《第11章 1.電源和電流》課件、同步練習(xí)、導(dǎo)學(xué)案

第一節(jié)電源和電流第十一章電路及其應(yīng)用新知導(dǎo)入復(fù)習(xí)回顧電流的形成電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流。電荷的定向移動(dòng)形成電流。新知導(dǎo)入導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)使兩個(gè)帶電體成為等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流。-A++++++++_B_______HABH導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件新知講解一、電源---A++++++B______HP--

1.能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。

2.作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差（電壓），使電路有持續(xù)的電流。AB水池抽水機(jī)新知講解一、電源在有電源的電路中,導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)又有何特點(diǎn)？問(wèn)題:---A++++++B______HP--

1.能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。

2.作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差（電壓），使電路有持續(xù)的電流。新知講解

導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定?！愣妶?chǎng)---A++++++B______HP--新知講解由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)。

恒定電場(chǎng)新知講解

恒定電場(chǎng)恒定電流電場(chǎng)強(qiáng)度不變由于阻力自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變串一個(gè)電流表，讀數(shù)不會(huì)變新知講解電流是標(biāo)量。它的運(yùn)算不遵循平行四邊形定則。二、恒定電流

1.大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。

2.電流（I）：表示電流的強(qiáng)弱程度。如果I表示電流，q表示在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，則

單位：國(guó)際單位

安培（A）

1A=1C/s常用單位毫安（mA）、微安（μA）方向：正電荷定向移動(dòng)的方向課堂練習(xí)

例1：在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為_(kāi)_______A。1課堂練習(xí)

新知講解問(wèn)題：如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？

課堂練習(xí)1.關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是（）A．金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向B．在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定C．不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向D．電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同C課堂練習(xí)

2.氫原子的核外只有一個(gè)電子，設(shè)電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e，運(yùn)動(dòng)速率為v，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？

拓展問(wèn)題：電源P把電子從A搬運(yùn)到B的過(guò)程中,電子的電勢(shì)能如何變化？從能量的角度看發(fā)揮了怎么樣的作用？答：電子的電勢(shì)能增大，從能量角度看，電源是通過(guò)非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。---A++++++B______HP--謝謝《1.電源和電流》同步練習(xí)必備知識(shí)自我檢測(cè)一、電源1.有A、B兩個(gè)導(dǎo)體,分別帶正、負(fù)電荷。如果在它們之間連接一條導(dǎo)線R,回答下列問(wèn)題。(1)用導(dǎo)線連接后,電荷怎樣移動(dòng)?答案:導(dǎo)線中移動(dòng)的是自由電子,故導(dǎo)體B上負(fù)電荷流向?qū)wA。電流的方向是正電荷移動(dòng)的方向,與負(fù)電荷移動(dòng)的方向相反,故電流由A流向B。(2)用導(dǎo)線連接后會(huì)有電流,為什么電流只是瞬時(shí)的?答案:由于電荷的定向移動(dòng),兩導(dǎo)體很快達(dá)到靜電平衡,成為一個(gè)等勢(shì)體,所以導(dǎo)線中的電流只是瞬時(shí)的。必備知識(shí)自我檢測(cè)2.形成持續(xù)電流的條件:一是要有自由移動(dòng)的電荷,二是導(dǎo)體兩端要有穩(wěn)定的電勢(shì)差。3.電源的作用:電源能把負(fù)電荷由正極搬運(yùn)到負(fù)極,保持正、負(fù)極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差。必備知識(shí)自我檢測(cè)二、恒定電流1.恒定電場(chǎng):由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng),叫作恒定電場(chǎng)。2.恒定電流:大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流叫作恒定電流。3.電流的強(qiáng)弱用電流這個(gè)物理量表示。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流就越大。用I表示電流,q表示在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量,有I=

。單位是安培,符號(hào)是A,常用的單位還有毫安(mA)和微安(μA)。4.電流的微觀解釋:導(dǎo)體的橫截面積為S,自由電子數(shù)密度(單位體積內(nèi)的自由電子數(shù))為n,自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v,則時(shí)間t內(nèi)通過(guò)該橫截面的自由電子數(shù)為nSvt,由于電子的電荷量為e,時(shí)間t內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量為q=neSvt。根據(jù)電流的公式I=

,電流和自由電子定向移動(dòng)平均速率的關(guān)系為I=neSv。必備知識(shí)自我檢測(cè)1.正誤判斷。(1)電源能把自由電子從正極搬運(yùn)到負(fù)極。

(

)解析:電源把電子從電源正極“搬運(yùn)”到負(fù)極,以增加其電勢(shì)能。答案:√(2)因?yàn)殡娏骷扔写笮∮钟蟹较?所以電流是矢量。

(

)解析:電流雖然有方向,但不是矢量,其運(yùn)算遵從代數(shù)法則。答案:×(3)通過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量越多,電流越大。

(

)答案:×(4)電流的方向與電荷定向移動(dòng)的方向相同。

(

)解析:電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同,與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反。答案:×必備知識(shí)自我檢測(cè)2.(多選)關(guān)于電流,下列敘述正確的是(

)A.只要將導(dǎo)體置于電場(chǎng)中,導(dǎo)體內(nèi)就有持續(xù)的電流B.電源的作用是使閉合電路中有持續(xù)的電流C.導(dǎo)體內(nèi)沒(méi)有電流,說(shuō)明導(dǎo)體內(nèi)部的電荷沒(méi)有移動(dòng)D.恒定電流是由恒定電場(chǎng)產(chǎn)生的解析:電流有瞬時(shí)電流和恒定電流之分,瞬時(shí)電流是電荷的瞬時(shí)定向移動(dòng)形成的,而恒定電流是在導(dǎo)體兩端加穩(wěn)定的電壓時(shí)形成的,電源的作用就是在導(dǎo)體兩端加上穩(wěn)定的電壓,從而在導(dǎo)體內(nèi)部形成電場(chǎng)而產(chǎn)生持續(xù)的電流,選項(xiàng)B、D正確。答案:BD必備知識(shí)自我檢測(cè)3.(1)在金屬導(dǎo)體中,若10s內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電荷量為10C,則導(dǎo)體中的電流為多少安?(2)某電解槽橫截面積為0.5m2,若10s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面的正、負(fù)離子的電荷量均為10C,則電解液中的電流為多少安?因負(fù)電荷形成的電流方向與其定向移動(dòng)方向相反,所以兩種電荷形成的電流方向相同。故電解液中的電流I=I1+I2=2

A。答案:(1)1A

(2)2A探究一探究二情景導(dǎo)引1.電荷的定向移動(dòng)形成電流,如何描述電流的強(qiáng)弱?2.電流可能是正電荷或負(fù)電荷定向移動(dòng)形成的,也可能是正、負(fù)電荷同時(shí)向相反的方向定向移動(dòng)形成的,人們是如何規(guī)定電流的方向的?要點(diǎn)提示:1.利用單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量描述電流的強(qiáng)弱。2.規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。探究一探究二知識(shí)歸納1.電流的方向(1)規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反。(2)金屬導(dǎo)體中自由移動(dòng)的電荷是自由電子,電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。2.電流的大小(1)公式:I=。用該式計(jì)算出的電流是時(shí)間t內(nèi)的平均值。對(duì)于恒定電流,電流的瞬時(shí)值與平均值相等。探究一探究二(2)兩點(diǎn)說(shuō)明①電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向雖然相反,但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的,應(yīng)用I=求電流時(shí),q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對(duì)值之和。②q=It是I=的變形,是求電荷量的重要公式。其中I是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值。探究一探究二實(shí)例引導(dǎo)例1如圖所示,在NaCl溶液中,正、負(fù)電荷定向移動(dòng),方向如圖所示,若測(cè)得2s內(nèi)分別有1.0×1018個(gè)Na+和Cl-通過(guò)溶液內(nèi)部的橫截面M,試問(wèn):溶液中的電流方向如何?電流多大?探究一探究二解析:NaCl溶液導(dǎo)電是靠自由移動(dòng)的Na+和Cl-,它們?cè)陟o電力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。溶液中電流方向與Na+定向移動(dòng)方向相同,即由A指向B。Na+和Cl-都是一價(jià)離子,每個(gè)離子的電荷量為e=1.60×10-19

C,NaCl溶液導(dǎo)電時(shí),Na+由A向B定向移動(dòng),Cl-由B向A運(yùn)動(dòng),負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)可以等效地看作正離子沿相反方向的運(yùn)動(dòng),所以每秒通過(guò)M橫截面的電荷量為兩種離子電荷量的絕對(duì)值之和,答案:溶液中的電流方向由A指向B,大小為0.16A。

探究一探究二探究一探究二變式訓(xùn)練1在一次閃電的過(guò)程中,流動(dòng)的電量大約為300C,持續(xù)的時(shí)間大約是0.005s,所形成的平均電流為多大?這些電荷量如果以0.5A的電流流過(guò)燈泡,可使燈泡照明多長(zhǎng)時(shí)間?答案:6×104A

600s探究一探究二電流的微觀表達(dá)式情景導(dǎo)引如圖所示,AD表示粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)為l的導(dǎo)體,兩端加一定的電壓,導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的平均速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q。(1)AD導(dǎo)體中有多少個(gè)自由電荷?總電荷量是多少?(2)這些電荷都通過(guò)橫截面D所需的時(shí)間是多少?(3)導(dǎo)體AD中的電流是多大?探究一探究二要點(diǎn)提示:(1)AD導(dǎo)體中的自由電荷總數(shù):N=nlS?？傠姾闪縌=Nq=nlSq。探究一探究二對(duì)電流微觀表達(dá)式和三種速率的理解(1)從微觀上看,電流取決于導(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)平均速率、導(dǎo)體的橫截面積。(2)電流的微觀表達(dá)式:I=nevS。式中n為導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、e為每個(gè)自由電荷的電荷量、v為自由電荷定向移動(dòng)的平均速率,S為導(dǎo)體的橫截面積。(3)三種速率的比較①電子定向移動(dòng)平均速率:電子在金屬導(dǎo)體中的平均運(yùn)動(dòng)速率,也是公式I=neSv中的v,大小約為10-4m/s。②電流的傳導(dǎo)速率:電流在導(dǎo)體中的傳導(dǎo)速率等于光速,為3×108m/s。閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng),電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)定向移動(dòng),整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流。③電子熱運(yùn)動(dòng)速率:電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率,大小約為105m/s。由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等,故此運(yùn)動(dòng)不能形成電流。探究一探究二實(shí)例引導(dǎo)例2(多選)有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子,電子的電荷量為e,此時(shí)電子定向移動(dòng)的平均速率為v,在t時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為(

)答案:AC探究一探究二規(guī)律方法

使用公式I=neSv進(jìn)行計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)(1)各個(gè)物理量都要用國(guó)際單位制單位。(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)的平均速率。(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=nev。探究一探究二變式訓(xùn)練2有甲、乙兩導(dǎo)體,甲的橫截面積是乙的2倍,而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量乙是甲的2倍,以下說(shuō)法正確的是(

)A.甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B.乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍C.乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的平均速度是甲導(dǎo)體的2倍D.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的平均速度大小相等解析:由于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲的2倍,因此通過(guò)乙導(dǎo)體的電流是甲的2倍,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,而選項(xiàng)