1.2电源 学案 (3)

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1.2电源
学案
一、教学目标
（1）知道电源是将其它形式的能转化为电能的装置。
（2）了解电路中（电源外部和内部）自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
（3）了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。理解电源内电阻。
二、重点难点
重点：电动势的的概念
难点：对电源内部非静电力做功的理解
三、导学过程
（一）知识准备
1、静电场的相关知识
2、电流的相关知识
☆导学一：电源
分别带正、负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个________电流．若要保持持续的电流，A、B间需维持着一定的________．能使A、B间维持一定的电势差的装置称为________．www-2-1-cnjy-com
☆导学二：恒定电流
1．达到稳定状态时，导线内的电场是由________、________等电路元件所积累的电荷共同形成的．电荷的分布是________的，电场的分布也是________的且导线内的电场线保持和导线________．21·世纪
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2．由稳定分布的________所产生的稳定的________，称为恒定电场．
静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中________适用．
3．我们把________都不随时间变化的电流称为恒定电流．
4．I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为：________.
答案：瞬时　电势差　电源
1．电源　导线　稳定　稳定　平行
2．电荷　电场　同样
3．大小、方向
4．q＝It
（二）实验探究：
一、制作水果电池
1．实验步骤
(1)电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图连接好电路． (2)把变阻器的滑动片移到使阻值最大的一端． 2-1-c-n-j-y
(3)闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I，U)，用同样方法测量几组I、U值，记录在自己设计的表格中． 21教育名师原创作品
(4)打开电键，整理好器材．
(5)处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值．
注意事项：（1）两电极从苹果（西红柿）一侧自顶端平行插入，间距约1cm，深度约3cm，动作要慢。

（2）制作完成后把水果电池接到音乐贺卡上，仔细听是否有音乐声。
（三）新课教学
一、电源
1、导体中的自由电荷在电场力作用下发生___________形成电流
注意：金属导体中的自由电荷是
，带
电。
2、电源的作用：
类比：电源——抽水机
电源的正极——水池A
电源的负极——水池B
答案：定向移动
电子
负
使电路中保持持续电流
练习1：把一个金属导体的两端与具有不同电势的带电物体接触，导体中的电荷将怎样运动？
答案：金属导体中能够自由移动的电荷是带负电荷的电子，而负电荷在电场力作用下，将由低电势处向高电势处移动，因此金属导体中的电荷(电子)将从低电势的物体向高电势的物体运动．21教育网
二、恒定电场
1、导线中电场的形成
金属导线本身由许多带电粒子（电子和质子）组成，当它和电源连通后，在电源两极上的正、负电荷产生的电场作用下，导线中的电子在电场力作用下发生定向移动，但是导线的形状是多种多样的，电源提供的电场并不一定沿着导线方向，因此导线的表面处就会有电荷积累，这些电荷会产生另一个电场，所以导线中的电场是电源两极电荷与导线表面堆积电荷分别产生电场的合电场。21cnjy.com
注意：形成过程是在接通电源后的极短时间内（以光速）完成。
2、定义：
3、基本性质：
4、导线中合电场沿
方向，电场线和导线
。
答案：导线的切线
平行
练习1：下列关于电源的说法正确的是(　　)
A．电源是将其他形式的能转化为电能的装置
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：ABD
解析：在电源内部由非静电力做功(如洛伦兹力等后面将学到)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；同时将其他形式的能转化为电能，故A、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形成的，故C错．21·cn·jy·com
练习2：关于导线中的电场，下列说法正确的是(　　)
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
答案：B
解析：导线内的电场线与导线是平行的，故选项A错．导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故选项B对．导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并不是静电场的一种，故选项C、D错．2·1·c·n·j·y
三、电流
1．形成电流的条件：（1）
；（2）
答案：要有自由移动的电荷
导体两端存在电压
2．物理意义：
3、定义：通过导体某一横截面的电荷量q跟所用时间t的比值I叫做电流。
定义式：
4．单位：国际单位：
，符号
；常用单位：毫安(
)、微安(
)
1
A＝
mA＝
μA.
答案：I=q/t
安培
A
mA
μA
103
106
5．电流方向：规定
电荷定向移动的方向为电流方向．
注意：①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向
；电解液中正、负离子定向移动的方向
，但正负离子定向移动形成的电流方向是
的，此时I=q/t中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量
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②电流虽有大小和方向，但电流是
。
答案：正
相反
相同
绝对值之和
标量
6．电流的种类
（1）直流电：
不随时间而改变的电流。直流电又分为恒定电流和脉动直流电两类，其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫
；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。【来源：21·世纪·教育·网】
（2）交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。
答案：方向
恒定电流
练习1.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6
m2的导线，那么电路中的电流是(　　)www.21-cn-jy.com
A．0.016
μA　　　　
B．1.6
mA
C．16
μA
D．0.16
μA
答案：D
练习2．关于电流的说法中正确的是(　　)
A．根据I＝q/t，可知I与q成正比
B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C．电流有方向，电流是矢量
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
答案：D
解析：依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选项A是错误的；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B也是错误的．电流是标量，故选项C也不对．
练习3.
某电解池中，若在2
s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子相向通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)21
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A．0
B．0.8
A
C．1.6
A
D．3.2
A【来源：21cnj
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m】
答案：D
解析：由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，负离子的反向运动与正离子的正向运动等价．则在2
s内通过某截面的总电荷量应为：q＝1.6×10－19×2×1.0×1019
C＋1.6×10－19×1×2.0×1019
C＝6.4
C。由I＝q/t得答案D【出处：21教育名师】
练习4.一个半径为r的细橡胶圆环，均匀的带上电荷量为Q（C）的负电荷，当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中的等效电流大小为（
）
A.Q
B.Q/2π
C.Qω/2π
D.2
Qω/π
答案：C
四、电流的微观表达式
1．电流的微观表达式为I＝
推导：
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，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.【版权所有：21教育】
设A端自由电荷经过时间t到达D端，t=
，
该t也是AD段导体中所有电荷通过D端的所用时间21
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AD导体中自由电荷的总个数：
AD导体中自由电荷的总电荷量：Q=
导体中的电流I=
/
=
答案：nqSv
l/v
nlS
qnlS
Q
t
nqSv
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