沪教版高中物理选修3-1 3.2 研究电流、电压和电阻_学案1

研究电流、电压和电阻

学习目标 1．掌握形成电流的条件和电流的方向，大小的计算。2．能对电流的产生做出微观解释。3．知道电压形成的原因。4．了解电阻是怎样形成的
学习重点 电流的形成条件及微观解释及电势降落问题。
学习难点 会推导I=nqvS理解电阻形成的原因。
学习过程
自主学习 一、预习课本，完成以下问题：1．电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。2．电荷的______形成电流，符号_______单位 _________，电流虽然有大小和方向，但电流是______（矢量，标量）规定电流的方向为__________3．在一条水管中要形成水流需要有水和高度差。类比知一段导体中要形成电流需要满足什么条件？4．电流的形成的两个必要条件： 1）__________________________________________________________ 2）__________________________________________________________5．电流的微观表达式 6．电压的定义
合作探究 二、合作探究探究一：对公式的理解 例1．课本案例分析，问题改为，求在1s内有多少个电子通过导线的横截面？ 探究二：自由电荷定向移动原因及电流的微观解释 模型1：看课本图片，当金属导体上不加电场时导体内的自由电子做_________运动 模型2：看课本图片，当金属导体与电源连接构成闭合回路时，导体中会产生_________，自由电子就会在__________作用下发生__________形成_________。 模型3：如图，讨论电流的微观解释AD表示粗细均匀的一段导体，长为L，横截面积S，两端加上一定的电压，设导体中自由电子定向移动的平均速率 v，导体每单位体积的自由电荷数为n每个自由电荷数的电量为q，则：AD段导体中的自由电荷总数N=_________ 总电量Q=Nq=__________，所有电荷都通过横截面D所需的时间为t=________ 根据公式可知道：导体AD中的电流I=________________总结：I=nqsv与两个公式中________是电流定义式，_________ 是电流的决定式。 例2：课本案例分析，思考自由电子定向移动的平均速率很小，为什么一旦接通电路，整个电路中几乎同时迅速形成电流？ 探究三：实验探究电路中电势变化的规律 总结：在电路中沿着电流方向电势逐渐______(降低，升高)，故沿电流方向上的任意两点间都有______。导线电阻小，导线中的电势降落几乎接近____。 探究四：思考电阻形成原因及影响因素1．电阻反映了导体对电流的阻碍，那么它的本质是什么呢？ 2．电阻产生的根本原因。 说明：①金属导体内部晶体结构点阵上失去一些核外电子的金属原子叫做原子实 ②自由电子定向移动过程中不断地原子实碰撞，将他的一部分动能传递给原子实，原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了。3．纯金属电阻与温度之间的关系： 4．电势降落与电阻的关系是什么？ 课堂检测： 某电解池中，在2s内各有1．0×1019个二价正离子和2．0×1019个一价负离子通过该截面，那么通过该截面的电流为 。 能力提高：原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设氢原子的电子以速度v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？方向如何？
达标检测 1．形成持续电流的条件是（ ）A．只要有电压加在物体的两端 B．必须保持导体两端有电压C．只在导体两端瞬间加电压 D．只要有大量的自由电荷2．关于电流的方向下列说法中正确的是（ ）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3．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4．以下对导体中的电场理解正确的是（ ）A．导体内的电场在稳定时是和导线平行的B．导体内的电场由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成C．导线中电场始终随时间而变化D．导体内的电场是一种动态的稳定5．1毫安=__________安，1微安=__________安。6．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 。7．在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300C，持续的时间大约是0.005s，所形成的平均电流强度为多大？这些电荷量如以0.5A的电流强度流过电灯泡，可使灯泡照明多长时间？ 8．速度为零的质子，经加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流，已知质子的电量q=1.6×10-19C，这束质子流每秒打到靶上的质子数是多少？




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