山东省青岛国开中学人教版高中物理选修3-1学案21电源和电流学案学生用

2.1电源和电流【学习目标】1.能描述电源的形成过程。2.能描述恒定电场的形成过程。3.理解恒定电流的形成过程，说出电流强度的定义和定义式，并灵活运用公式。4.会推导电流的微观表达式。5.通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。【学习重点提示】理解电源的形成过程及电流的产生。【学习难点提示】电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。【自主学习】1.电源：有A、B两个导体，分别带正、负电荷，如果在它们之间接一条导线R，，导线R中的自由电子便会在的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个体，达到静电平衡。倘若在A、B之间连接一个装置P,它能源源不断地把经过导线R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，这样，A、B周围始终存在一定的，使A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电势差，导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动，使电路中保持的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是。2.恒定电场导线内的电场，是由、等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布式稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为。3．恒定电流（1）定义：、都不随时间变化的电流。（2）电流：表示电流的物理量。（3）单位：，符号，其他单位：毫安（mA）、微安(μA)，且1A=103mA=106μA（4）电流定义公式，I表示电流，q表示在时间t通过导体横截面积的电荷量。注：①电流方向的规定：规定电荷定向移动的方向为电流方向。②金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向。③电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正负离子定向移动形成的电流方向是的，此时I=q/t中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的之和。【疑难【疑难、困惑】【课堂问题探究】1.电流强度的物理意义、定义、方向、运算方法。总结：电流强度虽有大小和方向，但不是量，而是量。运算采用运算。2．电流的微观表达式推导：一段长为l粗细均匀的导体，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。则导体中的自由电荷数为N=，总电荷量Q=,所有这些电荷都通过横截面所需时间t=。根据公式I=q/t可得I=Q/t=。由此可见，从微观上看，电流决定于导体中、、，还与有关。3、【典型例题】【例１】关于电流，以下说法正确的是（）Ａ．通过截面的电荷量的多少就是电流的大小Ｂ．电流的方向就是电荷的定向移动方向Ｃ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流Ｄ．导体两端没有电压就不能形成电流【例2】在电解液中，若5s内沿相反方向通过面积为0.5m2的横截面的正负离子电荷量均为5C【例3】铜的原子量为m,密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（）A.光速cB.I/neSC.I/neSmD.mI/nes【基础达标】1、在国际单位制中，电流的符号是（）A．C/sB．V/C．I/AD．W/V2、下列叙述中正确的是（）A．导体中电荷运动就形成电流B．国际单位制中电流的单位是安C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零3、满足下面哪一个条件，就产生电流（）A．有自由电子B．导体两端有电势差C．任何物体两端有电压D．导体两端有恒定电压4、一段横截面积为0.5cm2的导体材料中，每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动，则电流强度是A．0.2AB．0.3AC．05AD．1045．某电解池，如果1s钟内共有51018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流强度是（）A．0AB．0.8AC.1.6AD3.2A【【对照目标，总结内化】知识梳理：自我反思：【布置作业】问题与练习题【课后反馈与演练】1.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）A.0AB.0.8AC.1.6AD.3.2A2．一电子沿一圆圈顺时针高速转动，周期为1010s,则等效电流大小为A，方向为（填顺时针或逆时针）3．在10s内，通过某金属导体横截面的电荷量为16C，求导体中的电流强度和每秒钟通过导体横截面的自由电子数。4．一个电解槽中，单位体积