山东省新泰市汶城中学高中物理《电源和电流》学案 新人教版选修31.doc

山东省新泰市汶城中学高二物理电源和电流学案 人教版选修3-1一、电源1带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图1所示，当用导线连接带正、负电荷的导体a、b时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体b_电子，带正电的导体a_电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是_的2电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置p，如图2所示，它能源源不断地把经导线流到a的电子取走，补充给b，使a、b始终保持一定数量的正、负电荷，a、b周围空间始终存在一定的_，a、b之间始终保持一定的_这样电路就始终保持持续的_，这种搬运电荷的装置p就是_二、恒定电场导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的_共同形成的尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成一种_平衡，这样_的分布是稳定的，形成的_也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场三、恒定电流1恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定我们把_都不随时间变化的电流称为恒定电流2电流：(1)定义：通过导体截面的_与通过这些电荷量所用_的比值，叫做电流强度，简称电流(2)公式表达：i，或写成电荷量的表达式：_.(3)单位：在国际单位制中是_，简称安，符号是a.更小的单位还有_ (ma)、_(a)，换算关系为：1 a103 ma106 a.知识探究要点一。 导线中形成的恒定电场1在导线中形成的恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同2产生恒定电流的电路中的电场是合电场(e)，它由两部分组成：一是电源的电场(e0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(e) .1.总结反思3恒定电流电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷.要点二。由i能否说电流与电荷量成正比，与时间成反比？如何由i推导电流的微观表达式inqsv？两个公式有何关系？(1)i的理解。 此式为电流的定义式，不能说电流与电荷量成正比，与时间成反比(2)inqsv的推导：如图所示，ad表示粗细均匀的一段导体，长为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，每个自由电荷的电荷量为q.ad导体中的自由电荷总数：nnls. 总电荷量qnqnlsq.所有这些电荷都通过横截面d所需要的时间：t.根据公式qit可得： 导体ad中的电流：inqsv.由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速度的大小，还与导体的横截面积有关(3)两个公式的关系：inqsv是由i推导而来的，从微观角度阐述了决定电流强弱的因素，能够说明为什么不能说电流正比于电荷量，反比于时间的原因(4)应用i计算时应注意以下两点：导体若为金属，则q为自由电子带电荷量的绝对值导体若为电解液，则q应为正负离子带电荷量的绝对值之和要点三电子定向移动速率、电子热运动的速率、电流传导的速率是否为一回事？典例剖析题型一、电流的定义【例1】 已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外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？题型二 电流的微观表达式【例2】 一根铜导线，横截面积为1.0 mm2，载有1.0 a的电流，已知铜导线内自由电子的密度n8.51028个/m3，每个电子电荷量为1.61019 c，试求：铜导线中自由电子定向移动的速度为多大？ .2.拓展探究1：将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积s铝2s铜在铜导线上取一截面a，在铝导线上取一截面b，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是()aiaibbia2ib cib2ia d不能确定题型三 电流问题的拓展【例3】 如图2所示，由电源、定值电阻r0和滑动变阻器r构成一闭合电路，一粒子加速枪并接在r0两端，在加速枪口o正上方r处的a点真空区域有一固定的点电荷，带电荷量为q.现有质量和带电荷量均不同的两种带负电的静止粒子，从加速枪的左端加速后从o点进入q场区域，粒子射入枪口时速度方向垂直于ao连线试证明若加速电压u满足一定条件，两种粒子在q场区域都能做匀速圆周运动(不计粒子的重力)拓展探究2：计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为()a0b2ne/tc3ne/td4ne/t课堂达标1.导体中电流i的表达式为inqsv，其中s为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是()a导体运动的速率 b电流传导速率c自由电荷定向移动的速率 d电子热运动速率2下列说法中不正确的是()a导体中有电荷运动就形成电流b电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反c对于导体，只要其两端有电压就有电流d国际单位制中电流的单位是安3.一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为i，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在t时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()anvstbnvt cit/q dit/sq4.在电解液中，若5 s内向相反方向通过两极间面积为0.5 m2的某横截面的正、负离子的电荷量各为5 c，则电解液的电流为_ a.课后达标1下列叙述正确的是()a通过导体某一截面的电荷量越多，电流越大b通电时间越短，电流越大c在单位时间内，通过导体某一截面的电荷量越多，电流越大d通过单位横截面积的电荷量越多，电流越大2在示波管中，电子枪2 s内发射了61013个电子，则示波管中电流的大小为()a4.8106 a b3.01013 a c9.61016 a d3.0106 a3一个半径为r(米)的细橡胶圆环，均匀地带上q(库仑)的负电荷，当它以角速 .3.度(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()总结反思aq b. c. d.4某电解池，如果在1 s内共有51018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()a0 b0.8 a c1.6 a d3.2 a5关于导线中的电场，下列说法正确的是()a导线内的电场线可以与导线相交b导线内的电场e是电源电场e0和导线侧面堆积电荷形成的电场e叠加的结果c导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态d导线中的电场是静电场的一种6半径为r的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是()a若不变而使电荷量q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍b若电荷量q不变而使变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍c若使、q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大d若使、q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小7下列说法中正确的是()a导体中电荷运动就形成了电流 b在国际单位制中，电流的单位是a