电源、电流、电阻高二上学期物理人教版（2019）必修第三册+.pptxVIP

11.1电源、电流、电阻

11.2导体的电阻

电流的产生：电荷的定向移动

导线两端存在电势差，内部建立电场，

导线中的自由电子会在静电力的作用下，

沿导线做定向运动，形成电流。

用导线连接带正、负电荷的两个导体球

H

电流的产生：电荷的定向移动

导线中的自由电子由B向A移动，B失去电子，A得到电子，两者间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡后自由电子不再移动，因此导线中的电流只是瞬时电流，不能持续。

H

3

电流的产生：电荷的定向移动

水流

瞬时的水流

持续的水流

水流

一、电源

1.定义

能将自由电子从正极搬运到负极的装置，叫做电源。

2.作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路中有持续电流。

3.能量特征

非静电力做功

其它形式的能转化为电能

电源内部的电流方向：负极→正极

二、导线中的电场：恒定电场

-

-

+

A

+

+

+

+

+

+

+

_

_

_

B

_

_

_

_

_

P

二、导线中的电场：恒定电场

1.导线中的电场

由电源和导体中积累的电荷共同形成的、沿导线方向的稳定电场。

2.恒定电场

由稳定分布的电荷产生的稳定电场，称为恒定电场。

任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化。

基本性质与静电场相同。

三、恒定电流

1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流。

2.电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电量所用时间t的比值。

（1）定义式:

比值定义法

I：公式计算得出时间t内的平均电流，恒定电流的瞬时值与平均值相等。

q：√时间t内通过某横截面的电荷量×单位横截面的电荷量

金属导体：自由移动的电荷是自由电子，

电流方向与自由电子定向移动的方向相反。

电解液：正、负离子定向移动的方向相反，

但正负离子定向移动形成的电流方向相同，

q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和

三、恒定电流

1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流。

2.电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电量所用时间t的比值。

（1）定义式:

比值定义法

（2）标量，但有方向，遵循代数运算法则

电流方向=正电荷定向移动的方向=负电荷定向移动的反方向

（4）物理意义：表示电流强弱程度的物理量

电源外部：电流从电源的正极流向负极

电源内部：电流从电源的负极流向正极

四、电流的微观表达式

一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷的定向移动速率为v，导体的横截面积为S，导体中单位体积内的自由电荷数（自由电子数密度）为n，每个自由电荷的电荷量为q。

电流

导体中的自由电荷数

总电荷量

电荷通过横截面所需要的时间

决定式

四、电流的微观表达式

电子的三种速率

物理意义

大小/(m·s－1)

电子定向移动

平均速率

金属导体内自由电子的定向移动形成电流，电流与自由电子定向移动的平均速率的关系为I＝neSv。

10－4

电流传导速率

电场传播速率

等于光速。电路接通，导线内以光速c形成恒定电场，各处的自由电子几乎同时开始定向移动形成电流。

3×108

电子热运动

平均速率

自由电子在导体内做无规则热运动的速率，导体内电子不停地做无规则的热运动，由于向各个方向运动的机会均等，不能形成电流。

105

探究电流与电压的关系

13

一、电阻

1.定义：电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。

伏安特性曲线

4.U-I图像：斜率反映导体电阻的大小

同一U-I图像中，斜率越大，电阻越大。

2.定义式：

3.国际单位：欧姆Ω

比值定义法

R与电流、电压无关，只与导体本身性质有关。

k不一定等于tanα

RARB

伏安特性曲线——线性元件

I-U图像

U-I图像

k=R

斜率表示导体电阻的倒数

斜率表示导体的电阻

伏安特性曲线——非线性元件

与原点的连线斜率表示导体电阻

I

U

U

I

与原点的连线斜率表示导体电阻的倒数

伏安特性曲线——二极管

亮

不亮

加正向电压：二极管电阻较小，通过二极管的电流较大。

加反向电压：二极管电阻较大，通过二极管的电流较小。 反向电压很大时，二极管击穿，反向电流很大。

单向导电性

二、探究实验：影响导体电阻的因素

实验设计：控制变量法

a

b

c

d

a和b：长度不同，横截面积S、材料相同

a和c：横截面积不同，长度、材料相同

a和d：材料不同，长度、横截面积相同

定量分析：电压之比与长度之比、横截面积之比、材料之间的关系

二、探究实验：影响导体电阻的因素

L1、R1

1.导体电阻R与长度L的关系

二、探究实验：影响导体电阻的因素

2.导体电阻R与横截面积S的关系

123

n

S0

R