2013届高三总复习课件(第1轮)物理(广西专版)课件：10.1描述电路的基本概念.ppt

一、电流 1.电流 电荷定向移动形成电流. 2.形成电流的条件 (1)物体内要有大量的自由电荷； (2)导体两端要有持续的电压. 自由电荷：能够自由移动的电荷叫做自由电荷.金属导体中的自由电荷是自由电子；电解液中是正、负离子；电离的气体中是正、负离子和自由电子. 3.电流方向 规定：正电荷定向移动的方向为电流方向.在电源外部电路中电流方向由电源正极流向电源负极，是电场力做功.在电源内部电流方向由电源负极流向电源正极，是非静电力做功. 4.电流的分类 (1)交流电：电流的大小和方向随时间作周期性变化的电流. (2)直流电：电流方向不随时间变化的电流. (3)恒定电流：电流的大小和方向都不随时间变化的电流.产生恒定电流的条件是：导体两端电压保持恒定. 5.电流强度(I) (1)物理意义：是描述电流强弱的物理量. (2)定义：通过导体某横截面积的电量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流强度，简称电流. (3)公式I＝Q/t. 注意：①电流虽然有方向，但是标量，不遵守矢量运算法则； ②公式中Q应是指通过导体某横截面的电量.若正、负电荷做相向运动是两种电荷之和，若正、负电荷做同向运动是两种电荷之差. (4)单位：安培(A).是国际单位制中的7个基本单位之一. 1安(A)＝103毫安(mA)＝106微安(μA). (5)电流强度的微观计算式. 如图10-1-1所示，设金属导体的横截面积为S，导体中单位体积内自由电子数目为n，自由电子定向移动的平均速率为v，那么在时间t内通过导体某一 横截面积的自由电子数目 为nSvt，每个电子的电量 是e，则在时间t内通过横 截面的电量为Q＝enSvt.根 据公式 I＝Q/t＝neSv. 注意：①此式是金属导体中电子流动时的电流决定式； ②公式中的v是电子定向移动的平均速率(约为10－5m/s)，不是电子做热运动的速度(约为105m/s)，也不是电流的传播速率(为光速c＝3×108m/s). 铜的原子量为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，电子定向移动的平均速率为 ( ) A.光速c B.I/neS C.ρI/nemS D.mI/neρS 假设电子的定向移动的平均速率为v，那么在t秒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vtρS，摩尔数为vtρS/m，自由电子数为vtρnS/m，所以电量q＝vtρneS/m，因电流I＝q/t＝nvρeS/m，于是得v＝Im/neρS. 二、电阻和电阻定律 1.电阻：表示导体对电流阻碍作用的物理量. 2.电阻定律：在温度不变时，导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比. 表达式：R＝ρL/S 说明：该式为导体电阻大小的决定式，表明导体的电阻由导体本身因素(电阻率ρ，长度L，横截面积S)决定，与其他因素无关.由此可更加明确电阻的定义式R＝U/I中R与U、I无关这一点.使我们对比值定义物理量有了更好更深刻的理解. 3.电阻率 (1)物理意义：反映材料导电性能的物理量. (2)计算：由R＝ρL/S得ρ＝RS/L，可见，只要知道导体的电阻R，横截面积S，长度L，即可求出制作该电阻所用材料的电阻率.但是对某一材料而言，电阻率由材料本身而定. 由ρ＝RS/L可见，电阻率在数值上等于用该材料制成的长为1m，横截面积为1m2的导体的电阻大小. (3)单位：国际单位——欧姆·米，中文符号是欧·米，国际符号是Ω·m. (4)各种不同材料的电阻率：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，橡胶的电阻率最大.各种材料的电阻率都随温度而变化.金属的电阻率随温度的升高而增大，利用它可制作电阻温度计；有些合金(如锰铜和康铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响，利用它可制作标准电阻. 有一段粗细均匀的导体，电阻是4Ω，把它对折起来作为一条导线用，电阻是多大?如果把它均匀拉长到原来的两倍，电阻又是多大? 由R＝ρL/S知，当ρ不变时，电阻R随L、S而变化.设导线电阻率为ρ，原长为L，原横截面积为S，则 当导线对折后，其长 横截面积S′=2S,所以，导线电阻 当导线拉长后，其长L″=2L，横截面积 所以，导线电阻 4.半导体 (1)概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质.如锗、硅、砷化镓等，其电阻率约为10－5Ω·m～106Ω·m. (2)半导体的特性 半导体的导电性能可由外界条件控制，如改变温度、光照、掺入杂质等，都可以使其导电性质发生显著的变化.这种性能是