简单串联、并联组合电路（1）电路基本结构和参数 【备课精讲精研】高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理必修三第十章电路及其应用第一节简单串联、并联组合电路（1）电路基本结构和参数图为从硅晶圆上取下已制好的集成电路所需的芯片1cm2的集成电路拥有几十亿甚至上百亿个电子元器件夜晚的上海浦东陆家嘴需要哪些电路元器件搭建如此复杂的电路系统呢？认一认：说出电路元器件的名字，并且画出电路符号元器件名称元器件符号电动机电感器变压器电容电组三极管二极管M正向导线反向断路认一认：说出电路元器件的名字，并且画出电路符号元器件名称元器件符号开关导线电池组小灯泡简单电路一、电流强度电子杂乱无章地做热运动若导体中加上了电场，电子在做热运动的同时还有漂移速度金属内部电流的示意图电流是怎样形成的？电流可以无限加速吗？一、电流强度当对金属导体两端施加电压时，金属内部就建立起电场并形成和电场方向相同的电流。虽然导体内一直存在电场对电子加速，但是电子的漂移速度却不会无限增加。这是因为电子会和原子实发生碰撞，这种碰撞对电子的定向运动形成“阻碍”。加速与碰撞两种作用同时存在，结果便是一定的电场下，电子获得一定的漂移速度。所以电流不会无限增大，即一定的外加电压形成一定的电流。另一方面，电场对电子加速必对电子做功，使所有电子的总动能增加。在电子与原子实碰撞过程中，电子的一部分动能传递给原子实，使原子实在点阵位置上的热振动加剧，表现为导体获得热量，温度升高。由此可见，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，这就是“电阻”产生的原因，也是电阻元件在通电时发热的原因。一、电流强度U+-电流的形成：

在外加电场的作用下定向移动，形成电流。自由电荷：金属导体内是

，电解液内是

、

。电流的方向：规定

移动方向为电流方向。

金属导体内，电流方向与电子的移动方向

。相反自由电荷电子正离子负离子正电荷一、电流强度定义通过导体某一横截面的电荷量Q与所用时间t

之比（比值定义法）定义式如果在1s内通过导体横截面的电荷量大小为1C(大约有6.25×1018个电子)，那么通过导体的电流大小就是1A。标量：不符合平行四边形定则单位（单位时间内通过导体横截面积的电荷量）大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。表示电荷流动的强弱程度（反映了电流的强弱程度的物理量）物理意义电流对人体的影响电流I/A影响0.001可以被感觉到0.005有痛感0.010引起痉挛0.015肌肉失去反应能力0.070流过心脏超过1s有生命危险一段导体两端电压是4V，2min内通过导体横截面积的电荷量为15C，则通过该导体的电流大小是_________A，这段导体的电阻的阻值是______Ω。【示例1】0.12532【示例2】下列关于电流方向的说法中正确的是（)（A)电荷的定向移动方向即为电流的方向（B)电流的方向总是从电源的正极流向负极（C)电流既有大小，又有方向，是一个矢量（D)在电源内部，电流从负极流向正极D【变式1】在电解液槽内，插入两根金属棒，将一电源通过导线接到两棒上。在t=10-3s的时间内，有3×1015个带电量为+2e的电荷和2×1015个带电量为-e的电荷，通过电解液槽的横截面。求：电解液槽中的电流强度。二

、电压φBφAUAB我们知道导体中的自由电荷是在电场力的作用下才发生定向移动的。我们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，沿着电流的方向电势逐渐降低。电流方向上的两点间存在电势差，这个电势差就是电路中的电压。三

、电流的微观表达式一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。1、导体中自由电荷总数：N=2、导体中的总电荷量：Q=3、所有这些电荷通过导体横截面积所用的时间：t=4、电流I：可见从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数､自由电荷的电荷量（导体的材料决定），定向移动的速度（电压决定）,还与导体的横截面积（形状）有关。集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容等元件及布线互连在一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。在集成电路的制造过程中，光刻技术是一个非常重要的环节，它决定了集成电路的集成度，即单位面积上的元器件数目。随着集成度需求的不断提升，光刻技术正在逼近物理极限。在集成电路未来的发展中，人类想要突破极限，就需要新的技术和解决方案。--+A+++++++___B_____P假设在电源正、负极之间连一根导线，导线中的电场如何变化，最终又会达到哪个状态？MNE0FFnFt问题：当导体两端有恒定的电势差，导体内建立了何种电场?MNE0E0E′

MNE导线内很快形成沿导线方向的电场导体内的电场线保持和导线平行导线内的电场是由电源和导体中积累的电荷共同形成的。补充：导线中的电场问题：当导体两端有恒定的电势差，导体内建立了何种电场?补充：两