高中物理电源和电流学案新人教版选修

1、第1页共1页高中物理电源和电流学案新人教版选修新人教版选修3-1学习目标定位1、了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电 场、2、理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公 式q = It分析相关问题、知识储备1、电场中两点间电势的差值叫这两点间的,也叫电 压、在匀强电场中电势差和电场强度之间的关系为E=、2、正电 荷在电场中受静电力作用会从 电势向 电势运动、负电荷 在电场中受静电力作用会由电势向电势运动、课前自主 预习一、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

2、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、图12、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、图2二、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

3、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：1 =,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）、（uA）,换算关 系为：1 A=103 mA = 106 nA、课内探究【问题一】要点提炼1、要使电路中保持持续的电流，电路两端之间要有一定的、2、电源的作用：维持电路两端始终有一定的,使电路中保持、【问题二】导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共

4、同形成的、这些电荷也在运动，电荷的分布却是稳定的，这是为 什么？要点提炼1、由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为、2、在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时 间变化，所以它的基本性质与 相同、在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中【问题三】1、什么样的电流被称为恒定电流？2、我们用什么物理量来描述电流的强弱程度？要点提炼1、我们把 都不随时间变化的电流称为恒定电流、2、是描述电流强弱的物理量，其单位是,电荷 量口=、针对训练：在金属导体中，若10s内通过横截面 的电量为10C,则导体中的电流为;【问题四】在一段公路上，一排均匀间隔的汽车在一速度v=5m/s的速

5、度行驶，每10nl有3辆车，问你站在某个路边某个位置，看到的 车流量是多少？（即单位时间内通过的车辆）在加有电压的一 段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C,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,每个电荷的电荷量为 q,电荷的定向移动速率为v ,求导体AD电流。请同学们看书本上的例题【问题五】一排均匀间隔的汽车在等绿灯，第一辆车和最后一辆车间 隔是100m,汽车开动的时候速度为5m/s, “车流”是经过20s传 到最后一辆车那里，还是？如果认为电子的定向运动速率就是 电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？课后巩固练习（用时25分钟）1 （多）下列关于电源的

6、说法正确的是（）A、电源就是电压B、电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷， 维持一定的电势差C、与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形 成的D、在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负 极2、关于电流，下列说法正确的是（）A、只要将导体置于电场中，导体中就有持续的电流B、电源的作用是使电路中有持续的电流C、导体中没有电流，就说明导体内部的电荷没有移动D、导体中的电流是由电荷的定向移动形成的电路中有一电 阻，通过电阻的电流为5 A,当通电5分钟时，通过电阻横截面的 电子数为（）1500 个9、 3751019 个9、 3751021 个9、 3751020 个3

7、、（多）关于电流的概念，下列说法正确的是（）A、通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B、电子定向移动的速率越大，电流越大C、单位时间内通过导体某横截面的电荷量越多，导体中的电 流越大D、电流的传导速率越大，电流越大4、有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间 内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是（）A、通过甲、乙两导体的电流相同B、通过乙导体的电流是甲导体的2倍C、乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D、甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同5、某电解池中，若在2 s内各有1、01019个二价正离子和2、01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面

8、的电 流是（）A、00、 8A1、 6A3、 2A6、电子的绕核运动可等效为环形电流、若氢原子中的电子以 速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其 等效电流等于多少？7、（选做）（多项）有一横截面积为S的铜导线，流经其中 的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷 量为q,此时电子定向移动的速率为v,则在At时间内，通过导 体横截面的自由电子数目可表示为（）A、nv A tSB、 nvAtC、D、练习校对结果：【教学后记】1、金属导体中电流的形成金属导体中的自由电子，在导体两 端没有加上电压时，只是做无规则的热运动。加上电压时，自由 电子受到电场的作用，在无规则

9、运动的基础上又加上一个定向的 运动。自由电子的定向运动不是简单的匀速直线运动，而是在电 场力作用下的加速运动，又由于频繁地跟金属正离吕碰撞使它向 各个方面弹射回来，使得定向的加速运动遭到破坏，而电场力的 作用使它再度变成定向运动，接着又会出现新的碰撞，如此反 复。从大量自由电子运动的宏观效果来看，可以为它们以平均速 率做定向运动。2、金属导体中单位体积内的自由电子数金属导体中单位体积 内的自由电子数可以着作跟单位体积内的原子数同一个数量级， 即假设每个原子都能提供一个电子来充当自由电子。设金属的密 度为，摩尔质量为M,阿佛加德罗常数为，那么，单位体积内的 自由电子数n二NOo以铜为例：M二63

10、、 610-3kg/mot,=8、 9103kg/m3,N0=6、021023motT,所以 n= m-3=8、 41028m-3、3、金属导体中自由电子定向移动的平均速率设单位体积 内的自由电子数为n,电子定向移动的平均速率为，每个电子带电量为e,导线横截面积为s,则时间t内通过导线横截面的电子 数N=,其总电量Q=Ne二,根据I=得I二，二，假设S二1、 0mm2, 1=1、 OA, n=8、 41028m-3, e=1、610-19,代入可得到=7、410-5m/so可见自由电子定向移动的平均速率是很小的。4、金属导体中自由电子的热运动平均速率自由电子要在晶体 的阵间做无规则的热运动，根据分子运动论，电子热运动为平均 速率=,式中K是玻耳兹曼常数m二0、9110-30kg, T是热力学温 度，设 t=270C,即 T=