第1節(jié)　電源和電流

核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)了解電源的作用，知道持續(xù)電流形成的原因。(2)了解導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)和恒定電流。(3)理解電流的定義、定義式、單位及方向的規(guī)定?？茖W(xué)思維(1)會(huì)用公式q＝It分析相關(guān)問(wèn)題。(2)會(huì)推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式，從微觀的角度認(rèn)識(shí)影響電流大小的因素。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任了解電動(dòng)汽車中的電池，體會(huì)電源的使用對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生的影響。一、電源1．定義：如圖所示，能把____從A搬運(yùn)到B的裝置。其中A、B為電源的兩個(gè)______。2．作用：使電路中的電流能夠______存在。二、恒定電流1．恒定電場(chǎng)：穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的_____的電場(chǎng)。電子電極持續(xù)穩(wěn)定2．自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率特點(diǎn)：在恒定電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)體中的自由電荷做_____運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子不斷____，碰撞阻礙了自由電荷的定向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果是大量自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨_____變化。3．恒定電流：大小、方向都不隨_____變化的電流。定向碰撞時(shí)間時(shí)間電流既有大小，又有方向，但它的運(yùn)算遵循代數(shù)運(yùn)算法則，電流是標(biāo)量。強(qiáng)弱程度正電荷安培安A1.為什么電閃雷鳴時(shí)，強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，但它只能存在于一瞬間，而燈泡卻能持續(xù)發(fā)光？提示：閃電不能產(chǎn)生持續(xù)的電流，而燈泡發(fā)光時(shí)有電源供電?！痢痢痢痢绦轮獙W(xué)習(xí)(一)|電源和電流的性質(zhì)[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]如圖所示，水為什么能從水池A流到水池B?提示：因?yàn)樗谹中的水比水池B中的水高。[重點(diǎn)釋解]1．電源的作用(1)電源可使導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力作用下發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。(2)電源可以使電路中保持持續(xù)的電流。2．形成電流的三種電荷形成電流的三種電荷為自由電子、正離子和負(fù)離子，舉例說(shuō)明：(1)金屬導(dǎo)體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷是自由電子；(2)液體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子；(3)氣體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷有自由電子、正離子和負(fù)離子。3．電流的形成(1)形成原因：電荷的定向移動(dòng)。(2)形成條件：導(dǎo)體兩端有電壓。(3)電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合。[針對(duì)訓(xùn)練]1．下列關(guān)于電源的說(shuō)法中正確的是

(

)A．電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極搬運(yùn)到正極，保持兩極之間有電壓B．電源的作用是使電路中的自由電荷持續(xù)地定向移動(dòng)C．電荷的移動(dòng)形成電流D．只要電路中有電源，電路中就會(huì)形成持續(xù)的電流解析：電源的作用是使電路中的自由電荷持續(xù)地定向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；電荷的定向移動(dòng)才形成電流，故C錯(cuò)誤；電路中要形成持續(xù)的電流，既要有電源，電路又要閉合，兩者缺一不可，故D錯(cuò)誤。答案：B[答案]

D[針對(duì)訓(xùn)練]1．(2022·浙江紹興調(diào)研)如圖所示是通有恒定電流的某段導(dǎo)體。在5s內(nèi)有10C的負(fù)電荷向右通過(guò)橫截面A，則導(dǎo)體內(nèi)電流的大小和方向分別是

(

)A．2A，向右 B．2A，向左C．50A，向右

D．50A，向左答案：B答案：C[解題指導(dǎo)]

(1)自由電子數(shù)等于總電荷量除以每個(gè)電子的電荷量，所以求出通過(guò)橫截面的電荷量，即可求出自由電子數(shù)。(2)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)已知，只要求出Δt時(shí)間內(nèi)有多少體積的電子通過(guò)橫截面，即可求出自由電子數(shù)。[答案]

AC[針對(duì)訓(xùn)練]1.(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1s內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等，那么，通過(guò)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)的速率不相等答案：AD答案：D

一、好素材分享——看其他教材如何落實(shí)核心素養(yǎng)

物理觀念——電池在電路中的作用1．(選自教科版教材“觀察思考”)如圖(a)所示，兩個(gè)導(dǎo)體A、B構(gòu)成一個(gè)電容器，充電后二者之間存在一定的電勢(shì)差。把小燈泡L與兩個(gè)導(dǎo)體連接起來(lái)，閉合開(kāi)關(guān)，你會(huì)看到怎樣的現(xiàn)象？如果A、B是兩塊平行金屬板，小燈泡不會(huì)發(fā)光。你應(yīng)該能夠想象到，小燈泡中會(huì)有電流流過(guò)，同時(shí)導(dǎo)體之間的電勢(shì)差急劇減小。當(dāng)電勢(shì)差為零時(shí)，電流也變?yōu)榱恪＿@個(gè)放電電流持續(xù)的時(shí)間很短，等不到燈絲溫度升高電流就停止了。但如果我們用一個(gè)大容量的電容器(如超級(jí)電容器)做實(shí)驗(yàn)，是可以看到小燈泡發(fā)光的，但它的亮度會(huì)慢慢減弱，直到完全熄滅。這說(shuō)明了什么？如果用電池替代這個(gè)電容器，如圖(b)所示，閉合開(kāi)關(guān)，會(huì)看到燈泡持續(xù)發(fā)光，這說(shuō)明電路中有了持續(xù)的電流。這里電池起了什么作用呢？提示：電路兩端沒(méi)有持續(xù)的電壓，不能形成持續(xù)的電流。電池的作用就是維持電路兩端有持續(xù)的電壓。

科學(xué)思維——計(jì)算閃電形成的電流2．(選自魯科版教材課后練習(xí))若距地面高約2km的空中有兩塊烏云，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢(shì)差約為3×109V且保持不變。已知空氣的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到3×106V/m將被擊穿放電，請(qǐng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行估算。(1)當(dāng)兩塊烏云相距多少米時(shí)會(huì)發(fā)生電閃雷鳴？(2)若某次閃電，兩塊烏云之間通過(guò)的電荷量為500C，可釋放多少能量？(3)這次放電現(xiàn)象歷時(shí)約0.01s，則其平均電流約為多大？答案：(1)1000m

(2)1.5×1012J

(3)5×104

A答案：B2．“氫火焰離子化監(jiān)測(cè)器”可以檢測(cè)出無(wú)機(jī)物氣體中極其微量的有機(jī)分子的含量，其裝置如圖所示，在氫火焰的作用下，有機(jī)物的分子電離為一價(jià)正離子和自由電子，而無(wú)機(jī)物的分子不會(huì)電離。設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有n摩爾被檢測(cè)氣體進(jìn)入檢