【名師同步導學】20xx-20xx學年高中物理-第2章-第1節(jié)-電源和電流課件-新人教版選修3-(編輯修改稿)
2025-08-31 10:14 本頁面
【文章內容簡介】 AD 導體中的自由電荷總數： N ＝ n lS . 總電荷量 Q ＝ Nq ＝ n lS q . 所有這些電荷都通過橫截面 D 所需要的時間： t ＝lv. 根據公式 q ＝ It 可得：導體 AD 中的電流： I ＝Qt＝n lS ql / v＝ n qS v . (3)結論：由此可見 ， 從微觀上看 ， 電流決定于導體中單位體積內的自由電荷數 、 每個自由電荷的電荷量 、 定向移動速率的大小 ， 還與導體的橫截面積有關 ． 使用公式 I＝ nqSv計算時 ， 一定要注意以下幾點： (1)各個物理量都要用國際單位 ． (2)正確理解各符號的意義 ， 特別是 n表示導體中單位體積內的自由電荷數 ， v表示自由電荷定向移動速度的大小 ． (3)若已知單位長度的自由電荷數為 n， 則電流的微觀表達式為 I＝ nqv. 電流微觀表達式為 I＝ nqSv， 其中 v表示電荷定向移動的速率 ． 實際上電荷的運動存在三種速率 ， 下面對電荷的三種速率進行區(qū)別 . 自由電荷定向移動速率 自由電荷定向移動形成電流，其中電荷定向移動的速率一般為 10－ 5 m/s的數量級 無規(guī)則熱 運動速率 導體中的自由電子在不停地做無規(guī)則運動，由于沿各個方向無規(guī)則運動的機會相等，故不能形成電流．常溫下自由電子熱運動的速率的數量級為 105 m/s 電場傳播速 率 (或電流 傳導速率 ) 等于光速，閉合開關的瞬間，電路中各處以真空中的光速 c形成恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也幾乎同時形成了電流 由 I＝ nqSv可以看出 ， 同一段導體 ， 橫截面積越大的位置 ， 自由電荷定向移動的速率越小 ， 如圖所示 ． 對電流的理解與辨析 關于電流的概念 ， 下列說法中正確的有 ( ) A． 導體中有電荷運動就形成電流 B． 電流是一個矢量 ， 其方向就是正電荷定向移動的方向 C． 在國際單位制中 ， 電流是一個基本物理量 ， 其單位安培是基本單位 D． 對于導體 ， 只要其兩端電勢差為零 ， 電流也必為零 解 題 方 法 指 導 對應學生用書 P42 【 解析 】 導體中有大量的自由電子 ， 總在不停地做無規(guī)則運動 ， 沒有定向運動 ， 在一段時間 t內 ， 通過導體某一截面的電荷是雙向的 ， 其數值又是相等的 ， 電流是0， 故 A錯 ． 電流是一個標量 ， 因為其運算不符合矢量運算法則 ． 為了便于研究電流 ， 人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的正方向 ， 以區(qū)別于負電荷的定向移動 ， 故 B錯 ． 在國際單位制中 ， 共有七個基本量 ， 電流是其中之一 ， 故 C正確 ． 對于導體 ， 其兩端電勢差是 0時 ， 導體內無電場 ， 電子不能定向移動 ， 故電流是 0， D正確 ． 【 答案 】 CD 【 方法總結 】 (1)導體內電荷的無規(guī)則運動與電荷的定向移動不是一回事 ， 導體兩端存在電勢差時 ， 導體內的電荷才會定向移動 ， 但電荷的無規(guī)則運動是不需要條件的 ． (2)電流是描述電流強弱的物理量 ， 它有方向但為標量 ． 習慣上規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向 ． 以下說法正確的是 ( ) A． 只要有可以自由移動的電荷 ， 就能存在持續(xù)電流 B． 金屬導體內的持續(xù)電流是自由電子在導體內的電場作用下形成的 C． 電流的傳導速率就是導體內自由電子的定向移動速率 D． 在金屬導體內當自由電子
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