2.1电流 电压 电阻（教学课件）(共28张PPT)——高中物理教科版（2019）必修第三册

(共28张PPT)
第二章 电路及其应用
2.1电流 电压 电阻
教科版（2019）高中物理必修第三册
目 录
1
2
3
4
新课导入
学习目标
新课讲解
经典例题
5
课堂练习
6
课堂小结
耀眼的闪电只能存在于一瞬间
城市的电灯持续照亮夜空
新课导入
雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光,这是为什么
学习目标
1. 通过观察光的偏振现象，知道光是横波。
2. 知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象。
3. 了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
温故而知新
1.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，导线中能否出现持续的电流？
电流是瞬间的，A、B间的电势差会很快消失，最后A、B两个导体会达到静电平衡状态。
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
_
_
_
_
_
_
_
_
追问　怎样能产生持续的电流？
水 流
A
B
连通器
2.如图，若在水池A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池A到水池B做定向移动，A、B之间的高度差很快消失，水管中只可能有一个瞬间的水流，那么怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
在A、B间加一个抽水机，从而使水管中有源源不断的水流。
抽水机
3.如图所示，如果想让导线中有持续的电流，我们需要一个怎样的装置？
在A、B间加入一个装置P，它能不断的从A取走电子，补充给B，使A、B间始终保持一定的电势差，这样导线中就会有持续的电流。
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
-
-
+
一、电源
1.电源的定义：能在电源内部把电子从电源正极搬运到电源负极的装置就是电源。
2.电源的作用：使导体两端始终存在电势差。
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
-
-
+
A、B是电源的两个电极
3.常见电源：
干电池
铅蓄电池
手机锂电池
笔记本锂电池
电动汽车锂电池
在实际生活中，电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间；而连接在电路中的小灯泡却能持续发光，这是为什么呢？
闪电只存在一瞬间，两块带异种电荷的云将其之间的空气电离，发生放电现象形成电流，云上的电荷释放完了，电流也就没有了，所以只能形成瞬间电流。
电路中有电源，电源能提供持续的电势差，形成持续的电流，所以连接在电路中的小灯泡能持续发光。
二、恒定电场与恒定电流
1.导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。 2.由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场。
3.自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。形成的电流大小、方向都不随时间变化。
4.静电场的规律在恒定电场中同样适用。
M
N
E0
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
导体内的电场线保持和导线平行
M
N
F
Fn
Ft
E0
E′
M
N
E
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
1.大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
2.电流的定义式： ，其物理意义：单位时间内通过导体横截面的电荷
量，是表示电流强弱程度的物理量。
注意　用该式计算出的电流是时间t内的平均值。对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等。
3.在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A。常用单位：毫安(mA)、微安(μA)，1 A＝103 mA＝106 μA。
4.电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反。
注意　(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。
(2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极。
电压是形成电流的必要条件，在国际单位制中它的单位是伏特，简称伏，符号是 V。测量电压使用电压表，它必须与被测量电路并联，这是因为并联电路各支路电压相等。
欧姆定律一般表述为：通过导体的电流 I 跟它两端的电压 U 成正比，跟它的电阻 R 成反比，用公式表示是
三、电流的表达式
如图所示表示粗细均匀的一段长为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速率为v，设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量大小为q。导体内电流I多大？
导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t＝ 。
总电荷量Q＝Nq＝nlSq
推导
导体AD内的自由电荷总数N＝nlS
此导体中的电流I= =nqSv
四、认识多用电表
测量直流时需要注意把红表笔接高电势（即电源的正极）一边，黑表笔接低电势（即电源的负极）一边，使电流从红表笔流入，经表头后从黑表笔流出。
选择开关旋转到电阻区域的某个量程处，它就是一个测量电阻的表，称为电阻表（或欧姆表），这时表内部有电池作为电路的电源，
典例分析
1.如图，2 s内通过金属导体某截面S的电子总电荷量大小为5 C，则该导线中电流的大小和方向分别为
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.如图所示，电解池内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是
A.正离子定向移动形成电流的方向从A到B，负离子定向移动形成电流的
方向从B到A
B.溶液内正、负离子向相反方向运动，电流相互抵消
典例分析
3.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子(初速度为零)经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是
√
典例分析
4.如图所示为一长方形金属导体，其长为l、高为a、宽为b。当从左右两面或者上下两面流过的电流均为I时，金属导体内自由电子定向移动的速率之比为
A.a∶b B.l∶a
C.l∶b D.a∶l
√
根据电流的微观表达式可知I＝neS甲v甲＝neabv甲，I＝neS乙v乙＝nelbv乙，则v甲∶v乙＝l∶a，故选B。
课堂练习
1.关于导体中的电场，下列说法中正确的是：（ ）
A.它是由电源两极在空间直接形成的；
B.它是导线上的堆积电荷所形成的；
C.导线内的电场线最终和导线平行；
D.它的分布随着电荷的移动而随时间变化。
C
课堂练习
2.下列说法中错误的是：（ ）
A.金属导体导电，只是自由电子作定向移动；
B.电解液导电，正负离子都作定向移动；
C. 气体导电，一定只有正离子作定向移动；
D. 气体导电，正、负离子和自由电子都作定向移动。
C
课堂练习
3.有一条横截面积为S的导体，通过的电流为I，该导体内单位长度内自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，以下说法中正确的是（ ）
A. 该导体自由电荷定向移动的速率为，该速率很小，远小于光速
B. 该导体自由电荷定向移动的速率为，该速率很大，等于光速
C. 该导体自由电荷定向移动的速率为，该速率很小，远小于光速
D. 该导体自由电荷定向移动的速率为，该速率很大，等于光速
A
课堂练习
4. 关于电源的作用，下列说法中错误的是( )
A. 在电源内部把电子从负极搬运到正极；
B. 电源的作用是使导体中形成电场；
C. 电源的作用是能够保持导体两端的电势差；
D. 把其他形式的能转化为电能。
课堂练习
解析：A．电子在非静电力的作用下，在电源内部从正极搬运到负极。A错误，符合题意；
B．电源的作用是使导体中形成电场。B正确，不符合题意。
C．电源两极间存在电压，所以电源的作用是能够保持导体两端的电势差。C正确，不符合题意；
D．电源是通过电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能，D正确，不符合题意。
答案：A
感谢观看
THANK YOU