高二物理電源和電流課件

高二物理電源和電流1 高二物理電源和電流2 本章主要內(nèi)容有電阻的串并聯(lián)、歐姆定律、電阻定律、焦耳定律、閉合電路的歐姆定律、電路中的能量守恒定律、多用電表、簡(jiǎn)單的邏輯電路等 高二物理電源和電流3 通過(guò)本章學(xué)習(xí)要學(xué)會(huì)處理以下幾類問(wèn)題：(1)電路的簡(jiǎn)化：對(duì)復(fù)雜的電路，畫出等效電路圖，這是一項(xiàng)基本功，也是電路分析和計(jì)算的基礎(chǔ)(2)動(dòng)態(tài)直流電路的分析：電路中某些元件(如滑動(dòng)變阻器的阻值)的變化，會(huì)引起電流、電壓、電阻、電功率等相關(guān)物理量的變化，解決這類問(wèn)題涉及的知識(shí)點(diǎn)多，要掌握一定的思維方法(3)非純電阻電路的分析與計(jì)算 高二物理電源和電流4 (4)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)電阻和電容電路的分析與計(jì)算(5)故障電路的分析與判斷此類問(wèn)題緊密聯(lián)系實(shí)際，對(duì)靈活運(yùn)用知識(shí)的能力要求較高(6)非線性電路的分析與求解 高二物理電源和電流5 本章的核心內(nèi)容是歐姆定律；重點(diǎn)是電路的分析和計(jì)算；難點(diǎn)是電路的設(shè)計(jì)；高考熱點(diǎn)是電路動(dòng)態(tài)分析和實(shí)驗(yàn) 高二物理電源和電流6 高二物理電源和電流7第一節(jié)電源和電流 高二物理電源和電流8 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解形成電流的條件，知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)，初步體會(huì)動(dòng)態(tài)平衡的思想2理解電流的定義，知道電流的單位、方向的規(guī)定；理解恒定電流，會(huì)用公式qIt分析相關(guān)問(wèn)題3能從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系 高二物理電源和電流9 重點(diǎn)難點(diǎn)：導(dǎo)體中電流的形成原因易錯(cuò)問(wèn)題：應(yīng)用Iq/t求電解液中的電流時(shí)，q應(yīng)為正、負(fù)電荷的絕對(duì)值之和 高二物理電源和電流10 一、電流及其產(chǎn)生條件1電荷的 移動(dòng)形成電流2形成電流的條件(1)物體內(nèi)部必有(2)導(dǎo)體兩端存在3電流的方向：規(guī)定 定向運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较蜃杂呻姾呻妱?shì)差正電荷定向 高二物理電源和電流11在 電 解 液 和 金 屬 導(dǎo) 體 中 都 可 以 形 成 電 流 ,它 們 形 成 電 流 時(shí) 有 什 么 不 同 ？ 高二物理電源和電流12 【思考提示】金屬導(dǎo)體中是自由電子定向移動(dòng)形成電流，而電解液中是正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流 高二物理電源和電流13 二、電源的作用1維持電源的正、負(fù)極間有一定的 2在閉合電路中，使導(dǎo)線中的自由電子發(fā)生 ，保持 的電流電勢(shì)差定向移動(dòng)持續(xù) 高二物理電源和電流14 三、恒定電場(chǎng)1定義：由穩(wěn)定分布的 所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)2形成：當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由 、 等電路元件所積累的電荷共同形成的3特點(diǎn)：任何位置的 都不隨時(shí)間發(fā)生變化在靜電場(chǎng)中所學(xué)的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場(chǎng)中同樣適用電荷電源導(dǎo)線場(chǎng)強(qiáng) 高二物理電源和電流15 四、恒定電流 、 都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流1電流的定義： 2公式： .3國(guó)際單位： ；常用單位還有 大小方向單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某導(dǎo)體橫截面的電荷量Iq/t安培毫安、微安 高二物理電源和電流16 一、對(duì)電流概念的理解1電流雖有大小和方向，運(yùn)算遵循代數(shù)法則，但不是矢量2qIt是求電荷量的重要公式，其變形公式I求出的是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值，對(duì)恒定電流來(lái)說(shuō)，其瞬時(shí)值與平均值相等 高二物理電源和電流17 3電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，應(yīng)用I時(shí)，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對(duì)值之和4不能說(shuō)I q，I ，因?yàn)橛蒊nqSv(決定式)，可知I與q及t無(wú)關(guān) 高二物理電源和電流18 計(jì)算電流時(shí)，首先要分清形成電流的電荷種類，是只有正電荷或負(fù)電荷，還是正、負(fù)離子同時(shí)存在其次要注意計(jì)算電流大小時(shí)，只需代入電量的絕對(duì)值另外公式是Iq/t而不是Iq/(St) 高二物理電源和電流19 二、電流的微觀表達(dá)式如圖211所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷所帶的電荷量為q.圖211 高二物理電源和電流20 高二物理電源和電流21 高二物理電源和電流22 1由InqSv可以看出，導(dǎo)體面積越大的位置電荷定向移動(dòng)的速率越小2公式InqSv是由I 推導(dǎo)出來(lái)的，適合于從微觀出發(fā)研究電流的大小其中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) 高二物理電源和電流23 三、三種速率的比較1電子定向移動(dòng)的速率(1)物理意義：電流就是由電荷的定向移動(dòng)形成，電流IneSv，其中v就是電子定向移動(dòng)的速率，一般為105 m /s的數(shù)量級(jí)(2)大?。?05 m /s 高二物理電源和電流24 2電子熱運(yùn)動(dòng)的速率(1)物理意義：構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流，常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)為105 m /s(2)大?。?05 m /s 高二物理電源和電流25 3電流傳導(dǎo)的速率(1)物理意義：等于光速，閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中光速c建立恒定電場(chǎng)，在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流(2)大?。?108 m /s 高二物理電源和電流26 由于電荷定向移動(dòng)的速率很小，所以當(dāng)電路閉合后，電荷并不是瞬間從電源運(yùn)動(dòng)到用電器，而是瞬間在系統(tǒng)中形成電場(chǎng)，使導(dǎo)體中所有自由電荷同時(shí)做定向移動(dòng)形成電流 高二物理電源和電流27