1、高考资源网（） 您身边的高考专家第1节电源和电流学习目标1.知道电源的作用,掌握电流的形成条件,知道恒定电流的概念。2.知道电流的定义、单位及方向的规定,会用公式I= 分析相关问题。3.电流形成的微观解释及微观表达式的使用。自主预习电源:1.概念:电路中在电场力作用下能把从A到B的装置。2.作用(1)移送电荷,维持电源正、负极间有一定的。(2)保持电路中有的电流。恒定电流:1.恒定电场(1)定义:由电路中的电荷所产生的稳定的电场。(2)特点:电荷的分布是稳定的,不会随时间变化。2.恒定电流定义:大小、都不随时间变化的电流。3.电流(1)物理意义:反映了电流的程度。(2)表达式:I=(3)单位:
2、在国际单位制中电流的单位是,简称,符号是。常用单位有、(单位符号分别为、)。(4)电流的方向:规定定向移动方向或定向移动的反方向为电流方向。课堂探究情境设问雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光。电容器,先直接给它250V的电压充电,然后两根引线连接,也就是短路。听到啪的一声,看到闪耀的光,说明有电流。直接接在灯泡两端,观察到什么现象?为什么雷鸣电闪时,强大的电流能使天空发出耀眼的强光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光?(一)电源A、B两个导体,分别带正、负电荷。电荷周围有电场。思考讨论1.请画出电场线来描述电场。2.请描述一下这幅图中电势的高低情况。3.电流是如何形成
3、的?4.自由电子为什么会定向移动?从哪里移动到哪里?5.这样移动的结果,会引起什么物理量发生变化?演示实验电容器的充放电,静电感应起电机。我们当然不希望电流是如此短暂的,那应该怎么办?怎样产生持续的电流?类比分析这是两个装了水的容器,液面高度不同,现用一根橡胶管连接两个容器,若要使水持续流动,应该怎么做?结论1:电源的作用:(二)恒定电流的含义思考讨论1.在恒定电场中,自由电子做什么运动?与静电场有何不同?2.那电流如何变?这会带来什么现象?3.导线中的微观粒子除了自由电子外,还有其他微观粒子,它们会对电子带来什么影响呢?结论2:恒定电流的含义:(三)恒定电流的大小下课铃想,同学们纷纷走出教室
4、,到户外活动。思考讨论1.我如何计算进出教室的人流量?2.我应该站在哪里点人数?3.单位时间内,一个人一进一出,人流量算多少?4.我们选取一段很短的导线它放大。导线中存在大量自由电子在做定向移动。如何定量地描述导线中电流的大小呢?结论3:电流的定义:公式:方向:科学推理与论证既然自由电子在定向移动,就有一个移动速率的问题。你觉得导线中电子的定向运动速率与电流之间是什么关系?1.我们的思路是什么?2.t时间内通过横截面的自由电子个数是哪段空间里的电子?3.假设单位体积内的电子数是n,如何求得t时间内通过右截的电子总数N?4.导线中电子的定向运动速率与电流之间是什么关系?结论4:电流的微观表达式:
5、例题展示【例题1】如图所示,把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上,电路中形成电流。假设t s内有N个Cl-和N个Na+通过图中虚面,则电路中的电流多大?变式训练1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 AD.3.2 A【例题2】有一条铜导线,横截面积为S=1 mm2,通过的电流I=1 A。已知铜的密度=8.9103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1,铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中
6、自由电子定向移动的速率。变式训练2我们可以计算一下,按照这个速率,电子通过一段6.4 cm长的导线,需要多少时间?课堂练习1.关于电源的以下说法,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.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极,从而保持两极之间有稳定的电势差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2.(多选)关于电流的方向,下列说法正确的是()A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C.电子运动形成的
7、等效电流方向与电子运动方向相同D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板3.如图所示,电解池内有一价的电解液,时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下解释中正确的是()A.正离子定向移动形成电流方向从AB,负离子定向移动形成电流方向从BAB.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流抵消C.溶液内电流方向从AB,电流强度I=D.溶液内电流方向从AB,电流强度I=4.(多选)一横截面积为S的铜导线,流过的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A.nvStB.
8、nvtC.D.5.有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的2倍,下列说法正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同课后练习6.铜的原子量为m,密度为,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为()A.光速cB.C.D.7.非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流50 A,每秒钟放电150次,其放电情况可近似看作如图所示规律放电。则放电1秒
9、钟非洲电鳐放出的电量为()A.25 CB.50 CC.150 CD.250 C8.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I,则下列说法正确的有()A.自由电子定向移动的速率为v0B.自由电子定向移动的速率为v=C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD.自由电子定向移动的速率为v=9.有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=2 A。已知铜的密度=8.9103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1,
10、电子的电荷量大小e=1.610-19 C,每个铜原子可提供一个自由电子,求铜导线中自由电子定向移动的速率。(结果保留两位有效数字)参考答案自主预习电源:1.电子搬运2.(1)电势差(2)持续恒定电流:1.(1)稳定分布(2)电场的分布2.方向3.(1)强弱(3)安培安A毫安微安mAA(4)正电荷负电荷思考讨论1.略2.A球这边电势高,B球这边电势低,A、B球之间有一定的电势差。3.自由电子的定向移动。4.自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动。B失去电子,A得到电子。5.A、B周围电场减弱,AB之间的电势差减小。类比分析用抽水机。结论1:电源的作用:搬运电子,形成稳定电势差。恒定电流含义思考
11、讨论1.匀加速直线运动,静电平衡导体内部没有电荷定向移动。2.电流会越来越大。3.电子在前进过程中会与这些不动的粒子发生碰撞,从而减速。结论2:恒定电流的含义:大小、方向都不随时间变化的电流。恒定电流的大小思考讨论1.统计课间时间进出教室的人数。2.在门口。3.两个人。4.观察通过在一定时间内通过导线某个横截面的电荷量。结论3:电流的定义:一段时间内通过导体横截面的电荷量与所用时间的比值。公式:I=方向:正电荷的移动方向。科学推理与论证1.I=2.长度为vt,横截面积为S的圆柱形导体中的电子个数。3.N=nvtS4.I=neSv结论4:电流的微观表达式:I=neSv【例题1】例题分析:盐水中的电流是Cl-离子和Na+离子同时反向定向移动形成的,金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的。例题解答:由电流的定义式可知I=。【变式训练1】D【例题2】例题分析:先求出单位体积内电子的分子数,再代入公式即可求解。例题解答:n=NAv=7.510-5 m/s【变式训练2】1 000 s【课堂练习】1.B2.AD3.D4.AC5.B【课后练习】6.D7.A8.D9.根据电流的定义式得I=可得v=代入数据解得v1.510-4 m/s。答案:1.510-4 m/s- 6 - 版权所有高考资源网
