粤教版高中物理必修第三册第三章恒定电流第一节导体的I-U特性曲线课件

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第三章 ｜ 恒定电流第一节　导体的I-U特性曲线核心素养点击一、电流1．填一填(1)形成电流的条件。 ①存在_________，比如金属导体中的自由电子，电解液中的____________。 ②导体两端存在____。(2)电流。 ①概念：电荷的_________形成电流。 ②物理意义：反映了电流的______程度。 ③符号及单位：用符号I表示，单位是______，符号为A。自由电荷正、负离子电压定向移动安培强弱正电荷反方向大小方向××√3．想一想为什么电闪雷鸣时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在一瞬间，而灯泡却能持续发光？提示：闪电不能产生持续的电流，而灯泡发光时有电源供电。正比反比金属电解液电流I电压U直线正比曲线×√×3．选一选 实验室中的标准电阻的伏安特性曲线应最接近于图中的哪一个 (　　)解析：标准电阻的阻值是一定值，是线性元件，所以其伏安特性曲线为一过原点的直线。答案：A　探究(一)　　电流的理解和计算[问题驱动]如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2。(1)确定通过导电液体中电流的方向。提示：电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右。(2)计算导电液体中电流的大小。答案：D　答案：C　2． 某电解池中，若在2 s内有5.0×1015个二价正离子和1.0×1016个一 价负离子通过某截面M，其中正离子水平向右移动，那么通过这 个截面的电流的大小和方向是 (　　)A．0.8 mA，水平向左B．0.08 mA，水平向左C．1.6 mA，水平向右D．0.16 mA，水平向右答案：C[解题指导]　(1)电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量，所以求出通过横截面的电荷量，即可求出电子数。(2)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横截面，即可求出电子数。答案：AC　[素养训练]1．[多选]如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接 起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍， 在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的 (　　)A．电流相等B．电流不相等C．自由电子定向移动的速率相等D．自由电子定向移动的速率不相等答案：AD探究(三)　　导体的伏安特性曲线[问题驱动]研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图像法。分析图中甲、乙两电学元件的I-U图像，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？提示：甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比。　　　　 [重难释解]1．I-U图线以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压变化的曲线，如图甲、乙所示。答案：ABD　[素养训练]1．[多选]如图是某一种电阻元件的伏安特性曲线，下列判断正确的是 (　　)A．该元件是非线性元件B．图线的斜率代表元件电阻C．图线斜率的倒数代表元件的电阻D．随电压的增大它的电阻逐渐变大解析：I-U图线为过原点的直线是线性元件，所以该元件是非线性元件，A正确；在I-U图线中，图线上某点与原点连线的斜率代表电阻的倒数，图线的斜率不代表元件电阻，随电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率越来越小，则电阻逐渐增大，B、C错误，D正确。答案：AD2． [多选]如图所示是电阻R的U-I图像，图中α＝45°，由此得出(　　)A．通过电阻的电流与两端电压成正比B．电阻R＝0.5 ΩC．电阻R＝2.0 ΩD．在R两端加上6.0 V的电压时，通过电阻的电流为12 mA答案：AD　一、培养创新意识和创新思维绝缘体可以转变为导体在潮湿、高温、高压的情况下，绝缘体有可能变为导体。例如，空气是绝缘体，但在一定条件下也可能转变为导体。在雷电现象中，由于两云层之间的电压极高，将空气击穿，此时空气就成了导体(如图)。因此，绝缘体和导体的划分与其周围的条件密切相关。假设某次雷电持续时间为0.5 s，所形成的平均电流为6.0×104 A，若这些电荷以0.5 A的电流通过电灯，则电灯可供照明的时间为多长？答案：6.0×104 s二、注重学以致用和思维建模1. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤 器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两 个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止 跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15 μF，如果充电后电容器的电压为4.0 kV，电容器在大约2.0 ms内放电至两极板电压为0，则这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为 (　　)答案：C　3．“氢火焰离子化监测器”可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含量，其装置如图所示，在氢火焰的作用下，有机物的分子电离为一价正离子和自由电子，而无机物的分子不会电离。设单位时间内有n摩尔被检测气体进入检测器，调节滑动变阻器，使得电流表的示数逐渐变大，直到达到最大值I，求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K是多少。(阿伏伽德罗常数为NA，电子的电荷量为e)