粤教版 (2019)必修 第三册第一节 导体的伏安特性曲线备课课件ppt

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必备知识·自主预习储备
(5)电流的方向：______定向移动的方向规定为电流的方向。2．恒定电流：大小、____都不随时间变化的电流。提醒　Q是通过某段导体横截面的电荷量，是通过的正电荷总电荷量与反向移动的负电荷总电荷量的绝对值之和。
体验 1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)任何情况下导体的电阻与两端的电压成正比，与通过的电流成反比。( )(2)对于某个电阻而言，它两端的电压越大，通过它的电流越大。( )(3)欧姆定律适用于金属导体，也适用于半导体元件。( )
2．填空在金属导体中，若10s内通过某一横截面的电荷量q＝10C，则导体中的电流大小为____。
知识点三　I-U特性曲线1．I-U特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，画出的I-U图像。2．线性元件：I-U特性曲线是一条过原点的直线，也就是电流I与电压U成____的元件。
3．非线性元件：I-U特性曲线不是一条直线，也就是电流I与电压U不成正比的元件。如图为二极管的I-U特性曲线，二极管为非线性元件。
关键能力·情境探究达成
考点1　电流的理解与计算
考点2　三种速率及电流强度的微观表达式
考点3　导体的I-U特性曲线
有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线R。
探究：(1)用导线连接后，电荷怎样移动？(2)电荷的定向移动形成电流，如何描述电流的强弱？[提示]　(1)导线中移动的是自由电子，故导体B上负电荷流向导体A。(2)利用单位时间内通过导体横截面的电荷量描述电流的强弱。
考点1　电流的理解与计算1．电流形成的条件(1)回路中存在自由电荷。(2)电压。(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。
考点2　三种速率及电流强度的微观表达式1．三种速率的理解
2．电流强度的微观表达式(1)建立模型：如图所示，导体长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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。
考点3　导体的I-U特性曲线1．导体的I-U特性曲线，反映导体的导电特性，由导体本身决定，线性元件I-U特性曲线的斜率表示电阻的倒数。
【典例3】　(多选)两个电阻R1、R2的I-U特性曲线如图所示，由图可知(　　)A．R1为线性元件，R2为非线性元件B．R1的电阻R1＝tan45°＝1ΩC．R2的电阻随电压的增大而减小D．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻思路点拨：(1)线性元件的图线是直线，非线性元件的图线是曲线。(2)在物理学中正切值与斜率不是一回事。
AD　[由题图可知R1的I-U特性曲线为过原点的倾斜直线，故R1为线性元件，R2的I-U特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，A正确；R1的电阻不等于tan45°，应为U与I的比值，大小为2Ω，B错误；R2为非线性元件，电阻大小仍等于某一点U与I的比值，D正确；由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故C错误。]
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)对电流的理解，下列说法正确的是(　　)A．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定B．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零C．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小D．恒定电流是由恒定电场产生的
BD　[电流是有方向的，电流的方向是人为规定的，物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反，A错误；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，自由电子不能定向运动，故电流为零，B正确；根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，C错误；恒定电流是由恒定电场产生的，D正确。]
2．(多选)如图所示，半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，关于由环产生的等效电流，下列判断正确的是(　　)A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，等效电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，等效电流将变小
3．(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化情况如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．加5V电压时，导体的电阻约是5ΩB．加11V电压时，导体的电阻约是1.4ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小
4．(新情境题，以“锂离子电池”为背景，考查电流)锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。
回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出形成持续电流的条件。[提示]　(1)自由电荷；(2)导体两端有持续的电压。2．写出电流的方向及什么是恒定电流。[提示]　(1)正电荷定向移动的方向规定为电流的方向；(2)大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
阅读材料·拓展物理视野
电流的微观解释通常情况下，金属中的自由电子不断地做无规则的热运动，它们朝任何方向运动的机会都一样。从宏观上看，没有电荷(自由电子)的定向移动，因而也没有电流。如果导体两端有电势差，在导体内部就建立了电场，导体中的自由电子就要受到静电力的作用。这样，自由电子在导体中除了做无规则的热运动外，还要在静电力的作用下定向移动，从而形成电流。
导体左端的自由电子到达右端
通常情况下，自由电子无规则热运动的速率约为105m/s。导体两端加上电压，自由电子定向移动的平均速率约为10-4m/s。按这个定向移动平均速率计算，一个电子通过一条1m长的导体需要几个小时！这与我们平时开关电灯时的感觉似乎不符。实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了电场。随着电场的建立，电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。