- 39.50 KB
- 2021-05-22 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
第1节 电流
思维激活
1.如果用橡胶线把充电电容器的两个极板和电流表连接起来,不会有电流通过;如果改用金属导线来连接,电流表就会有电流通过,这是为什么呢?
2.将小灯泡接在充满电的电容器两端,看到小灯泡闪亮一下后就熄灭了,而在手电筒里的小灯泡却能持续发光,这是为什么呢?
答案:1.提示:因为电流是由自由电荷的定向移动形成的,而金属原子核对电子的束缚能力较弱,电子很容易挣脱原子核的束缚成为自由电子.但在橡胶等绝缘体内,原子核对电子的束缚能力较强,很少有电子能够挣脱而成为自由电子,所以用金属导线有电流,而用橡胶线就没有电流.
2.提示:在充满电的电容器两端接上小灯泡,电容器中的电荷通过小灯泡电路放电,正负电荷中和,放电电流瞬间消失,不能在小灯泡中形成持续的电流.而手电筒中的电池可以使电路中保持有持续的电流.
自主整理
1.电流的形成
(1)形成电流的条件:①回路中存在__________;②导体两端有__________.
(2)导体中形成持续电流的条件:__________.
2.电流的速度
电流的速度是__________的传播速度,而不是电子的运动速度.
3.电流的方向
电流的方向规定为__________定向移动的方向.
4.电流的大小和单位
(1)定义:电荷定向移动时,在__________内通过导体__________的电荷量称为电流.
(2)定义式:__________.
(3)单位:__________.
常用单位还有__________和__________;换算关系:1 A=__________mA=__________μA.
(4)直流电:物理学中把__________的电流叫做直流电.
(5)恒定电流:方向和大小都__________的电流叫做恒定电流.
答案:1.(1)自由电荷 电压
(2)导体两端有持续电压
2.电场
3.正电荷
4.(1)单位时间 任一横截面
(2)I=q/t
(3)安培(A) 毫安(mA) 微安(μA) 1 000 106
(4)方向不随时间改变
(5)不随时间改变
高手笔记
1.电流是标量,但有方向.物理学中规定正电荷移动的方向为电流方向.
2.三种速度:导体中电荷定向移动的速度、电子的热运动速度和电流的速度不是同一概念.电荷的定向移动速度的数量级:10-5m/s;电子的热运动速率的数量级:105m/s;电场的传播速度等于电磁波的速度:3×108m/s.
3.因为I=q/t,所以电流大小和通过横截面的电荷量以及时间有关,与横截面的大小无关.
4.电流的单位为安培,简称安,国际符号为A,是国际单位制中的七个基本单位之一.
名师解惑
1.怎样才能使电路中有持续的电流?
剖析:若有带正负电荷的两个导体A、B,用导体R将两导体连接,导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向移动,导体B失去电子,导体A得到电子.两导体很快变成等势体,导线R中只可能存在一个瞬时电流.如果A、B间有一个装置,在B失去电子的同时,又及时地补充电子,使A、B导体上始终保持一定数量的正、负电荷.这种能把电子从A搬运到B的装置就是电源.它的作用就是能使电路中保持持续的电流.
2.电子移动的速度一般在10-6m/s—10-4 m/s,但为什么我们一打开开关,电路马上就会接通呢?
剖析:因为电流的传导速度和电子的移动速度不同,我们接通电路时实质上是电场的传导速度.当接通电路时,电场便以光速传递到电路中,使电路中每处的自由电荷都受到静电力的作用而定向移动,形成电流.虽然各处的自由电荷定向移动速率小,但由于电路中各处电荷几乎同时受力而定向移动,故电流的传导速率很快.
3.电流的方向规定为正电荷的移动方向,那么电流一定是正电荷的定向移动形成的吗?
剖析:物理学中规定电流的方向为正电荷定向移动的方向,但电流不一定是正电荷定向移动形成的.
当金属导线导电时,导线内做定向运动的是大量自由电子,也就是说,电流的方向就是电子运动的方向,而导线中的正电荷不能定向移动,而是在平衡位置附近振动.
而在电解质溶液中,电流就是由能够自由移动的正、负电荷的运动形成的.
讲练互动
【例1】 导线中分别有30 C的正、负电荷,问5 min内通过导线的某一横截面的电流为多大?
解析:因为导线中的电流是由于自由电子(即负电荷)的定向移动产生的,
所以由公式I=q/t得
I=30/5×60 A=0.1 A.
答案:0.1 A
绿色通道
本题的解题关键在理解电流形成的原因是自由电荷的定向移动.同时还要掌握电流强度的求解公式.
黑色陷阱
不理解电流形成的原因,求解时容易取错电荷量的值.
变式训练
1.将上题中的导线改为电解液,其他条件不变,电流强度又为多大呢?
解析:电解液中的电流是由于正、负电荷都定向移动产生的,所以通过截面的电流应为通过截面的正、负电荷电荷量的绝对值的和.
由I=q/t得I=(30+30)/5×60 A=0.2 A.
答案:0.2 A.
【例2】 截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是( )
A.nSvΔt B.nvΔt C.IΔt/e D.IΔt/Se
解析:电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量,所以求出通过截面的电荷量,即可求出电子数.而电荷量q=It,单位体积内的电子数已知,只要求出Δt时间内有多少体积的电子通过截面,即可求出电子数.
(1)根据电流强度的定义式,可知在Δt内通过导线截面的电荷量q=IΔt
所以在这段时间内通过的自由电子数为N=q/e=IΔt/e
(2)自由电子定向移动的速率是v,因此在时间Δt内,位于以截面S为底、长l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过截面.这段导线的体积V=Sl=SvΔt,所以Δt内通过截面S的自由电子数为N=nV=nSvΔt,
所以A、C正确.
答案:AC
绿色通道
分析(2)中的思想方法具有很普遍的意义,对空气流、水流等连续质点流同样适用,应予以体会.
体验探究
问题:你能用碘化钾、淀粉、水、电池、导线、一块金属皮和一截铝线或铜线在白纸上写出蓝色字吗?
导思:碘化钾和淀粉溶液混合后会产生带负电的碘离子.若这时有闭合回路使电荷产生定向移动,便可形成规则的字迹.
探究:将碘化钾和淀粉混合在一起,用水调和,把一张白纸放在这种混合液中浸湿,平铺在一块金属皮上.用导线将金属皮与电池负极相连,再用一根长导线将铝线或铜线连接在电池的正极上.当我们用手握“笔”在纸上写字时,纸上便显现出蓝色字迹.
相关文档
- 高中物理第五节 运动电荷在磁场中2021-05-224页
- 高中物理“4+1”15分钟40分限时训2021-05-222页
- 2019-2020学年高中物理第七章机械2021-05-228页
- 高中物理 第6章 传感器 第1节 传感2021-05-228页
- 法拉第电磁感应定律 淮安市高中物2021-05-229页
- 2020高中物理 第四章 机械能和能源2021-05-227页
- 高中物理 第2章 机械波 第3节 波的2021-05-2211页
- 河北省石家庄二中高中物理 1带电粒2021-05-226页
- 高中物理 第一章 分子动理论 第2节2021-05-223页
- 2019-2020学年高中物理第3章磁场第2021-05-225页