人教版高中物理必修第三册 第十一章 电路及其应用 1 电源和电流 课件(共40张PPT)

(共40张PPT)
第十一章　电路及其应用
1.电源和电流
核心素养 素养目标
物理观念 1.知道电源的作用以及形成电流的条件.
2.理解电流的定义式.
科学思维 通过对比电流的定义式和微观表达式，加深对电流的定义式和微观表达式的理解，并能用这两个公式分析、处理有关问题.
一、对电源、电流的理解
教材认知
引入　（1）如图所示，电闪雷鸣时，天空发出耀眼的闪光，耀眼的闪光为什么只持续一瞬间？
（2）打开开关后，手电筒中的小灯泡能持续发光，为什么？
提示：（1）云层与大地或云层之间放电结束后不再产生电流.
（2）手电筒中有电源，电源能给小灯泡提供持续的电流.
正极　
负极　
电势差　
大小　
方向　
单位　
电荷量　
103　
106　
正电荷　
相反
注意：（1）电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则.
（2）在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极.
×
√
√
A. 电源是将电能转化为其他形式能的装置
B. 电源是把电子从正极经电源内部搬运到负极的装置
C. 电源的作用是使导线中形成静电场
D. 电源的作用是维持导线两端有恒定的电压
解析：电源是将其他形式的能转化为电能的装置，A错误；电源的作用是把电子由正极搬回到负极，维持导体两端有恒定电压，B、D正确，C错误.
BD
A. 电荷的定向移动形成电流
B. 金属导体中电流方向是自由电子移动的方向
C. 电流既有大小又有方向，所以电流是矢量
AD
二、电流的计算
教材认知
引入　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.
（1）盐水中的电流和金属导线中的电流形成机制有什么不同？
提示：（1）盐水中的电流是Cl－和Na＋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.
（2）盐水中的电流沿什么方向？
提示：（2）向左.
（3）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？
典题讲练
题型1　电解液导体电流的计算
D
A. 当n1＝n2时电流大小为零
名师点评
（1）金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量.
名师点评
　　（2）电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子电荷量的绝对值之和.
（3）电解液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反.
A. 10 mA B. 1 mA
C. 0.1 mA D. 0.01 mA
在T时间内通过任意横截面的电荷量为：
A
电流的微观解释
1. 建立模型
如图所示，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.
A. nSvΔt B. nvΔt
AC
名师点评
用电流的微观表达式求解问题的注意点
（1）准确理解公式中各物理量的意义，式中的v是指自由电荷定向移动的速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率.
A. a∶b B. l∶a C. l∶b D. a∶l
解析：根据电流的微观表达式I＝nqvS可知：I＝neS甲·v甲＝neabv甲，I＝neS乙v乙＝nelbv乙，则v甲∶v乙＝l∶a，故选B.
B
随堂检测
A. 在电源内部，电源依靠库仑力搬移电荷
B. 电路中有电源，不一定有电流
C. 在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流
D. 电源是为电路提供自由电荷的装置
解析：在电源内部，电流从负极到正极，电源是靠非静电力搬移电荷，故A错误；有电源且闭合的回路中才能形成电流，故B正确；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，正离子运动方向与电流方向相同，负离子运动方向与电流方向相反，故电流为两种离子产生的电流之和，故C错误；电源的作用是保持导体两端的电势差，使导体内的自由电荷定向移动，并不是提供自由电荷的装置，故D错误.
B
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A. 0.025 A B. 0.05 A
C. 0.1 A D. 0.02 A
B
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整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFADIA3440000003
AB
A. 该电池的容量为60 A·h B. 该电池以6 A的电流放电，可以工作10 h
C. 该电池以6 A的电流放电，可以工作60 h D. 该电池充完电可储存的电荷量为60 C
解析：从题图标识牌可知电池的容量为60 A·h，即以6 A的电流放电可工作10 h，故A、B正确，C错误；该电池充完电可储存的电荷量q＝It＝60×3 600 C＝2.16×105 C，故D错误.
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C
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4
课时作业（十三）
[基础训练]
A. 电荷的移动形成电流
B. 电子运动的速率越大，电流越大
C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D. 因为电流有方向，所以电流是矢量
C
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A. 充满电时电池可储存的最大能量为4 000 J
B. 放电时电池可输出的最大电荷量为4 000 C
C. 播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的1.3倍
D. 播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的31倍
D
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C
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A. 1 min电池供给1 C的电荷量
B. 1 000 s电池供给8 C的电荷量
C. 1 s电池供给8 C的电荷量
D. 1 min电池供给8 C的电荷量
解析：电流I＝8 mA＝8×10－3 A＝8×10－3 C/s，即1 s供给8×10－3 C的电荷量，1 000 s供给8 C的电荷量，1 min供给8×10－3×60 C＝0.48 C的电荷量，故B对，A、C、D错.
B
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A. 该电池的容量为500 mA·h
B. 该电池以5 mA电流工作可用500 h
C. 该电池在工作时的电流为500 mA
D. 若电池以10 mA的电流工作，可用50 h
解析：该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，选项C错误；500 mA·h表示电池容量，由500 mA·h＝t×10 mA得t＝50 h，由500 mA·h＝t'×5 mA得t'＝100 h，所以选项A、D正确，B错误.
AD
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A. 5×1010 B. 5×1011
C. 1×102 D. 1×104
B
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A. 光速c
D
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[能力提升]
A. qv C. qvS
A
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A. 0.8 mA，水平向左 B. 0.08 mA，水平向左
C. 1.6 mA，水平向右 D. 0.16 mA，水平向右
C
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ABC
A. “安时”（A·h）或“毫安时”（mA·h）是电荷量的单位
B. “千瓦时”（kW·h）是能量的单位
C. 图中锂离子的移动情况表明电池处于放电状态
D. 图中锂离子是在静电力的作用下从负极返回正极的
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解析：“安时”是电池容量的单位，通过单位之间的换算可知，A正确；“千瓦时”是能量的单位，B正确；图中箭头向左，表示锂离子从负极向正极移动，处于放电状态，C正确；图中电场强度方向向右，锂离子带正电，向左移动，是在非静电力作用下从负极返回正极的，D错误.
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11. 如图所示为一块手机电池背面的部分符号，求解下列问题：
（1）电池充满电后可提供的电能是多少？
答案：（1）1.62×10－2 kW·h
解析：（1）4 500 mA·h指的是该电池放电时能输出的总电荷量，电池充满电后，可提供的电能为W＝Eq＝3.6×4 500×10－3×10－3 kW·h＝1.62×10－2 kW·h.
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（2）若该电池可待机5天，待机放电电流的大小是多少？
答案：（2）37.5 mA
（3）若播放视频时间为15 h，则播放视频的电流大约是待机电流的多少倍？
答案：（3）8倍
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