山东科技版物理选修31第三章恒定电流第13节电流电阻焦耳定律（学案）.pdf

年高二学物理版鲁教版

级科本

内容标恒定电流概念专题复习

题

【本讲教育信息】

一.教学内容：

恒定电流概念专题复习

【重点、难点】

一.电流

1.电流的形成：

（1）电荷的定向移动形成电流；

（2）回路中存在自由电荷是形成电流的内因，电压是导体中形成电

流的外因，导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。

2.电流的速度：电流的速度为3108m/s，在电场力作用下，导体中大

量电子做整体定向运动的速度的数量级为105m/s，在常温下金属内的自

5

由电子以10m/s的平均速度做无规则的热运动。

3.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向，它与负电荷

定向移动的方向相反。在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极

流向负极，在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极。

4.电流的大小和单位：

（1）电流的意义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用

时间t的比值称为电流。

（2）公式：Iq

t

（3）单位：国际单位制中是安培，简称安（A），是国际单位制中七

个基本单位之一。

（4）电流是标量。

5.如何从微观角度认识电流

如下图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，两端加一定电压，设导

体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设想在导体中取两个横截面

B和C，它们之间的距离在数值上等于v。这样在单位时间内，在横截面B

和C之间的自由电荷将全部通过横截面C，设导体横截面积为S，导体中

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，则BC

内的自由电荷总数为N＝nvS。总电荷量Q＝Nq＝nvSq，即通过导体的电流

Q

InvSq。

t

由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电

荷量、定向移动速度，还与导体的横截面积有关。

例1.已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在核的静电力吸

引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多

少？

解析：截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过

这个截面的电荷量q＝e，则有：

再由库仑力提供向心力有：

e2422rmr

kmr得T②

r2T2ek

2

e

解得I2kmr，

2rm

2

e

答案：Ikmr

2r2m

二.电阻

1.测定一段导体所具有的电阻，可以根据公式R＝U，这种测量电阻

I

的方法称为伏安法

2.“探究影响导线电阻的因素”采用控制变量法

3.电阻定律

（1）内容：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反

比，还跟导体的材料有关。

（2）公式：Rl。公式中比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量，

S

称为材料的电阻率。

4.电阻率

（1）电阻率是反映导体导电性能好坏的物理量，电阻率小，表示导电性

能好，而电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。

（2）电阻率与导体材料的温度有关，而与导体的长度和横截面积无关。

金属材料的电阻率随温度升高而增大，利用电阻率随温度变化明显的金属

制成电阻温度计，利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成标准电阻。

但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。

5.应用电阻定律解题应注意的几个问题

（1）同一段导线的拉伸或压缩的形变中，导线的横截面积随长度而发生

变化，但导线的总体积不变；即VSlSl，这是隐含条件，也是解题的