高中物理粤教版（2019）必修第三册第三章恒定电流课件：第一节　导体的I－U特性曲线

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1．了解电流的形成条件．　2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会运用公式q＝It分析相关问题．3．从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系．　4.知道欧姆定律，会用伏安法测电阻．5．理解伏安特性曲线的意义，知道线性元件和非线性元件．
一、电流1．形成电流的两个条件：①有____________；②导体两端存在______．2．导体中的自由电荷在电场力的作用下发生____________，形成电流．3．电流的方向：规定_________定向移动的方向为电流的方向．4．通过某段导体横截面的电量Q与所用时间t之比称为通过这段导体的电流．
5．公式：I＝_____．电流的单位是______，简称___，符号是A.1 A＝1 C/s.6．直流：导体中的____________不随时间而改变，这样的电流称为直流．7．恒定电流：电流的______和______都不随时间而改变．8．电流的微观表达式：I＝nqSv.
二、欧姆定律1．内容：导体中的______与导体两端的______成正比，与导体的______成反比．
3．电阻(1)导体两端的______与通过导体的______之比．
(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小．(4)在导体的 U－I 图像中，图线斜率反映了导体电阻的大小．
三、导体的伏安特性曲线1．伏安特性曲线：以纵坐标表示_______、横坐标表示_______画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线．2．线性元件和非线性元件(1)线性元件：伏安特性曲线是一条过坐标原点的______，欧姆定律适用的电学元件，如______导体、电解质溶液．线性元件的电阻与电压和电流无关．
判断下列说法是否正确．(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动.(　　)(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(　　)(3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．(　　)(4)电子定向移动的方向就是电流的方向．(　　)(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(　　)
知识点一　电流的理解和计算
(1)电荷的定向移动形成电流，如何描述电流的强弱？[提示]　利用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少描述电流的强弱．(2)电流可能是正电荷或负电荷定向移动形成的，也可能是正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成的，人们是如何规定电流的方向的？[提示]　规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．
4．三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子．其中，金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．
角度2　电流的求解　　　(2025·东莞期中)假设一次闪电流动的电荷量约为800 C，持续的时间大约是0.004 s，则形成的平均电流约为(　　)A．5×104 A　　　　　　B．2×105 AC．6×104 A D．6×103 A
　　　(2025·中山期中)某手机的部分说明书如图，电池容量是指电池放电时输出的总电荷量．该手机充满电后播放视频的最长时间约8 h．下列说法正确的是(　　) A.该手机播放视频时的电流约为0.02 AB．该手机电池放电时输出的总电荷量为1.8×104 CC．该手机电池放电时输出的总电荷量为3.6×104 CD．该手机待机时的电流约为0.625 A
知识点二　电流的微观表达式
如图所示，AD表示一段粗细均匀的、长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v.设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.
(1)AD导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？[提示]　AD导体中的自由电荷总数N＝nlS.总电荷量q＝Nq＝nlSq.(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？(3)导体AD中的电流是多大？
2．三种速率的比较(1)电子定向移动平均速率：电子在金属导体中的定向移动平均速率，也就是公式I＝nqSv中的v，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．
角度1　对电流的微观表达式的理解　　　(多选)给一粗细不均匀的、由同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是(　　)A．粗的地方电流小，细的地方电流大B．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大C．各处的电流相等D．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小
[解析]　由于导体粗的地方与细的地方串联在电路中，各处电流相等，A错误，C正确；根据电流的微观表达式I＝nqSv，同种材料，单位体积内的自由电荷数量n相等，可知粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，B正确，D错误．
知识点三　对欧姆定律的理解
知识点四　导体的伏安特性曲线
1．I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时)(1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.(2)图线斜率的意义不同：I－U图像中，斜率表示电阻的倒数；U－I图像中，斜率表示电阻．图甲中R2＜ R1，图乙中R2＞R1.
角度1　线性元件的I－U图像　　　(2025·江门月考)如图所示的是两个不同电阻的I－U图像，则从图像中可知(　　) A．R1表示小电阻值的图像，且阻值不恒定B．R2表示大电阻值的图像，且阻值恒定C．R1表示大电阻值的图像，且阻值恒定D．R2表示小电阻值的图像，且阻值不恒定[解析]　I－U图像中图线是过原点的直线，表示电阻不变，其斜率表示电阻的倒数，R1表示小电阻值的图像，R2表示大电阻值的图像，且阻值都是恒定，故B符合题意．
角度2　非线性元件的I－U图像　　　(多选)(2025·广州期中)由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知(　　)A．流过导体的电流为1 A时，导体的电阻是5 ΩB．加在导体两端的电压为12 V时，导体的电阻是14 ΩC．该导体的电阻随电压的升高而增大D．在导体两端加上12 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是1.5 C
1．(电流的理解)(2025·佛山期中)关于电流，下列说法正确的是(　　)A．只有正电荷的定向移动才能形成电流B．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向C．金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同D．方向不变的电流叫恒定电流
解析：正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A错误；将正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，故B正确；金属导体导电的时候，是自由电子定向移动，自由电子定向移动的方向和电流方向相反，故C错误；方向和大小都不变的电流才叫恒定电流，故D错误．
2．(电流的相关计算)一条导线中的电流为10 mA，已知电子所带电荷量的绝对值为1.6×10－19 C，则在1 s内通过这条导线某一横截面的电子个数为(　　)A．6.25×1015　　 　 　B．6.25×1016C．6.25×1018 D．6.25×1019