高中物理 第二章 第1讲 电源和电流教学案 新人教版选修3-1.doc

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1、重庆市万州区分水中学高中物理第二章第1讲电源和电流教学案新人教版选修3-1[目标定位]　1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题.3.从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系．一、电源1．电源的定义电源是不断地把电子从正极搬运到负极从而维持正、负极之间一定电势差的装置．图2112．电源的作用从电荷移动角度看，电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．电源P在内部能把电子从正极A搬运到负极B

2、，如图211所示．二、恒定电流1．恒定电场(1)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．(2)特点：任何位置的电场强度都不随时间发生变化．2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流叫恒定电流．(2)大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量．电流表示电流强弱的物理量．3．公式：I＝.其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量．4．单位：安培，符号A.其他单位：毫安(mA)、微安(μA).1A＝103mA＝106μA.5．方向：电流是标量，但有方向．电流方向是这样规定的：

3、导体内正电荷定向移动的方向为电流方向．即电流方向与负电荷定向移动的方向相反．想一想　既然电荷的定向移动形成电流，那么“电流传导的速率”是不是电子从负极到达正极的速率呢？答案　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，并不是电子瞬间从电源运动到用电器.一、对电源、电流的理解1．电路、电源、电流电路：四个基本部分组成：电源、开关、导线和用电器．电源：作用是在电路中提供持续的电压电流：导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电

4、流．2．形成持续电流的条件：(1)电路中有电源．(2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．例1　下列关于电源的说法正确的是(　　)A．电源就是电压B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极答案　BD解析　在电源内部由非静电力将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差，电源不是电压，故A错，B、D正确．导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同

5、形成的，故C错．二、对公式I＝的理解与应用1．电流是标量：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．2．电流定义式：I＝.I＝是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系．“电量越大电流越大”，“时间越长电流越小”等这些说法都是错误的．3．在应用I＝计算时注意(1)各个物理量的单位都用国际制单位．(2)电量q与时间t要对应．(3)要分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q为通过横截面的自由电子的电量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动的，电量q为正、负离子

6、电荷量绝对值之和．图212例2　在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图212所示．如果测得2s内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流多大？答案　由A指向B　0.16A解析　水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A指向B.每个离子的电荷量是e＝1.60×10－19C．该水溶液导电时负离子由B向A运动，负离子的定

7、向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I＝＝＝A＝0.16A.三、电流的微观意义图2131．建立模型：如图213所示，AD表示粗细均匀的一段导体长为l，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.2．理论推导：AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.总电荷量Q＝Nq＝nlSq.所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝.根据公式q＝It可得：导体AD中的电流

8、：I＝＝＝nqSv.3．结论：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、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．4．区分三种不同的速率1.电子定向移动的速率2.电子热运动的速率3.电流