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(共28張PPT)
第二章 電路及其應用
2.1電流 電壓 電阻
教科版（2019）高中物理必修第三冊
目 錄
1
2
3
4
新課導入
學習目標
新課講解
經典例題
5
課堂練習
6
課堂小結
耀眼的閃電只能存在于一瞬間
城市的電燈持續照亮夜空
新課導入
雷鳴電閃時,強大的電流使天空發出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續發光,這是為什么
學習目標
1. 通過觀察光的偏振現象，知道光是橫波。
2. 知道偏振光和自然光的區別，能運用偏振知識解釋生活中的一些常見光學現象。
3. 了解激光的特性，能舉例說明激光技術在生產生活中的應用。
溫故而知新
1.有A、B兩個導體，分別帶正、負電荷。如果在它們之間連接一條導線，導線中能否出現持續的電流？
電流是瞬間的，A、B間的電勢差會很快消失，最后A、B兩個導體會達到靜電平衡狀態。
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
_
_
_
_
_
_
_
_
追問　怎樣能產生持續的電流？
水 流
A
B
連通器
2.如圖，若在水池A、B之間用一個細管連起來，則水在重力的作用下從水池A到水池B做定向移動，A、B之間的高度差很快消失，水管中只可能有一個瞬間的水流，那么怎樣才能使水管中有源源不斷的水流呢？
在A、B間加一個抽水機，從而使水管中有源源不斷的水流。
抽水機
3.如圖所示，如果想讓導線中有持續的電流，我們需要一個怎樣的裝置？
在A、B間加入一個裝置P，它能不斷的從A取走電子，補充給B，使A、B間始終保持一定的電勢差，這樣導線中就會有持續的電流。
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
-
-
+
一、電源
1.電源的定義：能在電源內部把電子從電源正極搬運到電源負極的裝置就是電源。
2.電源的作用：使導體兩端始終存在電勢差。
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
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_
_
_
_
P
-
-
+
A、B是電源的兩個電極
3.常見電源：
干電池
鉛蓄電池
手機鋰電池
筆記本鋰電池
電動汽車鋰電池
在實際生活中，電閃雷鳴時，強大的電流使天空發出耀眼的閃光，但它只能存在一瞬間；而連接在電路中的小燈泡卻能持續發光，這是為什么呢？
閃電只存在一瞬間，兩塊帶異種電荷的云將其之間的空氣電離，發生放電現象形成電流，云上的電荷釋放完了，電流也就沒有了，所以只能形成瞬間電流。
電路中有電源，電源能提供持續的電勢差，形成持續的電流，所以連接在電路中的小燈泡能持續發光。
二、恒定電場與恒定電流
1.導線內的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。 2.由穩定分布的電荷產生的穩定的電場稱為恒定電場。
3.自由電荷定向運動的平均速率不隨時間變化。形成的電流大小、方向都不隨時間變化。
4.靜電場的規律在恒定電場中同樣適用。
M
N
E0
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
導體內的電場線保持和導線平行
M
N
F
Fn
Ft
E0
E′
M
N
E
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
1.大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。
2.電流的定義式： ，其物理意義：單位時間內通過導體橫截面的電荷
量，是表示電流強弱程度的物理量。
注意　用該式計算出的電流是時間t內的平均值。對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等。
3.在國際單位制中，電流的單位是安培，符號是A。常用單位：毫安(mA)、微安(μA)，1 A＝103 mA＝106 μA。
4.電流的方向：規定為正電荷定向移動的方向，與負電荷定向移動的方向相反。
注意　(1)電流雖然有方向，但它是標量，其計算遵循代數運算法則。
(2)在外電路中電流方向由電源正極到負極，在電源內部電流方向由電源負極到正極。
電壓是形成電流的必要條件，在國際單位制中它的單位是伏特，簡稱伏，符號是 V。測量電壓使用電壓表，它必須與被測量電路并聯，這是因為并聯電路各支路電壓相等。
歐姆定律一般表述為：通過導體的電流 I 跟它兩端的電壓 U 成正比，跟它的電阻 R 成反比，用公式表示是
三、電流的表達式
如圖所示表示粗細均勻的一段長為l的導體，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量大小為q。導體內電流I多大？
導體AD內的自由電荷全部通過橫截面D所用的時間t＝ 。
總電荷量Q＝Nq＝nlSq
推導
導體AD內的自由電荷總數N＝nlS
此導體中的電流I= =nqSv
四、認識多用電表
測量直流時需要注意把紅表筆接高電勢（即電源的正極）一邊，黑表筆接低電勢（即電源的負極）一邊，使電流從紅表筆流入，經表頭后從黑表筆流出。
選擇開關旋轉到電阻區域的某個量程處，它就是一個測量電阻的表，稱為電阻表（或歐姆表），這時表內部有電池作為電路的電源，
典例分析
1.如圖，2 s內通過金屬導體某截面S的電子總電荷量大小為5 C，則該導線中電流的大小和方向分別為
A.2.5 A，向右 B.10 A，向右
C.2.5 A，向左 D.10 A，向左
√
典例分析
√
2.如圖所示，電解池內有一價的電解溶液，t時間內通過溶液內橫截面S的正離子數是n1，負離子數是n2，設元電荷的電荷量為e，以下說法正確的是
A.正離子定向移動形成電流的方向從A到B，負離子定向移動形成電流的
方向從B到A
B.溶液內正、負離子向相反方向運動，電流相互抵消
典例分析
3.某些腫瘤可以用“質子療法”進行治療。在這種療法中，為了能讓質子進入癌細胞，首先要實現質子的高速運動，該過程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來實現。質子先被加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細胞。如圖所示，來自質子源的質子(初速度為零)經加速電壓為U的加速器加速后，形成細柱形的質子流。已知細柱形的質子流橫截面積為S，其等效電流為I；質子的質量為m，其電荷量為e。那么這束質子流內單位體積的質子數n是
√
典例分析
4.如圖所示為一長方形金屬導體，其長為l、高為a、寬為b。當從左右兩面或者上下兩面流過的電流均為I時，金屬導體內自由電子定向移動的速率之比為
A.a∶b B.l∶a
C.l∶b D.a∶l
√
根據電流的微觀表達式可知I＝neS甲v甲＝neabv甲，I＝neS乙v乙＝nelbv乙，則v甲∶v乙＝l∶a，故選B。
課堂練習
1.關于導體中的電場，下列說法中正確的是：（ ）
A.它是由電源兩極在空間直接形成的；
B.它是導線上的堆積電荷所形成的；
C.導線內的電場線最終和導線平行；
D.它的分布隨著電荷的移動而隨時間變化。
C
課堂練習
2.下列說法中錯誤的是：（ ）
A.金屬導體導電，只是自由電子作定向移動；
B.電解液導電，正負離子都作定向移動；
C. 氣體導電，一定只有正離子作定向移動；
D. 氣體導電，正、負離子和自由電子都作定向移動。
C
課堂練習
3.有一條橫截面積為S的導體，通過的電流為I，該導體內單位長度內自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，以下說法中正確的是（ ）
A. 該導體自由電荷定向移動的速率為，該速率很小，遠小于光速
B. 該導體自由電荷定向移動的速率為，該速率很大，等于光速
C. 該導體自由電荷定向移動的速率為，該速率很小，遠小于光速
D. 該導體自由電荷定向移動的速率為，該速率很大，等于光速
A
課堂練習
4. 關于電源的作用，下列說法中錯誤的是( )
A. 在電源內部把電子從負極搬運到正極；
B. 電源的作用是使導體中形成電場；
C. 電源的作用是能夠保持導體兩端的電勢差；
D. 把其他形式的能轉化為電能。
課堂練習
解析：A．電子在非靜電力的作用下，在電源內部從正極搬運到負極。A錯誤，符合題意；
B．電源的作用是使導體中形成電場。B正確，不符合題意。
C．電源兩極間存在電壓，所以電源的作用是能夠保持導體兩端的電勢差。C正確，不符合題意；
D．電源是通過電源內部非靜電力做功把其他形式的能轉化為電能，D正確，不符合題意。
答案：A
感謝觀看
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