高中物理新课标选修3-1电源和电流学案
文档属性
| 名称 | 高中物理新课标选修3-1电源和电流学案 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 101.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-09-17 14:15:00 | ||
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文档简介
高中（物理）(选 )修（3-1 ） （9）月份学案（2.1计2课时）
教学内容：第二章恒定电流 第一节电源和电流
教材分析：
1、课标分析：
观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。
2、学生分析：
高二学生在初中已初步了解了有关电路的知识，知道了有关电路的基本元件，大部分学生都已认识电源，导线，开关，认识简单的电路，本节课对学生已知的知识可以采取问答、讨论等方式，共同回顾，对恒定电场和电流的概念可通过学案引导学生预习，教师释疑解难，对于例题，教师要给学生设置一定的坡度，进行适当的引导和提示，讲解完后要通过针对练习加强理解。
3、留白：
高二物理学案选修3-1 2.1．电源和电流（一）
学习目标
1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立
2．通过类比和分析加强对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系网21世纪教育网
重点与难点：
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
自主学习：
1.电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。
2.导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和 平行。
3.由 分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
4.把 、 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5.电流的 程度用电流这个物理量表示；规定 定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是 ，符号是 ；公式为 。
同步导学：
1.电流的分析与计算
(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。
2. 电流的微观表达式：I= 。其中，n是导体每单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电量，v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积。
推导过程如下：如图12－1－1所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。由于I=q/t可得：I=qnSvt/t=
例题一 阅读教材P42
针对练习：1.如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（ ）
A、有瞬时电流形成，方向由A到B B、A、B两端的电势不相等
C、导体棒内的电场强度不等于零
D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动
2.完成问题与练习P43
2.1．电源和电流（一）
参考答案
自主学习：
1.电子 2.电源 导线 导线 3.稳定 4. 大小 方向 5.强弱 正电荷 安培 A
例1解析：A、B两个导体，由A带负电，在A导体周围存在指向A的电场，故B端所在处的电势应高于A端电势；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A指向B，电流方向应有B到A。2
2.1．电源和电流（二）
学习目标：1.理解电源的的概念、导线中的电场和恒定电流的含义
2.理解电流的微观意义
[范例精析]
例1 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个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )．
A．O B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A
解析：电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。
例2 电子的绕核运动可等效为环形电流。若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e 表示电子的电荷量，则其等效电流等于多少？
例3 有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（ ）
A．nvs Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D． IΔt /se
例4如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB，那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；
⑵电解槽中的电流方向如何？
⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？
⑷电解槽中的电流为多大？
[能力训练]
1．1毫安=__________安，1微安=__________安。
2．把 规定为电流的方向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向 。在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向 ,与负离子定向移动的方向 。
3．关于电源的作用,下列说法正确的是 ( )
A.电源的作用是能为电流提供自由电子 B.电源的作用是使导体中形成电场
C.电源的作用是能够保持导体两端的电压 D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来
4．下列叙述正确的是（ ）
A．导体中电荷运动就形成电流 B．电流的国际单位是安培
C．因为电流强度有方向，所以电流强度是矢量
D．导体中有电流通过时，导体内部场强不为零
5．关于电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向
B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向
C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反
D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流，所以电流有两个方向
6．关于电流的说法正确的是（ ）
A．根据I=q/t可知，I与q成正比 B．如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的
D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
2.1．电源和电流（二）参考答案
例1故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电量应为：
q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。
根据电流的定义式得：I=q/t=6.4/2=3.2A
拓展：电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量，而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的。只不过负电荷定向移动形成电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。
例2解析：假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体，在运动的轨迹上任取一截面，则在一个周期内只有一个电子通过这个截面，由于电子电荷量题目已经给出，只要求出电子运动的周期，就可以根据电流的定义求解。根据圆周运动的知识可知，电子运动的周期为
T=2πr/v,
因此所求电流为 I=e/T=ev/2πr.
例3解析：因为I=q/Δt，所以q=I·Δt
自由电子数目为：N=q/e= IΔt /e，则选项C正确。
又因为电流强度的微观表达式为I=nev·s，所以自由电子数目为
N=q/e= IΔt /e =nevsΔt/e=nvs Δt则选项A正确。
例4解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动
⑵电解槽中的电流方向向右
⑶8C的正电荷向右通过横截面AB，而8C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C
⑷由电流强度的定义I==4A
[能力训练]
1.1×10-3 1×10-6
2.正电荷定向移动的方向；相反；相同；相反
3.BCD
4. BD
5. C
6. BD
教学内容：第二章恒定电流 第一节电源和电流
教材分析：
1、课标分析：
观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。
2、学生分析：
高二学生在初中已初步了解了有关电路的知识，知道了有关电路的基本元件，大部分学生都已认识电源，导线，开关，认识简单的电路，本节课对学生已知的知识可以采取问答、讨论等方式，共同回顾，对恒定电场和电流的概念可通过学案引导学生预习，教师释疑解难，对于例题，教师要给学生设置一定的坡度，进行适当的引导和提示，讲解完后要通过针对练习加强理解。
3、留白：
高二物理学案选修3-1 2.1．电源和电流（一）
学习目标
1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立
2．通过类比和分析加强对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系网21世纪教育网
重点与难点：
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
自主学习：
1.电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。
2.导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和 平行。
3.由 分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
4.把 、 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5.电流的 程度用电流这个物理量表示；规定 定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是 ，符号是 ；公式为 。
同步导学：
1.电流的分析与计算
(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。
2. 电流的微观表达式：I= 。其中，n是导体每单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电量，v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积。
推导过程如下：如图12－1－1所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。由于I=q/t可得：I=qnSvt/t=
例题一 阅读教材P42
针对练习：1.如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（ ）
A、有瞬时电流形成，方向由A到B B、A、B两端的电势不相等
C、导体棒内的电场强度不等于零
D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动
2.完成问题与练习P43
2.1．电源和电流（一）
参考答案
自主学习：
1.电子 2.电源 导线 导线 3.稳定 4. 大小 方向 5.强弱 正电荷 安培 A
例1解析：A、B两个导体，由A带负电，在A导体周围存在指向A的电场，故B端所在处的电势应高于A端电势；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A指向B，电流方向应有B到A。2
2.1．电源和电流（二）
学习目标：1.理解电源的的概念、导线中的电场和恒定电流的含义
2.理解电流的微观意义
[范例精析]
例1 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个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )．
A．O B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A
解析：电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。
例2 电子的绕核运动可等效为环形电流。若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e 表示电子的电荷量，则其等效电流等于多少？
例3 有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（ ）
A．nvs Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D． IΔt /se
例4如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB，那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；
⑵电解槽中的电流方向如何？
⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？
⑷电解槽中的电流为多大？
[能力训练]
1．1毫安=__________安，1微安=__________安。
2．把 规定为电流的方向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向 。在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向 ,与负离子定向移动的方向 。
3．关于电源的作用,下列说法正确的是 ( )
A.电源的作用是能为电流提供自由电子 B.电源的作用是使导体中形成电场
C.电源的作用是能够保持导体两端的电压 D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来
4．下列叙述正确的是（ ）
A．导体中电荷运动就形成电流 B．电流的国际单位是安培
C．因为电流强度有方向，所以电流强度是矢量
D．导体中有电流通过时，导体内部场强不为零
5．关于电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向
B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向
C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反
D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流，所以电流有两个方向
6．关于电流的说法正确的是（ ）
A．根据I=q/t可知，I与q成正比 B．如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的
D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
2.1．电源和电流（二）参考答案
例1故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电量应为：
q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。
根据电流的定义式得：I=q/t=6.4/2=3.2A
拓展：电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量，而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的。只不过负电荷定向移动形成电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。
例2解析：假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体，在运动的轨迹上任取一截面，则在一个周期内只有一个电子通过这个截面，由于电子电荷量题目已经给出，只要求出电子运动的周期，就可以根据电流的定义求解。根据圆周运动的知识可知，电子运动的周期为
T=2πr/v,
因此所求电流为 I=e/T=ev/2πr.
例3解析：因为I=q/Δt，所以q=I·Δt
自由电子数目为：N=q/e= IΔt /e，则选项C正确。
又因为电流强度的微观表达式为I=nev·s，所以自由电子数目为
N=q/e= IΔt /e =nevsΔt/e=nvs Δt则选项A正确。
例4解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动
⑵电解槽中的电流方向向右
⑶8C的正电荷向右通过横截面AB，而8C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C
⑷由电流强度的定义I==4A
[能力训练]
1.1×10-3 1×10-6
2.正电荷定向移动的方向；相反；相同；相反
3.BCD
4. BD
5. C
6. BD