高中物理恒定電流第1節(jié)電流課堂互動教案魯科版選修

1、第1節(jié) 電流課堂互動三點剖析一、電流的形成金屬中存在著大量的自由電子和正離子，在導體兩端無電勢差的情況下，自由電子在導體內做無規(guī)則的熱運動.自由電子熱運動的速率非常大，其數量級為105 m/s.但由于自由電子的運動雜亂無章，因而導體中沒有電流.當導體兩端存在電勢差時，導體內由電源和導線上的堆積電荷共同形成了電場，其電場線與導線平行，這時，自由電子受到電場力的作用，沿著電場的反方向定向移動，形成了電流.如果導體兩端的電勢差是短暫的，則導體中形成短暫的電流.要想形成持續(xù)的電流，導體兩端應保持一定的電勢差，因而可以把電源接到導體的兩端，提供持續(xù)的電壓，轉移電路中的電荷，使電路中保持持續(xù)的電流.【例1

2、】 在電解液中，若5 s內沿相反方向通過面積為0.5 m2的橫截面的正、負離子的電荷量均為5 C，則電解液中的電流為多大？解析：因I=中的q是時間t內通過整個橫截面的電荷量，并非通過單位面積的電荷量，所以0.5 m2是干擾條件.又因正、負離子沿相反方向定向移動形成的電流方向是相同的，所以q應為正、負離子電荷量絕對值之和，故 A=2 A.答案：2 A二、導體中電流I的微觀表達式從微觀上看，電流取決于導體的哪些因素呢?如圖3-1-1所示，AD表示粗細均勻的一段導體L，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體每單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷所帶

3、的電荷量為q.圖3-1-1AD導體中的自由電荷總數：N=nLS總電荷量Q：NqnLSq所有這些電荷都通過導體的橫截面所需要的時間：t=所以，導體AD上的電流：I=nqSv由此可見，從微觀上看，電流取決于導體中自由電荷的密度、電荷量、定向移動速度，還與導體的橫截面積有關.【例2】 已知電子的電荷量為e，質量為m，氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少?解析：所謂等效電流，就是把電子繞核運動單位時間段的電荷量通過圓周上各處看成是持續(xù)運動時所形成的電流，根據電流的定義即可算出等效電流的大小.截取電子運動軌道的任一截面，在電子運動一周的時間T內，

4、通過這個截面的電荷量qe.則有：I=再由庫侖力提供向心力有：聯立得：I=答案：各個擊破類題演練1關于電流的說法中正確的是（）A.根據I=，可知I與q成正比B.如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等，則導體中的電流是恒定電流C.電流有方向，電流是矢量D.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位解析：依據電流的定義式可知，電流與q、t皆無關，顯然選項A是錯誤的.雖然電流是標量，但是卻有方向，因此在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量雖然相等，但如果方向變化，電流也不是恒定電流，所以，選項B也是錯誤的.電流是標量，故選項C也不對.答案：D變式提升1一硫酸銅電解槽的橫截面積為2 m2，在

5、0.04 s內若相向通過同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別為5.625×1018個和4.375×1018個，則電解槽中的電流是多大?方向如何?解析：電解槽中的電流是銅離子和硫酸根離子分別向相反的方向運動形成的.所以電流的方向與銅離子定向移動的方向相同.銅離子和硫酸根離子都是二價離子，其電荷量為q1q22×1.6×10-19 C.所以，I=，代入數據得I=83 A.答案：83 A；電流的方向與銅離子定向移動的方向相同類題演練2銅的原子量為m，密度為，每摩爾銅原子有n個自由電子，今有一根橫截面積為S的銅導線，當通過它的電流為I時，電子平均定向移動的速率為多大？解析：設時間為t，則在這段時間內通過的自由電子個數為N=×n，通過的電流可以表示為I=，所以，電子的平均定向移動速率為v=.答案：變式提升2半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度勻速轉動，則由環(huán)產生的等效電流應有（）圖3-1-2A.若不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B.若電荷量Q不變而使變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C.若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變大D.若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變