第12讲 电流　电压　电阻【教师版】-新高二物理暑假预习讲义（人教版）.docxVIP

第12讲电流电压电阻

学习目标

1.知道电流形成的条件、电流的定义式及微观表达式。

2.理解部分电路的欧姆定律。

3.理解电路的串并联关系。

4.理解导体的U－I图像。

知识点一电路、电流、电压、电阻

如图所示，食盐水中可以形成电流。食盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同？

提示食盐水中的电流是Na＋、Cl－定向移动形成的，金属导体中的电流是电子定向移动形成的。

1.电路

(1)组成：至少由电源、用电器、导线和开关四部分组成。

(2)电路的三种状态：通路、断路、短路是电路的三种状态，其中短路是必须避免出现的。

(3)电路的两种基本联接方式：串联和并联是两种最基本的联接方式。

2.电流

(1)产生：自由电荷的定向移动形成电流。

(2)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。

(3)表达式：I＝eq\f(q,t)(q是在时间t内通过导体某一横截面的电荷量)。

(4)符号及单位：电流用符号I表示，国际单位是安培，符号为A。常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1A＝103mA＝106μA。

(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

(6)测量：测量电流使用电流表，它必须串联在被测量的电路中，这是因为串联电路中电流处处相等。

3.电压

(1)单位：在国际单位制中它的单位是伏特，简称伏，符号是V。

(2)电压的测量：测量电压使用电压表，它必须与被测量电路并联，这是因为并联电路各支路电压相等。

4.电阻

(1)定义：导体两端的电压与通过导体电流的比值，即R＝eq\f(U,I)。

(2)单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。

【思考】

(1)串、并联电路中，电流、电压和电阻的关系是怎样的？

(2)能否由I＝eq\f(q,t)说“I正比于q，反比于t”？

提示

(1)串联电路：I＝I1＝I2，U＝U1＋U2，R＝R1＋R2

并联电路：I＝I1＋I2，U＝U1＝U2，eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)。

(2)不能，I＝eq\f(q,t)是电流的定义式而不是决定式。

1.对电流的理解

(1)电流的形成

自由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静电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

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.导体的电阻

(1)电阻的定义式R＝eq\f(U,I)

(2)意义：比值eq\f(U,I)表示一段导体对电流的阻碍作用。对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。

3.电流的大小

(1)公式：I＝eq\f(q,t)。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I＝eq\f(q,t)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I＝eq\f(q,t)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。

例1如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，下列说法中正确的是()

A.当n1＝n2时电流大小为零

B.当n1n2时，电流方向从B→A，电流大小为I＝eq\f(（n2－n1）e,t)

C.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流大小为I＝eq\f(（n1－n2）e,t)

D.溶液内电流方向从A→B，电流大小为I＝eq\f(（n1＋n2）e,t)

答案D

解析电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从A到B，t时间内通过溶液截面S的电荷量为q＝n1e＋n2e，则根据电流的定义式可得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(n1e＋n2e,t)＝eq\f(（n1＋n2）e,t)，A、B、C错误，D正确。

公式I＝eq\f(q,t)的应用

(1)金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量。

(2)电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子电荷量的绝对值之和。

(3)电解液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。

训练1如图所示，通有恒定电流的某段导体，在2s内有10C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是()

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