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高中物理(教科版选修3-1)第2章 1.欧姆定律 含答案


1.欧姆定律 学 习 目 标 1.了解形成电流的条件,并会做出微观 解释. 2.知道电流的大小、方向、单位,理解 电流的定义式,并能进行相关的计 算.(重点) 3.知道电流、电压间的关系,理解用比 值定义电阻的方法和欧姆定律的含 义.(重点) 4.理解伏安特性曲线,知道线性元件和 非线性元件,通过测绘小灯泡伏安特性 曲线的实验,掌握利用分压电路改变电 压的基本技能.(难点) 电 流 知 识 脉 络 [先填空] 1.电流的形成 (1)导体内要有自由电荷:金属中的自由电荷是自由电子,电解质溶液中的自由电荷是 正、负离子. (2)导体内要存在电场:导体内的自由电荷由于受电场力作用从而形成定向运动. 2.电流 (1)定义: 通过导体横截面的电荷量 q 跟通过这些电荷所用时间 t 的比值, 用符号 I 表示. (2)公式 I=q/t. (3)单位:国际单位是安培(A),常用单位还有毫安(mA)和微安(μ A).1 A=103 mA=106 μ A. (4)方向:物理学上规定正电荷定向运动的方向为电流的方向,这样负电荷定向运动的 方向与电流的方向相反. 3.直流与恒定电流 (1)直流:方向不随时间改变的电流. (2)恒定电流:方向和强弱都不随时间改变的电流. [再判断] 1.电流的方向与电荷定向移动的方向相同.(×) 2.电流既有大小,又有方向,它是矢量.(×) 3.电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量.(√) [后思考] 金属导体中的电流是由于其中的自由电子运动形成的, 试问电流的方向与自由电子定向 运动的方向有何关系? 【提示】 电子带有负电,定向运动形成的电流的方向与电子的定向运动方向相反. [合作探讨] 如图 2?1?1 所示,在盐水中加入两个电极,与电源连接后可以形成电流. 探讨 1:盐水中形成电流时,电荷的定向移动如何? 图 2?1?1 【提示】 在电场中,盐水中 Na+向左移动,Cl-向右移动. 探讨 2:盐水中电流的方向如何? 【提示】 电流方向向左. [核心点击] 1.对电流 I= 的理解 q t 电流定义式 (1)I= 是单位时间内通过导体横截面的电荷量, 电流方向 q t 电流方向与正电荷定向移动方向相 同,和负电荷定向移动方向相反(金 属导体中电流的方向与自由电子定 向移动方向相反) 横截面是整个导体的横截面,不是单位截面积 (2)当电解质溶液导电时, q 为通过某一横截面的 正、负电荷量绝对值的和 (3)I 与 q、t 均无关 2.电流的微观表达式 (1)建立模型如图 2?1?2 所示,AD 表示粗细均匀的一段导体,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. 图 2?1?2 (2)理论推导 AD 导体中的自由电荷总数 N=nlS.总电荷量 Q=Nq=nlSq.所有这些电荷都通过横截面 l q Q nlSq S 所需要的时间 t= .根据公式 I= 可得导体 AD 中的电流为 I= = =nqSv.即电流的 v t t l v 微观表达式为 I=nqSv. 某电解池内若在 2 s 内各有 1.0×1019 个二价正离子和 2×1019 个一价负离子 同时向相反方向通过某截面,那么通过这个截面的电流是 ( ) 【导学号:96322032】 B.0.8 A D.3.2 A A.0 A C.1.6 A 【解析】 电流由正、负离子的定向运动形成,则在 2 s 内通过截面的

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