2019-2020年高中物理 第二章 恒定电流 2.1 电源和电流导学案新人教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第二章恒定电流2.1电源和电流导学案新人教版选修3-1学习目标1．了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。2．理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。3．了解金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程。从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流的关系学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】1．电源（1）电源的定义电源是不断把电荷从极搬运到极从而维持正负极之间存在一定的装置。（2）电源的作用①从电荷移动角度看电源的作用就是移送，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续。电源在内部能把电子从正极A

2、搬运到负极B，如图所示。②从能量转化的角度看搬运电荷的过程就是静电力做功的过程，是将的能转化为的过程。【例1】关于电源，以下说法正确的是（　　）A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量2．恒定电场（1）导线中电场的形成：是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成。（2）恒定电场①定义：由稳定分布的所产生的稳定的电场，称为电场。②性质：导线中的电场是恒定电场，不是静电场。但由于在恒定

3、电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。提醒　（1）导线内的电场是在接通电源后的极短时间内（以光速c）完成的。（2）恒定电场是自由电荷在导体中定向移动的原因。【例2】关于有恒定电流通过的导线中的电场，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3.恒定电流（1）恒定电流：

4、大小和方向都_____的电流（2）电流a.物理意义：表示电流的强弱的物理量b.定义：通过导体横截面的和的比值。c.表达式：I=单位：d.电流方向的规定：e.产生稳定电流的条件：f．电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流是标量．两点说明：①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，应用求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q＝It是的变形，是求电荷量的重要公式．其中I是电流在时间t内的平均值．提醒（1）公式中q是时间t内通过某横截面的电荷量，不是单位横截面的电荷量．（2）

5、用公式计算电流大小时，只需代入电荷量的绝对值，且q要与时间t相对应．【合作探究一】1．电流的形成（1）产生电流的条件：．（2）形成持续电流的条件：．2．电流的方向（1）规定电荷定向移动的方向为电流的方向，电荷定向移动的方向与电流的方向相反．（2）金属导体中自由移动的电荷是，电流的方向与定向移动的方向相反．【典题探究】【例1】某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（　　）A．0　　　　B．0.8A　　C．1.6A　　D．3.2A反馈训练1：如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t

6、s内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是（）A、正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向从B到AABB、溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C、溶液内电流方向从A到B，电流I=D、溶液内电流方向从A到B，电流I=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？反馈训练2：一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期为10－10s，则等效电流大小为A,电流方向是（填“顺时针”或“逆时针”）。【合作探究二】

7、电流的微观表达式问题导引:自由电荷在金属导体中做定向移动形成电流，那么电流的强弱与自由电荷做定向移动的快慢是否有关呢？请思考以下问题：（1）金属导体中自由电子的定向移动速率与电流的传导速率相同吗？（2）金属导体中电流强弱与自由电子的运动速率有关吗？提示：自由电子的定向移动速率与电流的传导速率不是一回事，电流的传导速率等于光速；自由电子的定向移动速率越大，电流就越大．导体内三种速率的比较自由电荷定向移动速率自由电荷定向移动形成电流，其中电荷定向移动的速率一般为10－5m/s的数量级无规则热运动速率导体中的自由电子在不停地做无规则运动，由于沿各个方向无规则运动

8、的机会相等，故不能形成电流。常温下自由电子热运动的速率的数量级为1