高中魯科版物理選修3-1學(xué)案：第3章-第1節(jié)-電流-【含解析】(編輯修改稿)
2025-04-05 06:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 通過截面的電荷量的計(jì)算(q、qq2均表示電荷量的絕對(duì)值)，常見的情況有以下兩種：①同種電荷同向通過某一截面時(shí)，電荷量q＝q1＋q2。②異種電荷反向通過某一截面時(shí)，若q1為正電荷，q2為負(fù)電荷，電荷量q＝q1＋|q2|。(3)電解液導(dǎo)電時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)，有m個(gè)a價(jià)正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n個(gè)b價(jià)負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，則電流的大小I＝。[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．一個(gè)半徑為r的細(xì)橡膠圓環(huán)，均勻地帶上電荷量為Q的負(fù)電荷，當(dāng)它以角速度ω繞中心軸線順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中等效電流的大小為( )A．Q B． C． D．C [截取圓環(huán)上任一截面，在橡膠圓環(huán)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間T內(nèi)，通過這個(gè)截面的電荷量為Q，則有I＝＝，又因?yàn)門＝，所以I＝，故C正確。]三種速率及電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式1．三種速率的理解電子定向移動(dòng)的速率電子熱運(yùn)動(dòng)的速率電流傳導(dǎo)的速率物理意義電流就是由電荷的定向移動(dòng)形成的，電流I＝neSv，其中v就是電子定向移動(dòng)的速率，一般為10－5 m/s的數(shù)量級(jí)構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流，常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)為105 m/s等于光速，閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中光速c建立恒定電場(chǎng)，在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流大小10－5 m/s105 m/s3108 m/s2．電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式(1)建立模型：如圖所示，導(dǎo)體長為l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q。(2)理論推導(dǎo)：AD導(dǎo)體中的自由電荷總數(shù)：N＝nlS。總電荷量Q＝Nq＝nlSq。所有這些電荷都通過橫截面D所需要的時(shí)間：t＝。根據(jù)公式I＝可得：導(dǎo)體AD中的電流：I＝＝＝nqSv。(3)結(jié)論：從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、定向移動(dòng)速率的大小，還與導(dǎo)體的
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