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第二章 直流电路 2.1 欧姆定律 在幽深寥廓的夜空，点点闪闪的灯光，使星辰都黯然失色。这里有各种各样的电路，是其中的电流带来了人间光明。 思考1：回忆初中阶段电学知识，一个完整的电路至少由哪几个部分构成的呢？ 思考2：闭合电路中，有电流流过，那么电流是怎样形成的呢？ 思考3：怎样才能使电荷做定性移动呢？ 请总结电流的形成条件 1.电流： ①形成条件：存在自由电荷 导体中存在电场（有电压） 思考1：金属导体、电解质溶液中的自由电荷分别是什么 思考2：电流有强弱之分，那么怎样电流的大小呢？（可类比水流大小的比较方法） ②电流强度（电流）I： a.定义式： b.单位：安培（A） c.方向：规定与正电荷（负）定向移动的方向相同（反） 思考：电流是矢量还是标量？ 注：电流是标量（运算法则：代数加减） 分类： 直流——方向不变 （P43） 恒定电流——大小方向都不变 交变电流——大小和方向周期性变化 例1.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． d.公式的理解： 适用于任何电荷的定向移动形成的电流 在电解液中，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 2 I 思考：自由电荷定向移动形成电流，那么，电流的强弱与自由电荷定向移动的相关物理量（如：定向运动的速度）之间存在怎样的定量关系呢？ 一段粗细均匀的导体两端加一定的电压，已知： 自由电荷定向移动的速率为v 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 每个自由电荷量为q 试寻找电流I与它们之间的关系。 e.微观表达式：I=nqSv B C S v vt q q q q 例2.一截面积S的铜导线,通过的电流I,已知铜的密度ρ,铜的摩尔质量M,阿伏加德罗常数NA,电子的电量e,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子. 思考：金属导体中，自由电荷定向移动时会遇到原子核，从而受到阻碍作用，导体对电流的阻碍作用称为电阻R；而电压U是形成电流的原因。那么，I、R、U之间存在怎样的关系呢？ 3.欧姆定律：（实验定律 德国） ①.内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻成反比 ②.公式： ③.适用条件：金属导体和电解液；纯电阻电路；线性元件 4.电阻： 单位：欧姆（Ω） 千欧（kΩ） 兆欧（MΩ） 思考：通过电阻的电流随电压的变化而变化，能否用图像描述I随U的变化规律？ 可以取几组对应的I、U值将其标在坐标系中（以I为横轴、U为纵轴），再用平滑的曲线连接起来。得到的曲线成为导体的伏安特性曲线 5.伏安特性曲线：(I-U图线) 导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线 线性元件：K=1/R R1 R2 I U O R1 R2 思考：如图是二极管的伏案特性曲线，在一定范围内，随着电压的增加，二极管的电阻如何变化？如何比较的？ 非线性元件 注：在非线性元件的I-U曲线中，切线的斜率不代表电阻的倒数，该点与原点连线的斜率代表1/R 活动：阅读P46“二极管的伏案特性曲线” 某金属导体中的电流随其两端电压的变化而变化，如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A.该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻 B．加5 V电压时，导体的电阻约是5 Ω C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 BD 如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I图线上点A的坐标为(U1、I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于(　　) B 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属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υ0，导体中通过的电流为I .?则下列说法中正确的有( )??A.自由电子定向移动