高中物理第3章恒定电流第1节电流课堂互动教案鲁科版选修3_120171003327.doc
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1、第1节 电流课堂互动三点剖析一、电流的形成金属中存在着大量的自由电子和正离子,在导体两端无电势差的情况下,自由电子在导体内做无规则的热运动.自由电子热运动的速率非常大,其数量级为105 m/s.但由于自由电子的运动杂乱无章,因而导体中没有电流.当导体两端存在电势差时,导体内由电源和导线上的堆积电荷共同形成了电场,其电场线与导线平行,这时,自由电子受到电场力的作用,沿着电场的反方向定向移动,形成了电流.如果导体两端的电势差是短暂的,则导体中形成短暂的电流.要想形成持续的电流,导体两端应保持一定的电势差,因而可以把电源接到导体的两端,提供持续的电压,转移电路中的电荷,使电路中保持持续的电流.【例1
2、】 在电解液中,若5 s内沿相反方向通过面积为0.5 m2的横截面的正、负离子的电荷量均为5 C,则电解液中的电流为多大?解析:因I=中的q是时间t内通过整个横截面的电荷量,并非通过单位面积的电荷量,所以0.5 m2是干扰条件.又因正、负离子沿相反方向定向移动形成的电流方向是相同的,所以q应为正、负离子电荷量绝对值之和,故 A=2 A.答案:2 A二、导体中电流I的微观表达式从微观上看,电流取决于导体的哪些因素呢?如图3-1-1所示,AD表示粗细均匀的一段导体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,每个自由电荷所带
3、的电荷量为q.图3-1-1AD导体中的自由电荷总数:N=nLS总电荷量Q:NqnLSq所有这些电荷都通过导体的横截面所需要的时间:t=所以,导体AD上的电流:I=nqSv由此可见,从微观上看,电流取决于导体中自由电荷的密度、电荷量、定向移动速度,还与导体的横截面积有关.【例2】 已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?解析:所谓等效电流,就是把电子绕核运动单位时间段的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流,根据电流的定义即可算出等效电流的大小.截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间T内,
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