《1电源和电流》教学

电源和电流1.维持电源的正、负极间有一定的电势差。2.在闭合电路中,把电子从电源的负极搬运到电源的正极。一、电源1.定义:由电路中稳定分布的电荷所产生的稳定电场。2.形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。3.特点:任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间发生变化。二、恒定电场三、恒定电流概念:电荷的定向移动形成电流。物理意义:反映了电流的强弱程度。符号及单位:用符号I表示,单位是安培,符号为A。表达式:I=q/t电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向为电流的反方向。电流人走夜路时经常用手电筒来照明,请思考:若没有安装电池,合上电门,手电筒会发光吗?提示:没有电池,手电筒不会发光。电荷的定向移动形成电流,当把导体和电源连接后,导体中形成稳定的电场,导体中的自由电荷因受到静电力的作用而定向移动形成电流。(1)产生电流的条件:导体两端有电压。(2)形成持续电流的条件:导体两端有持续电压。(3)电源的作用:电源在电路中起着提供持续电压的作用,在外电路中,导体中的自由电子从电源负极移向电源正极,而电源再把电子通过电源内部从正极搬运到负极,使电源正、负极始终保持一定的电势差,从而产生持续的电流。电流的形成规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。金属导体中自由移动的电荷是自由电子,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。电流的方向电流是标量,电流虽然有方向,但是它遵循代数运算法则,所以电流不是矢量,是标量。由电流的定义式I=q/t,可知选项A、B、C错误,选项D正确。关于电流,以下说法正确的是(

)A.通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大B.电路中的电流越大,通过的电荷量就越多C.电流是表示通过导体横截面的电荷量多少的物理量D.在一定时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D解析(1)定义式:I=q/t,用该式计算出的电流是时间t内的平均值。对于恒定电流,电流的瞬时值与平均值相等。(2)两点说明:①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的,应用I=q/t求电流时,q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。②q=It是I=q/t的变形,是求电荷量的重要公式。其中I是电流在时间t内的平均值。(1)公式I=q/t中q是时间t内通过某横截面的电荷量,不是单位横截面的电荷量。(2)用公式I=q/t计算电流大小时,只需代入电荷量的绝对值,且q要与时间t相对应。注意电流的大小(1)概念:大小、方向都不随时间变化的电流。(2)形成:恒定电场使自由电荷定向移动速率增加,自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞,阻碍自由电荷定向移动,使自由电荷速率减小,最终表现为自由电荷平均速率不变。恒定电流电流的微观表达式:I=nqSv,其中n表示导体单位体积内的自由电荷数,q表示每个自由电荷的电荷量,S表示导体的横截面积,v表示导体中的自由电荷定向移动速率。自由电子在金属导体中定向移动形成电流,那么自由电子定向移动的快慢与电流的强弱是否有关呢?提示：自由电子定向移动速率越大,电流就越大。1.建立模型：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。2.理论推导：AD导体中的自由电荷总数N=nlS，总电荷量Q=Nq=nlSq，所有这些电荷都通过D处的横截面所需要的时间t=l/v，根据公式Q=It可得导体AD中的电流I=Q/t=nqSv。3.结论：从微观上看,电流的大小不仅取决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、定向移动速率的大小,还与导体的横截面积有关。特别提醒使用公式I=nqSv计算时,一定要注意以下几点:(1)各个物理量都要用国际单位制单位。(2)正确理解各符号的意义,特别是n表示导体中单位体积内的自由电荷数,v表示自由电荷定向移动速度的大小。(3)若已知单位长度的自由电荷数为n,则电流的微观表达式为I=nqSv。四、两个公