电流、电压和电阻

(共18张PPT)
3.2电流、电压和电阻
主 讲：金 鹏
一、电场与电流
我们在初中已经知道，导体中的自由电荷朝一个方向移动就会形成“电荷流”，我们称它为电流。
-
A
+
+
+
+
+
+
+
+
_
B
_
_
_
_
_
_
_
为了反映电流的强弱，物理学中把流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值叫做电流。
即
单位：安培，简称安，符号A。
方向：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
导体中的自由电荷为什么会定向移动形成电流？
导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流。
-
B
A
-
_
A
+
+
+
+
+
+
+
+
B
_
_
_
_
_
_
_
形成电流的条件：
电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．
（2）导体两端存在电压
金属导体 ——自 由 电 子
电解溶液 ——正、负离子
当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．
（1）存在自由电荷
例1. 某电解池，如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是多大？
解：由电流定义式可得，
=
（2× 5.0×1018 + 1.0×1019 ）×1.6 ×10-19
1
A
=
3.2
A
I
Q
=
t
=
t
(2n1+n2)e
电流的微观表达式
例2.假设金属导体的横截面积为S，导体中 每单位体积的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为q，自由电子定向移动的平均速率为v，那么，请你写出在时间t内通过该横截面电流的表达式。
S
二、电路中电压与电势降落
a
R1
c
s
E
R2
b
φ a
φ b
>
>
沿着电流的方向电势逐渐降低，沿电流方向上的任意两点间都有电势差，这就是电路中的电压。
φ b
φ c
a
R1
f
s
E
R2
c
b
d
e
被测位置
φ/v
Uab
Ubc
Ucd
Ude
Uef
三、电阻是怎样形成的
自由电子
原子实
把失去一些核外电子的金属原子叫做原子实。
原子实：
因此，自由电子与原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻碍作用，这是“电阻”产生的根本原因，也是电阻元件在通电时发热的原因。
自由电子不断地与原子实碰撞，将它的 一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了。
小结：
1.电流形成的条件：存在自由电荷
导体两端存在电压
2.电流的微观表达式： I=nqsv
3.沿着电流的方向电势逐渐降低,同一导线中电势处处相等。
4.金属导体中的电阻是由于自由电子与原子实碰撞引起的。
☆课堂练习
1.下列关于电流的说法正确的是（ ）
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动
的方向
B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电
流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向
移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，
有时与负电荷定向移动的方向相同
C
☆课堂练习
2. 对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才
能在导体中产生恒定的电流（ ）
A．有可以自由移动的电荷
B．导体两端有电压
C．导体两端有方向不变的电压
D．导体两端有恒定的电压
D
☆课堂练习
3.现有一铜导线，横截面积为1mm2。若通过该铜导线的电流为2.4A，单位体积的自由电子数为8.4×1028m-3。求自由电子定向移动的平均速率。
解：根据I=nqsv可得，
v=
I
nqs
=
1.8×10-14m/s
作业：
P63 家庭作业与活动
第1、2、3、5题。