高中物理 《電源和電流》學(xué)案 新人教版選修3

高二年級物理學(xué)科導(dǎo)學(xué)案 課題名稱：3.1電源和電流 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場的建立 2．知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 4.通過類比和分析對電源的的概念、導(dǎo)線中的電場和恒定電流等方面的理解。 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：理解電流的形成過程及電流的計(jì)算。 難點(diǎn)：電源作用的原理，區(qū)別電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率這兩個(gè)不同的概念。 【自主學(xué)習(xí)】 1.電源是能把電路中的 從正極搬到負(fù)極的裝置。 2.導(dǎo)線中的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷在導(dǎo)線內(nèi)共同形成的電場，導(dǎo)線內(nèi)的電場保持和 平行。 3.由 分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，稱為恒定電場。 4.把 、 都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。 5.電流的 程度用電流這個(gè)物理量表示；規(guī)定 定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?；電流的單位? ，符號是 ；公式為 。 【同步導(dǎo)學(xué)】 1.電流的分析與計(jì)算 (1)電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉? (2)金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子的定向移動(dòng)方向相反。 (3)電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的，此時(shí)中，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對值之和。 (4)電流雖然有大小和方向，但不是矢量。 在電解液導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，在用公式I=q／t計(jì)算電流時(shí)應(yīng)引起注意. 【例題分析】 例1如圖驗(yàn)電器A帶負(fù)電，驗(yàn)電器B不帶電，用導(dǎo)體棒連接A、B的瞬間，下列敘述中錯(cuò)誤的是（ ） A、有瞬時(shí)電流形成，方向由A到B B、A、B兩端的電勢不相等 C、導(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不等于零 D、導(dǎo)體棒內(nèi)的自由電荷受電場力作用做定向移動(dòng) 例2有一條橫截面積為S=1mm2的銅導(dǎo)線，通過的電流I=1A。已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2Kg/mol,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，電子的電量e=－1.6×10-19C.在這個(gè)問題中可以認(rèn)為導(dǎo)線中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子，求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率 例3如圖所示的電解槽中，如果在4s內(nèi)各有8c的正、負(fù)電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB，那么 ⑴在圖中標(biāo)出正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向； ⑵電解槽中的電流方向如何？ ⑶4s內(nèi)通過橫截面AB的電量為多少？ ⑷電解槽中的電流為多大？ 同步檢測： 1.形成持續(xù)電流的條件是( ) A.只要有電壓加在物體的兩端 B.必須保持導(dǎo)體兩端有電壓 C.只在導(dǎo)體兩端瞬時(shí)加電壓 D.只要有大量的自由電荷 2.在由電源、導(dǎo)線等電路元件所形成的電路中，以下說法正確的是 （ ） A.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度處處為零 B.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線方向平行 C.導(dǎo)線內(nèi)各點(diǎn)的電勢相等 D.導(dǎo)線內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢逐漸降低 3.以下說法正確的是（ ） A.導(dǎo)體中的電流是正電荷的定向移動(dòng)形成的 B.電荷定向移動(dòng)的速率等于電流的傳導(dǎo)速率 C.單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大 D.導(dǎo)體中越粗的地方單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大 4.某電解池，如果在1s內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過面積為0.1m2的某截面，那么通過這個(gè)截面的電流是( ) A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A 5.有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為q，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速率為u，在t時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（ ） A．nuSt B．nut C. It/q D. It/Sq 6. 氫原子核外只有一個(gè)電子，它繞氫原子核運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間約為2.4×10-16s，則電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大？ 【拓展提高】 1.下列敘述正確的是( ) A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流 B.電流是矢量 C.導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)不為零 D.只有自由電子的定向移動(dòng)才能形成電流 2.如圖所示，a、b兩導(dǎo)體板組成一電容器，電容為C，帶電荷量為q，然后用一根虛線所示的導(dǎo)線連接，以下說法中正確的是（ ） A.導(dǎo)線中有恒定的電流 B.導(dǎo)線中有短時(shí)間的電流 C.通過導(dǎo)線的電荷量為q D. 通過導(dǎo)線的電荷量為2q 3. 如圖所示，在電解槽中，如果在5s內(nèi)共有2C正離子和2C負(fù)離子通過面積為S=0.1m2的某橫截面，那么5s內(nèi)通過該橫截面積的電荷量為 　 ，通過該橫截面積的電流為 ． 6.初速度為零的質(zhì)子，經(jīng)加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流，已知質(zhì)子的電荷量q=1.6×10-19C，這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為______. 7.金屬導(dǎo)體的密度是ρ，橫截面積是S，原子量是M，每摩爾這種金屬可提供N個(gè)自由電子，當(dāng)該導(dǎo)體中的電流為I時(shí)，導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)的速率是 。 選作題 8.電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運(yùn)動(dòng)，用e表示電子的電荷量，則其等效電流為多少? 9.在彩色電視機(jī)的顯像管中，從電子槍射出的電子在加速電壓U的作業(yè)下被加速，且形成的電流強(qiáng)度為I的平均電流，若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，進(jìn)入加速電場之前的速度不計(jì)，則在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為多少？ 學(xué)后反思：