高中物理人教必修三11.1 電源和電流學(xué)案

1、電源和電流【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解電源使電路形成電流的機(jī)制和恒定電場(chǎng)的建立。2知道電流方向的規(guī)定。3掌握電流的定義式，并會(huì)用來(lái)解決導(dǎo)線中的電流問題以及計(jì)算運(yùn)動(dòng)電荷所產(chǎn)生的等效電流。4能區(qū)分導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)速率和建立電場(chǎng)的速率。5嘗試?yán)盟煤碗姳玫南嗨菩?，通過類比的方法理解電源的作用?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1電流概念的建立。2電流的定義式。3電流的微觀表達(dá)。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】1電流的微觀表達(dá)。2運(yùn)動(dòng)電荷的等效電流。3定向移動(dòng)速率、電場(chǎng)傳播速率、無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率的區(qū)分。【學(xué)習(xí)過程】一、自主學(xué)習(xí)（一）電源1電源的定義定義：能把_從_搬到_的裝置。作用：保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差（電壓），使電路有_的電流。2形成電流的

2、條件_金屬導(dǎo)體自由電子電解液正、負(fù)離子_（二）恒定電流1恒定電場(chǎng)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，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(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定。由_的電荷產(chǎn)生_稱為恒定電場(chǎng)。2恒定電流（1）_不隨時(shí)間變化的電流。（2）定義：物理上把通過導(dǎo)體橫截面的_跟通過這些電荷量所用的_的比值稱為電流。用_表示電流。（3）電流的定義式是_。（4）求電流的三要素_（5）電流的單位_1mA=_A； 1A=_A國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的安全電流（即擺脫電流）為_例1：在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過橫截面的電量為10C，則導(dǎo)體中的電流為_A。例2：

3、導(dǎo)體中的電流是5mA，那么在3.2s內(nèi)有_C的電荷定向移動(dòng)通過導(dǎo)體的橫截面，相當(dāng)于_個(gè)電子通過該截面。例3：某電解池，如果在1s中內(nèi)共有5.01018個(gè)一價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)電子通過某橫截面，那么通過這個(gè)橫截面的電流強(qiáng)度是多大？【思考】一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，長(zhǎng)為L(zhǎng)。兩端加一定的電壓，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v，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(gè)自由電荷量為e。求：導(dǎo)體中自由電荷總數(shù)N？總電量Q是多少？所有電荷通過橫截面需要的時(shí)間？總結(jié)：電流的微觀表達(dá)式：_。3深入理解：電子定向移動(dòng)的速率約_m/s；電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率_m/s；電場(chǎng)的傳播速率_m/s。二、課

4、堂練習(xí)1.關(guān)于電流的方向，下列敘述中正確的是（ ）A金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向B在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子，電流方向不能確定C不論何種導(dǎo)體，電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向D電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同2.氫原子的核外只有一個(gè)電子，設(shè)電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e，運(yùn)動(dòng)速率為v，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？3在研究長(zhǎng)度為l、橫截面積為S的均勻?qū)w中的電流時(shí)，在導(dǎo)體兩端加上電壓U，于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生，在導(dǎo)體中移動(dòng)的自由電子受勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用而加速，但又和做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而

5、減速，這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動(dòng)?？梢哉J(rèn)為阻礙電子向前運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k為恒量)。電場(chǎng)力和碰撞的阻力平衡時(shí)，導(dǎo)體中的電子移動(dòng)的平均速率v為一定值，這一定值是( )Aeq f(ekU,l)Beq f(eU,kl)Ceq f(elU,k)DelkU4有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過橫截面的電荷量乙是甲的2倍，以下說(shuō)法正確的是( )A甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍C乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速度是甲導(dǎo)體的2倍D甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速度大小相等5（多選）如圖所示，將左邊的細(xì)銅導(dǎo)線與右邊的粗銅導(dǎo)線連接起來(lái)，已知粗銅導(dǎo)線的橫截面積是細(xì)銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍，在細(xì)銅導(dǎo)線上取一個(gè)截面A，在粗銅導(dǎo)線上取一個(gè)截面B，若在1 s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩個(gè)截面的( )A電流相等B電流不相等C自由電子定向移動(dòng)的速率相等D自由電子定向移動(dòng)的速率不相等6(多選)半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)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(zhuǎn)動(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流下列說(shuō)法正確的是( )A若不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B若電荷量Q不變而使變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將