【名師同步導(dǎo)學(xué)】20xx-20xx學(xué)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(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 AD 導(dǎo)體中的自由電荷總數(shù)： N ＝ n lS . 總電荷量 Q ＝ Nq ＝ n lS q . 所有這些電荷都通過(guò)橫截面 D 所需要的時(shí)間： t ＝lv. 根據(jù)公式 q ＝ It 可得：導(dǎo)體 AD 中的電流： I ＝Qt＝n lS ql / v＝ n qS v . (3)結(jié)論：由此可見(jiàn) ， 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)體的橫截面積有關(guān) ． 使用公式 I＝ nqSv計(jì)算時(shí) ， 一定要注意以下幾點(diǎn)： (1)各個(gè)物理量都要用國(guó)際單位 ． (2)正確理解各符號(hào)的意義 ， 特別是 n表示導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) ， v表示自由電荷定向移動(dòng)速度的大小 ． (3)若已知單位長(zhǎng)度的自由電荷數(shù)為 n， 則電流的微觀表達(dá)式為 I＝ nqv. 電流微觀表達(dá)式為 I＝ nqSv， 其中 v表示電荷定向移動(dòng)的速率 ． 實(shí)際上電荷的運(yùn)動(dòng)存在三種速率 ， 下面對(duì)電荷的三種速率進(jìn)行區(qū)別 . 自由電荷定向移動(dòng)速率 自由電荷定向移動(dòng)形成電流，其中電荷定向移動(dòng)的速率一般為 10－ 5 m/s的數(shù)量級(jí) 無(wú)規(guī)則熱 運(yùn)動(dòng)速率 導(dǎo)體中的自由電子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，由于沿各個(gè)方向無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流．常溫下自由電子熱運(yùn)動(dòng)的速率的數(shù)量級(jí)為 105 m/s 電場(chǎng)傳播速 率 (或電流 傳導(dǎo)速率 ) 等于光速，閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中的光速 c形成恒定電場(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(kāi)始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流 由 I＝ nqSv可以看出 ， 同一段導(dǎo)體 ， 橫截面積越大的位置 ， 自由電荷定向移動(dòng)的速率越小 ， 如圖所示 ． 對(duì)電流的理解與辨析 關(guān)于電流的概念 ， 下列說(shuō)法中正確的有 ( ) A． 導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流 B． 電流是一個(gè)矢量 ， 其方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向 C． 在國(guó)際單位制中 ， 電流是一個(gè)基本物理量 ， 其單位安培是基本單位 D． 對(duì)于導(dǎo)體 ， 只要其兩端電勢(shì)差為零 ， 電流也必為零 解 題 方 法 指 導(dǎo) 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū) P42 【 解析 】 導(dǎo)體中有大量的自由電子 ， 總在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) ， 沒(méi)有定向運(yùn)動(dòng) ， 在一段時(shí)間 t內(nèi) ， 通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電荷是雙向的 ， 其數(shù)值又是相等的 ， 電流是0， 故 A錯(cuò) ． 電流是一個(gè)標(biāo)量 ， 因?yàn)槠溥\(yùn)算不符合矢量運(yùn)算法則 ． 為了便于研究電流 ， 人們規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?， 以區(qū)別于負(fù)電荷的定向移動(dòng) ， 故 B錯(cuò) ． 在國(guó)際單位制中 ， 共有七個(gè)基本量 ， 電流是其中之一 ， 故 C正確 ． 對(duì)于導(dǎo)體 ， 其兩端電勢(shì)差是 0時(shí) ， 導(dǎo)體內(nèi)無(wú)電場(chǎng) ， 電子不能定向移動(dòng) ， 故電流是 0， D正確 ． 【 答案 】 CD 【 方法總結(jié) 】 (1)導(dǎo)體內(nèi)電荷的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與電荷的定向移動(dòng)不是一回事 ， 導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差時(shí) ， 導(dǎo)體內(nèi)的電荷才會(huì)定向移動(dòng) ， 但電荷的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是不需要條件的 ． (2)電流是描述電流強(qiáng)弱的物理量 ， 它有方向但為標(biāo)量 ． 習(xí)慣上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?． 以下說(shuō)法正確的是 ( ) A． 只要有可以自由移動(dòng)的電荷 ， 就能存在持續(xù)電流 B． 金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)作用下形成的 C． 電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率 D． 在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子
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