物理3-1學(xué)案（2.1電源和電流）

1、.2.1 ?電源和電流?導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目的】1理解形成電流的條件，知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場。初步體會動態(tài)平衡的思想。2理解電流的定義，知道電流的單位、方向的規(guī)定；理解恒定電流。3經(jīng)歷金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向挪動速率的推導(dǎo)過程，從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向挪動與電流之間的關(guān)系?！局攸c難點】理解電源的作用，區(qū)分電子定向挪動的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率這兩個不同的概念?！緦W(xué)法指導(dǎo)】認真閱讀教材，觀察插圖，體會電源的作用和電流的形成過程 【知識鏈接】1結(jié)合課本圖2.1-1，請說明電源在電路中的作用。2什么是恒定電場？3恒定電流如何定義？【學(xué)習(xí)過程】探究1、如何形成持續(xù)電流有AB兩個導(dǎo)體，分別

2、帶等量異種電荷，它們的周圍存在著電場。假如在它們之間連接一條導(dǎo)線R，導(dǎo)線中的自由電荷將如何挪動？AB周圍的電場如何變化？AB間的電勢差如何變化？導(dǎo)線中的電流嗎？假如有是瞬時的還是持續(xù)的？電流方向如何？你有方法讓導(dǎo)線中有持續(xù)的電流嗎？假如想要有持續(xù)的電流，我們需要有一個怎樣的裝置？什么叫電源？電源的作用是什么？請類比下面水流裝置體會電源作用。例1下例關(guān)于電源的說法正確的選項是 A電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B電源的作用是使電源的正負極保持一定量的正負電荷，維持一定的電勢差C與電源相連的導(dǎo)線中的電場是由電源正、負極上的電荷形成的D在電源內(nèi)部正電荷由負極流向正極，負電荷由正極流向負極來源:Z

3、,xx,k 探究2恒定電場你知道導(dǎo)線R中電場的方向嗎？導(dǎo)線中的電場僅由電源產(chǎn)生嗎？1如何定義恒定電場？恒定電場是不是勻強電場？2如何形成恒定電場？導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也穩(wěn)定。3恒定電場的特點：例2下例說法正確的選項是 A導(dǎo)體中電荷運動就是形成了電流B在國際單位制中，電流的單位是AC電流有方向，它是一個矢量D任何物體，只要其兩端電勢差不為零，就有電流存在小結(jié)：探究3恒定電流由于恒定電場的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運動的速率增加;而在運動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子碰撞從而減

4、速,因此自由電荷定向運動的平均速率不隨時間變化.假如我們在這個電路中串聯(lián)一個電流表,電流表的讀數(shù)保持恒定.大小方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流1什么是電流？2形成電流的條件是什么？3電流的定義？4定義式？物理意義？單位？5方向的規(guī)定？實際方向？標矢量性？注意1適用于任何電荷的定向挪動形成的電流。來源:Z#xx#k 2在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷電子的定向挪動方向相反；3在電解液中，電流方向與正離子定向挪動方向一樣，與負離子走向挪動方向相反導(dǎo)電時，是正負離子向相反方向定向挪動形成電流，電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。例1在金屬導(dǎo)體中，假設(shè)10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，那

5、么導(dǎo)體中的電流為_；例2某電解槽橫截面積為0.5m2，假設(shè)10s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負離子的電量均為10C，那么電解液中的電流為_探究4電流的微觀表達式在加有電壓的一段粗細均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向挪動速率為v那么在時間t內(nèi)處于相距為 vt 的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面C ：n為單位體積內(nèi)的自由電荷的個數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向挪動速率來源:1在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體某截面的電量為:Q=vtSnq所形成的電流為:I=Q/t=nqSv例題：有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線

6、,通過的電流I=1A,銅的密度=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C,求銅導(dǎo)線中自由電子定向挪動的速率.可認為銅導(dǎo)線中平均每個銅原子奉獻一個自由電子.考慮題假如認為電子的定向運動速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)歷是否相符？怎樣解釋？電子定向挪動的速率約10-5m/s，電子熱運動的平均速率105m/s電場的傳播速率3×108m/s.【訓(xùn)練測試】1以下說法中正確的選項是A導(dǎo)體中電荷運動就形成了電流B在國際單位制中，電流的單

7、位是AC電流有方向，它是一個矢量D任何物體，只要其兩端電勢差不為零，就有電流存在2以下說法正確的選項是A只要有可以自由挪動的電荷，就能存在持續(xù)電流B金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場作用下定向挪動形成的C電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向挪動速率D在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向挪動時，它們的熱運動就消失了3電流通過生命機體或多或少都能傳導(dǎo)，其電流的傳導(dǎo)主要是靠A自由電子導(dǎo)電來源:1ZXXKB離子導(dǎo)電C電解質(zhì)的水溶液導(dǎo)電D質(zhì)子導(dǎo)電4一臺半導(dǎo)體收音機，電池供電的電流是8mA，也就是說A1h電池供給8C的電量B1 000s電池供給8C的電量C1s電池供給8C的電量D1min電池供給8C的電

8、量5某金屬導(dǎo)體的某橫截面上，在5s內(nèi)通過了1.25×1019個電子，那么通過該金屬導(dǎo)體的電流為_A.6如下圖，在NaCl溶液中，正、負電荷定向挪動，方向如下圖，假設(shè)測得2s內(nèi)有1.0×1018個Na和Cl通過溶液內(nèi)部的橫截面M，試問：溶液中的電流方向如何？電流多大？7光電管的陽極A和陰極K之間加U2.5V的電壓時，光電流的最大值為0.64A，求每秒內(nèi)由光電管陰極K發(fā)射的電子數(shù)x。k 【參考答案】1答案：B解析：自由電荷定向挪動才形成電流，僅有電荷挪動但不是定向挪動那么不行，應(yīng)選項A錯誤形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有電壓，且必須是導(dǎo)體而非任何物體，應(yīng)選項D錯誤電流有方向，但它

9、是標量，應(yīng)選項C錯誤2答案：B解析：要有持續(xù)電流必須有電壓，A不對導(dǎo)體中形成電流其原因是在導(dǎo)體兩端加上電壓，于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將在電場力作用下定向挪動形成電流，B正確電流的傳導(dǎo)速度等于光速，電子定向挪動的速率很小，C不對在形成電流時電子定向挪動，并不是熱運動就消失了，其實電子仍然做無規(guī)那么的熱運動，D不對3答案：BC解析：根據(jù)生命機體的生物構(gòu)成成分可判斷B、C正確來源:1點評：此題聯(lián)絡(luò)生物、化學(xué)知識考察對生命體中電流傳導(dǎo)物質(zhì)的理解4答案：B5答案：0.4解析：在5s內(nèi)通過的電荷量為qne1.25×1019×1.6×1019C2C來源:Zxxk IA0.4A6答案：溶液中的電流大小為0.16A，方向由A指向B.解析：NaCl溶液導(dǎo)電是靠自由挪動的Na和Cl離子，它們在電場力作用下向相反方向運動因為電流方向規(guī)定為正電荷定向挪動的方向，故溶液中電流方向與Na定向挪動方向一樣，即由A指向B.Na和Cl都是一價離子，每個離子的電荷量為e1.6×1019C，NaCl溶液導(dǎo)電時，Na由A向B定向挪動，Cl由B向A運動，負離子的運動可以等效地看做正離子沿相反方向的運動，可見，每秒鐘通過M橫截面的電荷量為兩種離子電荷量的絕對值之和，那么有IA0.16A7答案：4.0×1012個解析：最大電流即為光電管陰極K發(fā)射的電子