电源和电流课件高二上学期物理人教版

1、电源和电流教学目标：1、电源的含义以及电流形成的微观解释。2、恒定电场和恒定电流的理解。3、电流的定义式、单位的掌握。4、电流微观表达式的理解。电源A、B两个导体，分别带正、负电荷，它们的周围存在着电场。导线H中的自由电子在电场中会受到静电力，在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。由于B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。这种情况下，导线H中的电流只是瞬间的。电源如何才能使导线H中存在持续的电流呢？倘若在A、B之间连接一个装置P，它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。这样，A、B之间始终存在电势差，H内就会存在持续的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A和B是电源的两个电极。1、关于对电源和电流的理解，下列说法正确的是（）A．只有自由电子的定向移动才能形成电流B．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C．导体中的自由电荷越多，电流越大D．电源是使电路中的电流能够持续存在的装置解:A．当自由电荷发生定向移动时就形成电流，其中的自由电荷包含正电荷与负电荷，A错误；B．电流有大小、有方向，其方向就是正电荷定向移动的方向，但电流运算不遵循平行四边形定则，因此电流是标量，B错误；C．根据I=q/t可知，单位时间通过导体截面的电荷量越多，电流越大，C错误；D．电源通过非静电力做功，维持电路中有稳定的电势差，电源是使电路中的电流能够持续存在的装置，D正确。故选D。恒定电流恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。电流的强弱程度用电流（electriccurrent）这个物理量表示。其中I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。在国际单位制中，电流的单位是安培（ampere），简称安，符号是A。常用的电流单位还有毫安（mA）和微安（μA）2、一太阳能电池对一用电器供电时，电流为40mA，则在10s，通过该用电器的电荷量为（）A．0.04C

B．0.24C

C．0.4C

D．2.4C根据电流的定义式，有I=q/t,代入数据，得，故选C。3、盛夏的入夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地释放着大自然的烟火，上演着一场精彩的闪电交响曲。某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示，闪电产生的电压、电流是不稳定的，假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V，电流可等效为2×105A，历时1×10-3s，则：若闪电定向移动的是电子，这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡提供，能维持多长时间？解：据电流的定义式I=q/t,可得q=It=2×105A×1×10-3s=200C，供电时间t’=q/I’=(200/0.5)s=400s。4、某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA·h，待机时间为22d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。解：手机的待机电流I=Q/t=4000mA·h/(22d)=7.58mA,播放视频的电流I’=Q/t’=（4/17）A=235mA,则I’/I=235/7.58=31。5、如图所示的电解池，通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是（）解：由题时间t=1s，通过截面的电量为q=C+0.3C=C，则这个电路中的电流是I=q/t=A,故选A.电流的微观表达式设导体的横截面积为S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则时间t内通过某一横截面的自由电子数为nSvt由于电子电荷量为e，因此，时间t内通过横截面的电荷量q＝neSvt根据电流的公式I＝q/t就可以得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系I＝neSv6、电路中每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10-6m2的导线，那么电路中的电流是（）A．

B．

C．16μA

D．0.16μA

解：每分钟通过的电量为q=ne=6×1013××10-19×10-6C，1分钟等于60s，则电路中的电流为I=q/t=(×10-6/60)A=0.16μA,故选D。7、如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为（）A.vq

B.q/v

C.qvS

D.qv/S解：棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v米，每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，每秒内通过横截面的电量Q=qv，根据电流的定义式I=q/t，t=1s，得到等效电流为I=qv．故A正确，BCD错误．故选A．8、某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被某匀强电场加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。若质子的加速长度为d=4.0m，要使质子由静止被加速到v=1.0×107m/s，已知质子质量为m=1.67×10-27kg，质子电量为e＝1.60×10-19C，则下列说法不正确的是()D.由以上信息可以判断出运动过程中质子所受电场力做正功，电势能增加解：A．根据动能定理可得,代入数据，解得加速电场的电压为×105V。由此可以推算该加速电场的电压，故A不符合题意；B．根据可得该加速电场的电场强度U=Ed,由此推算该加速电场的电场强度E=×107V/m，故B不符合题意；CD．运动过程中，根据动能定理可得质子所受电场力做正功，电势能减小，由于不知初始时刻的电势能，所以不可以推算该质子加速后的电势能，故C不符合题意，D符合题意；故选D。9、一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上电荷量为Q的负电荷，当