高中物理 选修3-1第二章《恒定电流》第一节《电源和电流》
文档属性
| 名称 | 高中物理 选修3-1第二章《恒定电流》第一节《电源和电流》 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 98.2KB | ||
| 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 | 2011-10-25 19:35:03 | ||
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文档简介
《恒定电流》第一节 电源和电流 学案
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．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
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。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的原理，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：
一．电流及其产生条件.
1.电荷的 移动形成电流
2.形成电流的必要条件：(1)要有能自由移动的______。
(2)导体两端有______，即能产生驱使电荷作定向移动的作用力——电场力。
二．电源：电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。
电源的作用就是保持导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流。
三.恒定电场：导线内的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由 分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
四．恒定电流：
1．电流的定义： ，
表达式 。
2.电流的单位： ，符号是 ；1A＝1C/s，常用单位还有毫安（mA）、微安(μA)。
3．电流的方向：规定 定向移动的方向为电流的方向；在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向_______。
电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。
4．恒定电流： 和 都不随时间变化的电流。
课内探究：
1.电流的微观表达式
例1．如图所示，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，求导体中的电流。
小结：a.电流的微观表达式：I= 。其中，n是 ，q是 ，v是 ，
S是 。
b.区分三个速率：
电子定向移动的速率：
电流传导的速率：
电子热运动的速率：
2.电流的分析与计算
例2：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？
注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q／t计算电流时应注意: q怎样计算？
随堂检测：
1．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
2．关于电流的说法正确的是（ ）
A．根据可知，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，则此电流是恒定电流
C．电流强度是一个矢量，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
3.以下说法正确的是（ ）
A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多，电流越大
4.如图所示，a、b两导体板组成一电容器，电容为C，带电荷量为q，然后用一根虚线所示的导线连接，以下说法中正确的是（ ）
A.导线中有恒定的电流
B.导线中有短时间的电流
C.通过导线的电荷量为q
D. 通过导线的电荷量为2q
5. 示波管中，2s内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A C.9.6×10-6A D.无法确定
6.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
7.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
《恒定电流》第一节 电源和电流学案 答案
例1：推导过程：如图所示，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=nqvS
例2：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
随堂检测：1.BCD 2.BD 3.C 4.BC
5．A解析：2s内通过的电量：q=6x1013x1.60x10-19=9.6x10-6 c
根据电流定义式得：I=q/t=4.8x10-6A
6.D 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。
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
7.AC 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。
A
B
C
D
q
q
q
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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．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
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。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的原理，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：
一．电流及其产生条件.
1.电荷的 移动形成电流
2.形成电流的必要条件：(1)要有能自由移动的______。
(2)导体两端有______，即能产生驱使电荷作定向移动的作用力——电场力。
二．电源：电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。
电源的作用就是保持导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流。
三.恒定电场：导线内的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由 分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
四．恒定电流：
1．电流的定义： ，
表达式 。
2.电流的单位： ，符号是 ；1A＝1C/s，常用单位还有毫安（mA）、微安(μA)。
3．电流的方向：规定 定向移动的方向为电流的方向；在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向_______。
电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。
4．恒定电流： 和 都不随时间变化的电流。
课内探究：
1.电流的微观表达式
例1．如图所示，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，求导体中的电流。
小结：a.电流的微观表达式：I= 。其中，n是 ，q是 ，v是 ，
S是 。
b.区分三个速率：
电子定向移动的速率：
电流传导的速率：
电子热运动的速率：
2.电流的分析与计算
例2：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？
注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q／t计算电流时应注意: q怎样计算？
随堂检测：
1．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
2．关于电流的说法正确的是（ ）
A．根据可知，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，则此电流是恒定电流
C．电流强度是一个矢量，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
3.以下说法正确的是（ ）
A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多，电流越大
4.如图所示，a、b两导体板组成一电容器，电容为C，带电荷量为q，然后用一根虚线所示的导线连接，以下说法中正确的是（ ）
A.导线中有恒定的电流
B.导线中有短时间的电流
C.通过导线的电荷量为q
D. 通过导线的电荷量为2q
5. 示波管中，2s内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A C.9.6×10-6A D.无法确定
6.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
7.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
《恒定电流》第一节 电源和电流学案 答案
例1：推导过程：如图所示，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=nqvS
例2：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
随堂检测：1.BCD 2.BD 3.C 4.BC
5．A解析：2s内通过的电量：q=6x1013x1.60x10-19=9.6x10-6 c
根据电流定义式得：I=q/t=4.8x10-6A
6.D 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。
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
7.AC 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。
A
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