鲁科版高中物理必修第三册精品课件 第3章 恒定电流 第1节 电流.ppt

(4)电流的方向与电荷定向移动的方向相同。()解析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。答案×(5)只要导体中无电流,其内部自由电荷就停止运动。()解析导体中的电荷在不停地做无规则的运动。答案×2.关于电流的方向,下列叙述正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动方向相同,有时与负电荷定向移动方向相同解析电流是有方向的,电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。答案C3.电路中有一电阻,通过电阻的电流为5A,当通电5分钟时,通过电阻横截面的电子数为()A.1500个 B.9.375×1019个C.9.375×1021个 D.9.375×1020个答案C课堂篇探究学习探究一电流的形成条件及三种速率的理解【情境探究】电闪雷鸣时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在一瞬间,而手电筒中小灯泡却能持续发光,这是为什么呢?要点提示因为手电筒中的电源能提供持续电压。【知识归纳】1.电流的方向(1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。(2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。2.电流的大小(1)公式:。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是的变形,是求电荷量的重要公式。其中I是电流在时间t内的平均值。【实例引导】例1如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2s内分别有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M,试问:溶液中的电流方向如何?电流多大?解析NaCl溶液导电是靠自由移动的Na+和Cl-,它们在静电力作用下向相反方向运动。溶液中电流方向与Na+定向移动方向相同,即由A指向B。Na+和Cl-都是一价离子,每个离子的电荷量为e=1.60×10-19C,NaCl溶液导电时,Na+由A向B定向移动,Cl-由B向A运动,负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动,所以通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和,则有答案溶液中的电流方向由A指向B,大小为0.16A。规律方法对金属来讲,是自由电子的定向移动形成电流,q为通过金属横截面的自由电子的电荷量。对电解质溶液来讲,是正、负离子同时向相反方向定向移动形成电流,q为通过液体横截面的正、负离子电荷量的绝对值之和。变式训练1在一次闪电的过程中,流动的电量大约为300C,持续的时间大约是0.005s,所形成的平均电流为多大?这些电荷量如果以0.5A的电流流过灯泡,可使灯泡照明多长时间?解析该次闪电形成的平均电流若闪电过程中流动的电荷量以0.5A的电流通过灯泡,则照明的时间为答案6×104A600s探究二电流的微观表达式【情境探究】如图所示,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平均速率为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。(1)AD导体中有多少个自由电荷?总电荷量是多少?(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少?(3)导体AD中的电流是多大?【知识归纳】对电流微观表达式和三种速率的理解(1)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、定向移动平均速率、导体的横截面积。(2)电流的微观表达式:I=nevS。式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、e为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动的平均速率,S为导体的横截面积。(3)三种速率的比较①电子定向移动平均速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也是公式I=neSv中的v,大小约为10-5m/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3×108m/s。闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,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105m/s。由于热运