高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3_2 研究电流、电压和电阻学案 沪科版选修3-1
8页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散学案2研究电流、电压和电阻目标定位 1.掌握电流的定义及定义式,能应用电流的表达式进行有关计算.2.理解电路中的电压与电势降落的关系,掌握电路中电势变化的规律.3.知道电阻的形成原因,理解金属电阻与温度的关系一、电流1如图1所示,盐水中可以形成电流,盐水中电流方向是怎样的呢?图12.如图2所示,AD表示粗细均匀的一段长为l的导体,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.试证明:导体内的电流可表示为InqSv.图2要点总结1电流:流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值(1)定义式:I_(2)单位:_,符号_;常用的电流单位还有:毫安(mA)、微安(A)1 A_ mA;1 A_ A(3)方向:规定_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_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
2、相同的,应用I时,Q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的_3. 从微观上看,电流I_,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_,导体的横截面积S.4三种速率的比较(1)电子定向移动速率:电子在金属导体中的平均运动速率v,也是公式InqSv的v,大小约为105 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_ m/s.闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立电场,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延伸思考有的同学说:“电流有方向,电流就是矢量”对吗?例1在某种带有一价离子的水溶液中,正、负离子在做定向移动,方向如图3所示如果测得2 s内分别有1.01018个正离子和1.01018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3例2铜的摩尔质量为m,密度为,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
3、光速c B.C. D.二、电路中电势变化的规律欧姆定律如图4所示,用多用电表测量R1、R2未接入电路时的电阻值,闭合开关,用多用电表的电压挡测量ab、bc、ac的电势差,用电流挡测量线路的电流,分析测量结果,能得到怎样的结论图4要点总结1沿着电流的方向电势逐渐_,所以电路中任意两点之间的电势差又叫_从电源正极到负极总的电势降落等于电路中沿电流方向的电势降落的_即U总U1U2.2欧姆定律:导体中的电流I跟导体两端的电压U成_,跟导体的电阻R成_(1)公式:I_.(2)适用条件:适用于金属导体和电解质溶液,不适用于气态导体和半导体元件例3如图5所示的图像所对应的两个导体:图5(1)电阻R1R2为多少?(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U1U2为多少?(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时,电流之比I1I2为多少?三、导体的电阻电流通过导体时为什么存在电阻?导体为什么发热?要点总结1电阻:反映了导体对电流的_作用(1)定义式:R.(2)单位:_,符号是_常用单位:k、M .1 k_ ,1 M_ .2电阻的产生原因:自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞,形成对电子定向移动的阻碍作
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