人教版 (新课标)选修33 欧姆定律多媒体教学课件ppt
展开学习目标:1.理解形成电流的条件,掌握电流的概念和定义式.2.知道公式I=nqvS的推导.3.掌握欧姆定律及其适用范围,并能用来解决有关电路的问题.4.知道导体的伏安特性和I-U图象,知道线性元件和非线性元件.重点难点:1.对电流微观含义的理解;导体的伏安特性曲线.2.欧姆定律的应用和适用条件.
一、电流1.定义:电荷的定向移动形成电流.2.形成条件(1)导体内有__________.(2)导体两端存在________.3.电源的作用:保持导体两端存在电压,使导体中有持续的电流.4.方向:电流的方向规定为_______的定向移动方向,它与_______的定向移动方向相反.
5.大小:通过导体横截面的______跟通过这些电荷量所用_______的比值.6.公式:I=____.7.单位:在国际单位制中是安培,简称安,符号是____,它是国际单位制中七个基本单位之一.8.直流:_____不随时间而改变的电流.恒定电流:_______和______都不随时间而改变的电流.
二、欧姆定律 电阻1.内容:导体中的电流I跟导体两端的_____成正比,跟导体的_____成反比.2.公式:I=_____.3.适用条件:适用于_________导电和______________导电,对气态导体和某些导电器件(如晶体管)并不适用.
一、如何理解电流形成的条件及实质?电流是电荷的定向移动,所以要形成电流必须满足两个条件:内因,要有自由电荷,即导体的存在;外因,电荷必须要受电场力做定向移动,所以导体两端要维持一定的电势差.导体两端无电压,导体内无电场时,内部的自由电子做无规则运动,常温下其平均速率约为105 m/s.数量级虽然很大,但不会形成电流,因为自由电子向各个方向运动的机会相等,在任意时间内通过导体横截面的电量为零.
导体两端有电压,自由电子受同一方向的电场力做定向移动,形成电流,对于一般导体中的电流,对应的电子定向移动速率很小,数量级约10-4 m/s,虽然远小于热运动速率,但正是这个定向移动才形成了电流.
二、如何从微观角度认识电流?图14-1-1 如图14-1-1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,
特别提醒:在应用欧姆定律解题时,要注意定律中各量的“同体性”和“同时性”.所谓“同体性”是指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路,不能将不同部分的I、U、R值代入公式计算;所谓“同时性”是指U、I必须是导体上同一时刻的电压和电流值,否则也不能代入公式计算.
四、对导体的伏安特性曲线的理解1.I-U图线不同于U-I图线,I-U图线为导体的伏安特性曲线,加在导体两端的电压U是自变量,I是因变量.2.对I-U图象或U-I图象进行分析比较时,要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义,如图14-1-2甲中,R2
图14-1-2图14-1-3
一个半径为R的绝缘圆盘,绕过圆心且垂直圆盘的转动轴以角速度ω沿逆时针方向做匀速转动,圆盘边缘上均匀地分布着一圈电荷,电性均为负,单位圆弧上所带的电荷量为q,当圆盘转动时,这些电荷所形成的电流大小是多少?电流的方向怎样?
【答案】 ωRq 顺时针方向【点评】 建立物理图景是正确解决这类问题的前提,即在Δt时间内通过某横截面的电量Q,确定电量Q是解决问题的关键.
变式训练1 某电解池中,若在2 s的时间内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个截面的电流是( )A.0 B.0.8 AC.1.6 A D.3.2 A
【答案】 0.225 A
变式训练2 某电流表可测量的最大电流是10 mA,已知一个电阻两端的电压是8 V时,通过的电流是2 mA.如果给这个电阻加上30 V的电压,是否能用该电流表测量通过这个电阻的电流?
如图14-1-4所示的图象所对应的两个导体:图14-1-4(1)电阻关系R1∶R2是多少?(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U1∶U2是多少?(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比I1∶I2是多少?
【答案】 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3
【点评】 此类问题应首先区分是I-U图象还是U-I图象,弄清各自的物理意义,特别是图线斜率的物理意义.
变式训练3 图14-1-5(2011年陕西西安模拟)如图14-1-5所示,是某元件的伏安特性曲线,两点A、B,其坐标分别为(5,0.5)和(10,0.8),则下列说法正确的是( )
A.该元件是线性元件B.该元件是非线性元件,所以一定是非纯电阻元件,欧姆定律不适用C.该元件如果是纯电阻元件,可由图象求出A点电阻为10 Ω,B点电阻为12.5 ΩD.在O点,U=0,元件的电阻为零,且随着电压的增大,电阻增大的越来越慢答案:BC
一根粗细均匀的金属导线,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,则此时( )
【答案】 BC【点评】 电流的微观表达式I=nqSv是联系宏观量和微观量的桥梁,虽然不要求用此公式进行计算,但如能掌握可迅速分析和求解一些特殊(粒子流)问题.
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