高二物理电源和电流高二物理电源和电流.ppt

* 本章主要内容有电阻的串并联、欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路的欧姆定律、电路中的能量守恒定律、多用电表、简单的逻辑电路等． 通过本章学习要学会处理以下几类问题：(1)电路的简化：对复杂的电路，画出等效电路图，这是一项基本功，也是电路分析和计算的基础．(2)动态直流电路的分析：电路中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化，会引起电流、电压、电阻、电功率等相关物理量的变化，解决这类问题涉及的知识点多，要掌握一定的思维方法．(3)非纯电阻电路的分析与计算． (4)稳态、动态电阻和电容电路的分析与计算．(5)故障电路的分析与判断．此类问题紧密联系实际，对灵活运用知识的能力要求较高．(6)非线性电路的分析与求解． 本章的核心内容是欧姆定律；重点是电路的分析和计算；难点是电路的设计；高考热点是电路动态分析和实验． 第一节　电源和电流 学习目标：1.了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场，初步体会动态平衡的思想． 2．理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流，会用公式 q＝It分析相关问题． 3．能从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系． 重点难点：导体中电流的形成原因． 易错问题：应用I＝q/t求电解液中的电流时，q应为正、负电荷的绝对值之和． 一、电流及其产生条件 1．电荷的 移动形成电流． 2．形成电流的条件 (1)物体内部必有 ． (2)导体两端存在 ． 3．电流的方向：规定 定向运动方向为电流的方向． 自由电荷 电势差 正电荷 定向 在电解液和金属导体中都可以形成电流,它们形成电流时有什么不同？ 【思考·提示】　金属导体中是自由电子定向移动形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电流． 二、电源的作用 1．维持电源的正、负极间有一定的 ． 2．在闭合电路中，使导线中的自由电子发生 ，保持 的电流． 电势差 定向移动 持续 三、恒定电场 1．定义：由稳定分布的 所产生的稳定的电场． 2．形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的． 3．特点：任何位置的 都不随时间发生变化． 在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用． 电荷 电源 导线 场强 四、恒定电流 、 都不随时间变化的电流称为恒定电流． 1．电流的定义： 2．公式： . 3．国际单位： ；常用单位还有 大小 方向 单位时间内通过某导体横截面的 电荷量 ． I＝q/t 安培 毫安、微安 ． 一、对电流概念的理解 1．电流虽有大小和方向，运算遵循代数法则，但不是矢量． 2．q＝It是求电荷量的重要公式，其变形公式I＝ 求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等． 3．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，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． 4．不能说I∝q，I∝ ，因为由I＝nq′Sv(决定式)，可知I与q及t无关． 计算电流时，首先要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负离子同时存在．其次要注意计算电流大小时，只需代入电量的绝对值．另外公式是I＝q/t而不是I＝q/(St)．　　 二、电流的微观表达式 如图2－1－1所示，AD表示粗细均匀的一段导体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，每个自由电荷所带的电荷量为q. 图2－1－1 1．由I＝nqSv可以看出，导体面积越大的位置电荷定向移动的速率越小． 2．公式I＝nqSv是由I＝ 推导出来的，适合于从微观出发研究电流的大小．其中n为导体单位体积内的自由电荷数．　 三、三种速率的比较 1．电子定向移动的速率 (1)物理意义：电流就是由电荷的定向移动形成，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的速率，一般为10－5 m/s的数量级 (2)大小：10－5 m/s 2．电子热运动的速率 (1)物理意义：构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s (2)大小：105 m/s 3．电流传导的速率 (1)物理意义：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流． (2)大小：3×108 m/s 由于电荷定向