1、高中物理选修3-1浙江专版第二章 恒定电流学案1 电源和电流学案1电源和电流12了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式qIt分析相关问题.学案1电源和电流一、电源1.电子2.(1)电势差(2)电流二、恒定电流1.(1)电源、导线稳定(2)电场强度2.(1)方向(2)qtIt电荷量(3)安培A103106一、电源有A、B两个导体，分别带正、负电荷如果在它们之间连接一条导线R，如图所示，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失怎样使A、B导体维持一定的电
2、势差，使导线中保持持续的电流？答案：在A、B间接一电源AB无电势差学案1电源和电流要点提炼1产生电流的条件：导体两端存在电压2形成持续电流条件：导体两端存在持续电压3电源的作用：维持电路两端始终有一定的电势差，使电路中保持持续的电流延伸思考 电容器放电过程瞬间完成，不会形成持续电流，而干电池可使电路中保持持续的电流，为什么？答案 电容器放电过程中正、负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在电路中形成持续的电流，而干电池内部能够通过非静电力的作用维持电池两极电势差不变，使电路中保持持续的电流，这正是干电池内部非静电力作用的结果学案1电源和电流答案 不对；I与q、t无关学案1电源和电流二、电流表达式
3、Iqt及其方向对电流表达式 Iqt，有人认为“I 与 q 成正比，与 t 成反比”，对吗？I 与 q、t 有关吗？要点提炼延伸思考 有的同学说：“电流有方向，电流就是矢量”对吗？答案 不对，电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量是标量学案1电源和电流三、电流的微观表达式如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l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.试证明：导体内的电流可表示为InqSv.学案1电源和电流答案 AD 导体中的自由电荷总数：NnlS总电荷量 QNqnlSq所有
4、这些电荷都通过横截面 D 所需要的时间：tlv根据公式 QIt 可得：导体 AD 中的电流 IQt nlSql/v nqSv.要点提炼1从微观上看，电流InqSv，即I决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、自由电荷定向移动速率v，导体的横截面积S.2.电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷在电场力的作用下共同定向移动，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器.3三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式IneSv的v，大小约为105 m/s(2)电流的传导速
5、率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流学案1电源和电流例1学案1电源和电流一、对电源作用的理解例 1 现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源，关于电源，以下说法正确的是()A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源的作用就是将其他形式的
6、能转化为电能C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量例1学案1电源和电流解析 电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故 A 错；从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B 对；电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，故 C 错；电源是对电路提供能量的装置，故 D 错.答案 B二、对电流的理解及计算例 2 关于电流的概念，下列说法
7、中正确的是()A.导体中有电荷运动就形成电流B.电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零例2学案1电源和电流解析 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间 t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故 A 错；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则.为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故 B 错；二、对电流的理解及计算例 2 关于电流的概念，下列说法中正确的是()A
8、.导体中有电荷运动就形成电流B.电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零例2学案1电源和电流在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故 C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确.CD 例3学案1电源和电流例 3 某电解池中，若在 2 s 内各有 1.01019 个二价正离子和2.01019 个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A.0B.0.8 AC.1.6 A D.3.2 A解析 电荷的定向移动形成电流，
9、但正负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和.在2 s内通过截面的总电荷量应为q1.6101921.01019 C1.6101912.01019 C6.4 C.由电流的定义式知：Iqt6.42 A3.2 A.D 例3学案1电源和电流解析 电解槽中的电流是铜离子和硫酸根离子分别向相反的方向运动形成的.所以电流的方向与铜离子定向移动的方向相同.铜离子和硫酸根离子都是二价离子，每个离子的电荷量为q1q221.61019 C所以 Iqtn1q1n2q2t5.62510184.735101821.610190.04 A82.88 A.方向与铜离子定向移动的方向相同.针对训练
10、一硫酸铜电解槽的横截面积为 2 m2，在 0.04 s内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.6251018个 和4.7351018 个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？答案 82.88 A，方向与铜离子定向移动的方向相同电源和电流电流的产生：电荷的定向移动：电流的大小：电流的方向：电源导体中的静电场正电荷定向移动的方向学案1电源和电流qIt学案1电源和电流1.(对电源作用的理解)关于电源，下列说法中正确的是()A.电源的作用是使绝缘材料体变成导体B.电源是将电能转化为其他形式能的装置C.电源是为电路产生并提供自由电荷的装置D电源是将其他形式的能转化为电能的装置D 2.(对电流的
11、理解)关于电流的方向，下列叙述中正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C.不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同解析 电流是有方向的，电流的方向是人为规定的.物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反.学案1电源和电流C 学案1电源和电流3.(公式 Iqt的应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为 5 A，当通电 5 分钟时，通过电阻横截面的电子数为()A.1 500 个B.9.375
12、1019 个C.9.3751021个D.9.3751020个解析 qIt，nqeIte9.3751021 个.C 学案1电源和电流4.(电流的微观表达式)导体中电流 I 的表达式为 InqSv，其中 S 为导体的横截面积，n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 是()A.导体运动的速率B.电流传导的速率C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率解析 从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量和定向移动速率，还与导体的横截面积有关，故选 D.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率就是电流微观表达式 InqSv 中的 v.D 再见