧姆定律:(1）内容：导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。

（2)表达式：I=.2.伏安法：(1)内容:电压表测量导体两端的电压,用电流表测通过导体的电流的方法来计算导体的电阻的方法。

(2）表达式:R=。

三、伏安特性曲线导体在A状态下的电阻的倒数是该点切线的斜率还是OA直线的斜率？提示：是OA直线的斜率。

1。

伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I,画出的I-U图像。

2。

线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线,也就是电流I 与电压U成正比的元件。

3.非线性元件：伏安特性曲线不是一条直线，也就是电流I与电压U不成正比的元件。

如图为二极管的伏安特性曲线，二极管为非线性元件。

（1)电流的方向与电荷定向移动的方向相同。

(×)（2）电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.（√)(3）只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流。

(×)（4）由R=可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。

(×）（5)在I-U图像中,图线切线的斜率表示为电阻的倒数。

（×）关键能力·合作学习知识点一电流的性质1.形成电流的三种电荷:形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子,举例说明：（1)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子；(2)液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子；(3）气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。

2024-2025学年新教材高中物理第三章恒定电流第1节导体的伏安特性曲线教案粤教版必修3

A.电流与电压之间呈线性关系
B.电流随电压的增加而减小
C.电压随电流的增加而减小
D.电流与电压之间的关系不再是线性的
（2）以下哪个选项描述了电阻的计算方法？（）
A.电阻等于电流除以电压
B.电阻等于电压除以电流
C.电阻等于电流乘以电压
D.电阻等于电压加上电流
3.简答题：
（1）请简述伏安特性曲线的实验现象。
（2）请写出电阻的计算公式。
（3）请说明如何应用伏安特性曲线分析电路问题。
4.应用题：
已知一段导体的电阻为5Ω，当通过它的电流为2A时，导体两端的电压为10V。求导体的电阻。
答案：
1.（1）√（2）√（3）√
2.（1）A（2）B
3.（1）伏安特性曲线描述了导体在恒定电压下电流与电压之间的关系，实验现象包括线性区域、非线性区域和饱和区域的特点。
2.伏安特性曲线的实验现象：用简洁的语言描述电压与电流之间的关系，包括线性区域、非线性区域和饱和区域的特点。
3.电阻的定义与计算方法：用简洁的语言写出电阻的定义和计算公式，以及电阻与电压、电流的关系。
4.应用伏安特性曲线分析电路问题：用简洁的语言介绍如何利用伏安特性曲线分析电路问题，包括判断导体的导电性能和解决电流、电压计算问题。
核心素养目标
本节课的核心素养目标包括：
1.科学探究能力：通过实验观察和数据分析，学生能够自主发现伏安特性曲线的规律，培养学生的观察能力和实验能力。
2.逻辑思维能力：学生能够理解电阻的定义和计算方法，并能运用逻辑推理分析伏安特性曲线与电阻之间的关系。
3.问题解决能力：学生能够运用伏安特性曲线分析电路问题，培养学生的实际问题解决能力。
当堂检测：
1.判断题：
（1）伏安特性曲线是描述导体在恒定电压下电流与电压之间的关系的一条曲线。（）

人教版恒定电流第一节电源和电流ppt

高度差很快消失，水管中只可能有一
个瞬间的水流.
怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
措施：可将B中的水用抽水机抽到A
中，保持水池A、B的水面有一定的
高度差。
问题探究3
如果在A、B之间接上一个装置P，
它能把经过导线R流到A的电子取
走，补充给B，使A、B始终保持
一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？
-
1 电流为________A；
时间t是多少？通过的电量q是多少？
对点训练
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____2___A．
正离子电荷量是多少？负离子电荷量是多少？
总电荷量是多少？
问题探究5:如何用微观方法表示电流？
体，导线中有没有
B
电流？如有，能否
持续？
A得到电子，B失去电子，周围电场迅速减弱.
自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，导线中产生一个瞬时电流。
问题探究2
如图，若在水池A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池 A到水池B做定向移动，A、B之间的
A 抽水机
B
水池
保持电路中有持续电流．电源在内部能把电子从正探究总结
3.形成电流的条件（1）存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子
（2）导体两端存在电压电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．
问题探究4：电流既有方向也有强弱。怎样描述电流的强弱程度？
5.注意
（1）适用于任何电荷的定向移动形成
的电流。
I
（2）在电解液中，电流方向与正离子定

2021_2022年新教材高中物理第3章恒定电流1电流课件鲁科版必修第三册202106043157

3.直流电流和恒定电流： (1)直流电流：_方__向__不随时间改变的电流。 (2)恒定电流：_大__小__和_方__向__都不随时间改变的电流。
课堂合作探究
主题一电流的形成条件【实验情境】
情境1：用橡胶线把充电后的电容器的两个极板和电流计连接起来，观察有无电流通过电流计。情境2：把情境1中的橡胶线换成金属导线，观察有无电流通过电流计。
【探究训练】
1.下列有关电流的说法中正确的是
()
A.导体中电荷的热运动形成了电流
B.导体中电荷的定向移动形成了电流
C.电流的方向就是电子运动的方向
D.电流强度是矢量
【解析】选B。导体中电荷的定向移动形成了电流，故A错误，B正确；我们规定
正电荷定向移动的方向为电流的方向，与电子运动方向相反，故C错误；电流强
【结论生成】电流的形成条件
1.回路中存在自由电荷(导体)：(物理观念) (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：(物理观念) (1)导体两端有电压，导体内部才会形成电场，自由电荷才会发生定向移动。 (2)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。
2.安培提出了著名的分子电流假说。根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速
圆周运动，下列关于该环形电流的说法正确的是 ( )
A.电流大小为
ve r
，电流方向为顺时针
B.电流大小为 v e ，电流方向为逆时针
r
C.电流大小为 v e ，电流方向为顺时针
子通过某截面，那么通过这个截面的电流是 ( )
B.0.8 A
C.1.6 A
D.3.2 A

高中物理最基础系列：恒定电流

恒定电流 (选修3-1第二章：恒定电流的第一节电源和电流）★★○○1、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场叫做恒定电场.2、恒定电流:自由电荷的定向移动形成电流，而大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

3、电流的方向：物理学规定为正电荷定向移动的方向为电流方向；则在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向相反。

4、电流的大小：等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。

公式：I＝错误!; （q为自由电荷的电荷量)。

电流的单位为安培，符号A.1 A＝1 C/s。

1、电流虽然有方向，但是它是标量。

2、电流的定义式：I＝错误!适用于一切电路，其中电荷量q表示通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量；当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q＝｜q1|＋｜q2｜。

3、对恒定电流而言，虽然I＝错误!，但是不能说I∝q，I∝错误!,因为错误!反映了I的大小.（江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考）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个一价负离子相向通过某截面，那么通过这个截面的电流是( ）A. 0.8 AB. 1.6 AC. 3。

2 AD. 6.4A【答案】C1、关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A。

导线内的电场线可以与导线相交B。

导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C. 导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D. 导线中的电场是静电场的一种【答案】B【精细解读】A、导线内的电场线与导线是平行的,A错误；B、导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，B正确；C、导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种，C错误、D错误。

故选:B。

2、关于电流的说法中正确的是（)A. 根据I＝错误!,可知I与q成正比B。

高中物理第3章恒定电流第1节电流教学案鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教学案

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3×108m/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3×108m/s 。

2．导体中有电流时同时存在着的三种速率三种速率电场的传播速率电子无规那么热运动的速率自由电子定向移动的速率数值光速3×108m/s数量级约105m/s数量级约10－5m/s三、电流的方向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 ＝q t。

3．单位：安培。

常用单位还有mA 和μA；换算关系：1 A ＝103mA ＝106μA。

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。

恒定电流第一节

第一节、导体中的电场和电流（1课时）一、教学目标（一）知识与技能1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

（二）过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。

（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

三、重点与难点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

四、教学过程1．电源：先分析课本图2。

1-1 说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手）【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源）类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。

A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。

教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳：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）2．导线中的电场：结合课本图2。

1-4分析导线中的电场的分布情况。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。

其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。

电流课件-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版(2019)必修第三册

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.IΔt/e
D.IΔt/Se
变式 1. 铜的相对原子质量为 M，密度为ρ，每摩尔铜原子有 n 个自由电子．今有一横截面
积为 S 的铜导线，当通过的电流为 I 时，电子定向移动的平Байду номын сангаас速率为( )
A．光速 c
B. I neS
C. ρI neSM
变式1. (1)在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为多大？(2)某电解液横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 C，则电解液中的电流为多大？
变式2：一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10 s，则等效电流大小为________A，方向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)
变式1. 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
4、电流的大小和单位
（1）物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
（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．
2、电流的速度（1）电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/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10－5 m/s，被形象的称为“电子漂移”．

恒定电流第一节

高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学

2017_2018学年高中物理第二章恒定电流第1节电源和电流教学案

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题

2022物理第八章恒定电流第一节电阻定律和部分电路的欧姆定律学案

高中物理第三章恒定电流第一节导体的伏安特性曲线学案粤教版3

2024-2025学年新教材高中物理第三章恒定电流第1节导体的伏安特性曲线教案粤教版必修3

人教版恒定电流第一节 电源和电流ppt

2021_2022年新教材高中物理第3章恒定电流1电流课件鲁科版必修第三册202106043157

高中物理最基础系列： 恒定电流

高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流教学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教学案

恒定电流第一节

电流 课件-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版(2019)必修第三册

高中物理第二章恒定电流第1节电源和电流学案新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学

人教版恒定电流第一节电源和电流ppt

高中物理最基础系列：恒定电流

高中物理第3章恒定电流第1节电流教学案鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教学案

电流课件-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版(2019)必修第三册