第一节 导体的I－U特性曲线 [学习目标] 1.知道电流的形成条件，掌握电流的定义式和单位。2.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的含义(重难点)。3.理解欧姆定律，会用欧姆定律进行有关计算(重点)。4.理解导体的伏安特性曲线(重点)。 一、电流 1．电流 (1)概念：电流是由电荷_____移动形成的。为了表示电流的强弱，物理学中把通过某段导体横截面的_____与所用时间t之比称为通过这段导体的电流。 (2)形成电流的条件 ①有能够自由移动的电荷———_____。 ②导体两端存在_____。 (3)电流的定义式：I＝_____ 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。 (4)在国际单位制中，电流的单位是_____，符号是_____。常用单位：毫安(mA)、微安(μA)，1 A＝103 mA＝106 μA。 (5)电流的方向：规定为_____定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向_____。 2．恒定电流 (1)直流：导体中的电流方向_____随时间而改变的电流称为直流。 (2)恒定电流：电流的方向和强弱都不随时间而_____的电流称为恒定电流。 1．I＝是电流的定义式，其值与Q、t有关吗？计算出的是时间t内电流的平均值，对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值有何关系？ 2.如图所示，在并联电路中，干路电流分流为向上的I1和向下的I2，则干路电流I为多大，电流为矢量还是标量？ (1)电流既有大小，又有方向，是矢量。( ) (2)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的。( ) (3)电子定向移动的方向就是电流的方向。( ) (4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。( ) 例1 (2024·梅州市高二期末)2020年，“救命神器”———自动体外除颤仪AED是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，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15 μF，充电至3.0 kV的电压，如果电容器在0.9 ms的时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及放电的平均电流分别为( ) A．0.045 C,50 A B．0.045 C,5 A C．45 C,5 A D．45 C,50 A 例2 (2024·东莞市东华高级中学高二月考)电解槽内有一价离子的电解溶液，溶液中插有两根碳棒A、B作为电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过，假设时间t内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是( ) A．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 B．溶液内负离子定向移动的方向是从B到A C．溶液内电流方向从B到A，电流大小为I＝ D．溶液内电流方向从B到A，电流大小为I＝ 1．金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量。 2．电解质溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。 3．电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子电荷量的绝对值之和。 二、电流的微观表达式 如图所示为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平均速率为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。则： 导体内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t＝。导体内的自由电荷总数N＝_____ 总电荷量Q＝Nq＝_____ 此导体中的电流I＝＝_____＝_____。 1．I＝nqvS是电流的微观表达式，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的平均速率v、导体的横截面积S。 2．区别三种速率 自由电子定向移动的平均速率 金属导体中的自由电子定向移动形成电流，其中自由电子定向移动的平均速率的数量级一般为10－4 m/s 自由电子热运动速 ... ...
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