2024-2025学年沪科版选修3-1 3.2研究电流、电压和电阻 学案.docx

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1、学案2探讨电流、电压和电阻目标定位1.驾驭电流的定义及定义式，能应用电流的表达式进行有关计算.2.理解电路中的电压与电势着陆的关系，驾驭电路中电势改变的规律3知道电阻的形成缘由，理解金属电阻与温度的关系.一、电流1 .如图1所示，盐水中可以形成电流，盐水中电流方向是怎样的呢？图12 .如图2所示，AO表示粗细匀称的一段长为/的导体，两端加肯定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为内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,每个自由电荷的电荷量为q.试证明：导体内的电流可表示为/=4Sa图2要点总结1 .电流：流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间f的比值.(1)定义式：I

2、=(2)单位：,符号；常用的电流单位还有：亳安(mA)、微安(A).2 A=mA；1A=A方向：规定定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向.3 .电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用/=号时，。为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的.4 .从微观上看，电流/=,即/确定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量外自由电荷,导体的横截面积S.5 .三种速率的比较(I)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率0,也是公式=qSo的0,大小约为IOrm/s(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为

3、m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流.(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为1()5m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流.延长思索有的同学说：“电流有方向，电流就是矢量”对吗？例1在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在做定向移动，方向如图3所示.假如测得2S内分别有1.0X108个正离子和.oo8个负离子通过溶液内部的横截面”，则溶液中电流的方向如何？电流多大？图3例2铜的摩尔质量为加，密度为小每摩尔铜原子有个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为/

4、时，电子平均定向移动速率为()A.光速CB.二d二、电路中电势改变的规律欧姆定律如图4所示，用多用电表测量R、&未接入电路时的电阻值，闭合开关，用多用电表的电压挡测量be、c的电势差，用电流挡测量线路的电流，分析测量结果，能得到怎样的结论.图4要点总结1 .沿着电流的方向电势渐渐,所以电路中随意两点之间的电势差又叫从电源正极到负极总的电势着陆等于电路中沿电流方向的电势着陆的.即U0=5+S+.2 .欧姆定律:导体中的电流/跟导体两端的电压U成,跟导体的电阻R成.(1)公式：I=.(2)适用条件：适用于金属导体和电解质溶液，不适用于气态导体和半导体元件.例3如图5所示的图像所对应的两个导体：图5

5、(1)电阻Rl:&为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比彷：5为多少？(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比八：/2为多少？三、导体的电阻电流通过导体时为什么存在也阻？导体为什么发热？要点总结1 .电阻：反映了导体对电流的作用.(1)定义式：R=号.(2)单位：,符号是常用单位：kMQ.IkC=,IMQ=C.2 .电阻的产生缘由：自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对电子定向移动的阻碍作用.它也是电阻元件发热的缘由.3 .金属导体的电阻会随着温度的上升而,即R=HO（I+必），其中R表示金属在UC时的电阻，Ro表示金属在Oe时的电阻值，a叫做电阻的温度系数.例

6、4电路中有一段导体，假如给它加上3V的电压，通过它的电流为2mA,可知这段导体的电阻为:假如给它加上2V的电压，则通过它的电流为mA；假如在它两端不加电压，则它的电阻为.1 .（电流的理解）关于电流的说法中正确的是（）A.依据/=，可知/与。成正比B.假如在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C.电流有方向，电流是矢量D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位2 .（公式/=号的理解和应用）某电解液，假如在1S内共有5X108个二价正离子和IXK）19个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流大小为（）A.OB.0.8AC.1.6AD.3.2A3 .

7、（欧姆定律的理解）依据欧姆定律，下列推断正确的是（）A.导体两端的电压越大，电阻就越大B.导体中的电流越大，电阻就越小C.比较几只电阻的/-U图像可知，电流改变相同时，电压改变较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的D.由/可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比4.（欧姆定律的应用）如图6所示，A、B、C为三个通电导体的/一U关系图像.由图可知，电阻最大的导体是;若在导体B两端加上10V电压时,通过导体B的电流是.图6答案精析学问探究、1 .在电场中，盐水中正电荷Na+向左移动，形成向左的电流，负电荷CI向右移动，形成向左的电流，故盐水中电流方向向左.2 .AO导体中的自由电荷总数：N=

8、nlS总电荷量Q=Nq=nlSq全部这些自由电荷通过横截面所须要的时间：，=(依据公式Q=可得：导体AD中的电流I=-=i=nqSv.V要点总结1 .号(2)安培AIO3IO6(3)正电荷相反2 .肯定值之和3 .nq定向移动速率。4 .(2)3XlO8延长思索不对，电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量.典型例题例1由4指向80.16A解析水溶液中导也的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动.电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中也流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由4指向反每个离子的电荷量是e=1.6X1(9c.该水溶液导

9、电,时负离子由8向A运动，负离子的定向移动可以等效看作是正离子反方向的定向移动.所以，肯定时间内通过横截面M的也荷量应当是正、负两种离子电荷量的肯定值之和.,QI叩+m如/=/=-1-1.010,81.610l9+1.010181.6IO-19=2A=0.16A.例2D假设电子定向移动的速率为。，那么在f时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积“S中的自由电子数，而体积为S的铜的质量为况劭，摩尔数为邛所以电荷量巫，I4餐于是得D=牛YtmneSp1试验结论：Uab=IRIUbC=IR2UaC=Uab+Ube要点总结1 .降低电势着陆和2 .正比反比(谓典型例题例3(1)3：1(2)3：1(

10、3)1：3解析(1)因为在/-U图像中，R=J=笔,KL“oo3所以Rl=xio-3C=2,10X103Clr&=15X10、Q=3,2所以Ri：R2=I：(1)=3：1.(2)由欧姆定律得U=R,U2I2R2t由于/1=/2,则Ul：Uz=Ri:&=3：1.(3)由欧姆定律得=智，/2=今，K2由于Ul=U2,则1：I2=Ri:Rl=I:3.导体中的自由电子在电场力作用下做定向移动,但在移动过程中不断地与晶体点阵上的原子实碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，宏观上表现为导体发热.自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻碍作用，这是“电阻”产生的根本缘由.要点总结1.阻碍(2)欧姆IO3IO63.增大典型例题例415001.331500解析导体中的电流随电压的改变而改变，但对于一确定的电阻而言，其电阻不随电压的改变而改变，也与导体中有无电流无关.由欧姆定律/=借得：/?=7=ov=1500:lIZ1UU2当U=2V时，/=万=TinAI.33103A=1.33mA.K1JlAJ达标检测1.D2.D3.D4.C2.5A解析由/-U图像知，电阻最大的应当是斜率最小的，故应是C.其中导体8的也阻为欧4V=777T=4,所以在导体8上加IOV电压时，通过导体B的电流为2.5A.1.VA