山東省青島國(guó)開中學(xué)人教版高中物理選修3-1學(xué)案21電源和電流學(xué)案學(xué)生用

2.1電源和電流【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能描述電源的形成過程。2.能描述恒定電場(chǎng)的形成過程。3.理解恒定電流的形成過程，說出電流強(qiáng)度的定義和定義式，并靈活運(yùn)用公式。4.會(huì)推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式。5.通過本節(jié)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)提示】理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)提示】電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率這兩個(gè)不同的概念?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1.電源：有A、B兩個(gè)導(dǎo)體，分別帶正、負(fù)電荷，如果在它們之間接一條導(dǎo)線R，，導(dǎo)線R中的自由電子便會(huì)在的作用下定向運(yùn)動(dòng)，B失去電子，A得到電子，周圍電場(chǎng)迅速減弱，A、B之間的電勢(shì)差很快消失，兩導(dǎo)體成為一個(gè)體，達(dá)到靜電平衡。倘若在A、B之間連接一個(gè)裝置P,它能源源不斷地把經(jīng)過導(dǎo)線R流到A的電子取走，補(bǔ)充給B，使A、B始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷，這樣，A、B周圍始終存在一定的，使A、B之間便維持著一定的電勢(shì)差。由于這個(gè)電勢(shì)差，導(dǎo)線中的自由電子就能不斷地在靜電力作用下由B經(jīng)過R向A定向移動(dòng)，使電路中保持的電流。能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置P就是。2.恒定電場(chǎng)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由、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，另外的又來補(bǔ)充，所以電荷的分布式穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)，稱為。3．恒定電流（1）定義：、都不隨時(shí)間變化的電流。（2）電流：表示電流的物理量。（3）單位：，符號(hào)，其他單位：毫安（mA）、微安(μA)，且1A=103mA=106μA（4）電流定義公式，I表示電流，q表示在時(shí)間t通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量。注：①電流方向的規(guī)定：規(guī)定電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颉＂诮饘賹?dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向。③電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反，但正負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是的，此時(shí)I=q/t中，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的之和?！疽呻y【疑難、困惑】【課堂問題探究】1.電流強(qiáng)度的物理意義、定義、方向、運(yùn)算方法?？偨Y(jié)：電流強(qiáng)度雖有大小和方向，但不是量，而是量。運(yùn)算采用運(yùn)算。2．電流的微觀表達(dá)式推導(dǎo)：一段長(zhǎng)為l粗細(xì)均勻的導(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。則導(dǎo)體中的自由電荷數(shù)為N=，總電荷量Q=,所有這些電荷都通過橫截面所需時(shí)間t=。根據(jù)公式I=q/t可得I=Q/t=。由此可見，從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中、、，還與有關(guān)。3、【典型例題】【例１】關(guān)于電流，以下說法正確的是（）Ａ．通過截面的電荷量的多少就是電流的大?。拢娏鞯姆较蚓褪请姾傻亩ㄏ蛞苿?dòng)方向Ｃ．在導(dǎo)體中，只要自由電荷在運(yùn)動(dòng)，就一定會(huì)形成電流Ｄ．導(dǎo)體兩端沒有電壓就不能形成電流【例2】在電解液中，若5s內(nèi)沿相反方向通過面積為0.5m2的橫截面的正負(fù)離子電荷量均為5C【例3】銅的原子量為m,密度為，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，電子平均定向移動(dòng)的速率為（）A.光速cB.I/neSC.I/neSmD.mI/nes【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1、在國(guó)際單位制中，電流的符號(hào)是（）A．C/sB．V/C．I/AD．W/V2、下列敘述中正確的是（）A．導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流B．國(guó)際單位制中電流的單位是安C．電流強(qiáng)度是一個(gè)標(biāo)量，其方向是沒有意義的D．對(duì)于導(dǎo)體，只要其兩端電勢(shì)差不為零，電流強(qiáng)度必定不為零3、滿足下面哪一個(gè)條件，就產(chǎn)生電流（）A．有自由電子B．導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差C．任何物體兩端有電壓D．導(dǎo)體兩端有恒定電壓4、一段橫截面積為0.5cm2的導(dǎo)體材料中，每秒鐘有0.2C正電荷和0.3C負(fù)電荷相向運(yùn)動(dòng)，則電流強(qiáng)度是A．0.2AB．0.3AC．05AD．1045．某電解池，如果1s鐘內(nèi)共有51018個(gè)二價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過面積為0.1m2的某截面，那么通過這個(gè)截面的電流強(qiáng)度是（）A．0AB．0.8AC.1.6AD3.2A【【對(duì)照目標(biāo)，總結(jié)內(nèi)化】知識(shí)梳理：自我反思：【布置作業(yè)】問題與練習(xí)題【課后反饋與演練】1.某電解池，如果在1s內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某截面，那么通過這個(gè)截面的電流是（）A.0AB.0.8AC.1.6AD.3.2A2．一電子沿一圓圈順時(shí)針高速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為1010s,則等效電流大小為A，方向?yàn)椋ㄌ铐槙r(shí)針或逆時(shí)針）3．在10s內(nèi)，通過某金屬導(dǎo)體橫截面的電荷量為16C，求導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度和每秒鐘通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)。4．一個(gè)電解槽中，單位體積