高二物理31第二章学案

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1、柘城县高级中学2011-2012学年第一学期高二物理学案2011年9月5日第一节导体中的电场和电流【新课标要求】1.理解电源的形成过程。2.掌握恒定电场的形成过程。3.理解恒定电流的形成过程，掌握计算电流的大小并灵活运用公式。4.掌握电流的微观表达式。5.通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。【新课预习】电源：有A、B两个导体，分别带正、负电荷，如果在它们之间接一条导线R，，导线R中的自由电子便会在的作用下定向运动，B失去电子，A得

2、到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。倘若在A、B之间连接一个装置P,它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B周围始终存在一定得电场，使A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电势差，导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是。1.导线中的电场：导线中电场的形成：导线本身由许多带电粒子组成，当它和电源连接后，

3、在电源两极晟的正、负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及导线的接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外地电场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向。2.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。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布式稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为。3、恒定电流：（1）定义：、都不随时间变化的电流。（1）电流：表示电流强弱程度的物理量。（2）单位：安培，符号（A）其

4、他单位：毫安（mA）、微安(μA)，且1A=103mA=106μA(3)公式：q=It，I表示电流，q表示在时间t通过导体横截面积的电荷量。变形公式：I=q/t。注：①电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。②金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。③电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时I=q/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电流强度虽有大小和方向，但不是矢量，而是标量。⑤q=It是求电荷量的重要公式，其变

5、形公式I=q/t求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等。4、电流的微观表达式：推导：一段长为l粗细均匀的导体，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,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。则导体中的自由电荷数为N=nls，总电荷量Q=Nq=nlsq,所有这些电荷都通过横截面所需时间t=l/v。根据公式I=q/t可得I=Q/t=nqvs。由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定

6、向移动的速度，还与导体的横截面积有关。【知识精讲】要点一静电场和恒定电场静电场是静止电荷在周围空间所激发的电场．在静电场中如果有导体存在，导体内部的自由电子就会定向移动，当电荷在导体内做定向移动而形成恒定电流时，在导体内外存在的电场称为恒定电场，这是两种不同的电场，既有区别又有联系．两种电场的共性：(1)它们都是物质的一种客观存在形式，都储存着电能；(2)它们对处于其中的电荷都有静电力的作用；(3)在这两种电场中移动电荷时相应的静电力一般都要做功．两种电场的区别：(1)导体中要建立稳恒电流就必须将导

7、体与电源相连接，形成一闭合的回路．而静电场的建立只需要有电荷存在；(2)静电平衡状态下的导体内部场强为零，而在稳恒电流条件下导体内部可以带电；(3)在一般情况下，静电场的电场线并不是电荷运动的轨迹线，但是导体中恒定电场的电场线就是电荷运动的轨迹线．要点二导线中形成的恒定电场1．在导线中形成的恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同．2．产生恒定电流的电路中的电场是合电场(E)，它由两部分组成：一是电源的电场(E0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(E′)．3．恒定电流电路中

8、的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷.精析：由I＝能否说电流与电荷量成正比，与时间成反比？如何由I＝推导电流的微观表达式I＝nqSv？两个公式有何关系？第20页共20页柘城县高级中学2011-2012学年第一学期高二物理学案2011年9月5日(1)I＝的理解此式为电流的定义式，不能说电流与电荷量成正比，与时间成反比．(2)I＝nqSv的推导如图2－1－2所示，AD表示粗细