3.2研究电流电压和电阻(学).docVIP

3．2研究电流、电压和电阻 课　标　解　读 重　点　难　点 1.知道电流的定义及形成电流的微观机理，掌握定义式I＝和I＝nqv S公式． 2.理解电压就是沿电流方向的电势降落． 3.知道电阻形成原理，知道电阻与温度的关系. 1.电流的定义和形成电流的微观原因．(重点)2.电压和电阻的物理意义．(重点)3.电流微观表达式的推导和应用．(难点)4.理解电路中的电压和电阻．(难点) 电场与电流 1.基本知识 (1)电流 定义：物理学中把流过导体某一横截面积的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫做． 定义式：I＝. 单位：．常用单位还有和；换算关系：1 A＝mA＝μA. ④电流的方向：电流的方向规定为定向移动的方向． 物理意义：反映电流强弱的物理量． (2)电流的形成 不同导体中形成电流的自由电荷是不相同的．金属导体中的自由电荷是．电解质溶液中的自由电荷是．电离气体中的自由电荷是和．电荷是在下发生定向移动形成电流． 金属导体中电流的微观表达式I＝. 2．思考判断 (1)电流的方向规定为正电荷定向运动的方向．() (2)电流既有大小，又有方向，它是矢量．() (3)导体中的自由电子在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．() 3．探究交流 电解质溶液中自由电荷是正、负离子，在电解质溶液导电时，应怎样利用公式I＝计算导体中的电流？ 电路中的电压与电势降落1.基本知识 (1)沿电流方向上的任意两点间的电势差就是． (2)沿电流方向电势是逐渐的． 2．思考判断 (1)在电路中沿着电流的方向电势逐渐升高．() (2)电路中的电压就是沿电流方向的电势差．() (3)在电路中电源正极的电势高，负极的电势低．() 3．探究交流 假设电源两极的电压为1.5 V，若选择电源的正极为零电势点，那么它的负极电势是多少？ 电阻是怎样形成的1.基本知识 (1)在金属导体中，除了有大量的自由电子外，还有晶体结构点阵上的金属原子．我们把失去一些核外电子的金属原子叫做． (2)金属导体中的自由电子，在作用下做定向运动的过程中，自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞形成对电子定向运动的阻碍作用，是“电阻”产生的根本原因，也是电阻元件在通电时发热的原因． (3)纯金属电阻的阻值与温度间的关系：，式中R表示金属，R0表示金属，α叫做． 2．思考判断 (1)自由电子在导体中运动是自由的，不受阻碍作用．() (2)自由电子与原子实的碰撞是产生电阻的根本原因．() (3)金属电阻随温度的升高而增大．() 3．探究交流 电阻元件在通电时发热的原因是什么？ 电流的形成和定义式的理解 【问题导思】 1．电流是怎样形成的？怎样才能形成持续电流呢？ 2．正电荷定向移动与负电荷定向移动形成的电流方向相同吗？ 1．电流的形成：电荷的定向移动形成电流．当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流． (1)产生电流的条件：导体两端有电压． (2)形成持续电流的条件：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，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反． 3．电流的大小 (1)I＝是电流的定义式，I＝nqSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关． (2)Q＝It是求电荷量的重要公式．而公式I＝求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等． (3)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＝时，Q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． 　某电解池中，若在2 s内有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．0　　　B．0.8 A　　　C．1.6 A　　　D．3.2 A 1．如图3－2－2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1 s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(　　) A．IA＝IB　　　　　B．IA＝2IB C．IB＝2IA D．不能确定 电流的微观表达式【问题导思】 1．怎样建立导体导电的微观模型？ 2．推导电流微观表达式的步骤是什么？ 1．建立模型：如图3－2－3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. 2．推导步骤 (1)以AD导体为研究对象，导体中自由电荷总数N＝nSL. (2)通过导体，横截面的总电量Q＝Nq＝nqSL.