高中物理（人教版）選修3-1 第2章 第1節(jié)　電源和電流

《高中物理（人教版）選修3-1 第2章 第1節(jié)　電源和電流》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理（人教版）選修3-1 第2章 第1節(jié)　電源和電流（38頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第一節(jié)電源和電流 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解形成電流的條件 知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場 初步體會動態(tài)平衡的思想 2 理解電流的定義 知道電流的單位 方向的規(guī)定 理解恒定電流 會用公式q It分析相關(guān)問題 3 能從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動與電流之間的關(guān)系 重點難點 導(dǎo)體中電流的形成原因 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第一節(jié)電源和電流 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電源使電路中保持 的電流 能把 從一個位置搬運到另一位置的裝置就是電源 二 恒定電場1 導(dǎo)線中的電場是由 等電路元件所積累的電荷共同形成的 2 盡管這些電荷在運動 但電荷的分布是 的 這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的 的電場 稱為恒定電場 持續(xù) 電子 電源 導(dǎo)線 穩(wěn)定 穩(wěn)定 三 恒定電流1 把 都不隨時間變化的電流稱為恒定電流 2 電流 1 定義 通過導(dǎo)體橫截面的 與通過這些電荷量所用 的比值 叫做電流強度 簡稱電流 2 公式表達 I 大小 方向 電荷量 時間 3 單位 在國際單位制中是 簡稱安 符號是A 更小的單位還有 mA A 換算關(guān)系為 1A 103mA 106 A 4 物理意義 表示電流 的物理量 5 標(biāo)量 電流雖然有方向 但不是矢量 不符合矢量對方向的要求 電流的方向是這樣規(guī)定的 導(dǎo)體內(nèi) 定向移動的方向為電流的方向 安培 毫安 微安 強弱 正電荷 思考感悟在電解液和金屬導(dǎo)體中都可以形成電流 它們形成電流時有什么不同 提示 金屬導(dǎo)體中是自由電子定向移動形成電流 而電解液中是正 負離子定向移動形成電流 核心要點突破 特別提醒 計算電流時 首先要分清形成電流的電荷種類 是只有正電荷或負電荷 還是正 負離子同時存在 其次要注意計算電流大小時 只需代入電量的絕對值 另外公式是I q t而不是I q St 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 某電解池中 若在2s內(nèi)有1 0 1019個二價正離子和2 0 1019個一價負離子通過某截面 那么通過這個截面的電流是 A 0B 0 8AC 1 6AD 3 2A 二 電流的微觀表達式1 建立模型 如圖2 1 1所示 AD表示粗細均勻的一段導(dǎo)體l 兩端加一定的電壓 導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v 設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S 導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個自由電荷的電荷量為q 圖2 1 1 三 三種速率的比較1 電子定向移動的速率 1 物理意義 電流就是由電荷的定向移動形成 電流I neSv 其中v就是電子定向移動的速率 一般為10 5m s的數(shù)量級 2 大小 10 5m s2 電子熱運動的速率 1 物理意義 構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無規(guī)則熱運動 由于熱運動向各個方向運動的機會相等 故不能形成電流 常溫下電子熱運動的速率數(shù)量級為105m s 2 大小 105m s 3 電流傳導(dǎo)的速率 1 物理意義 等于光速 閉合開關(guān)的瞬間 電路中各處以真空中光速c建立恒定電場 在恒定電場的作用下 電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動 整個電路也幾乎同時形成了電流 2 大小 3 108m s 特別提醒 由于電荷定向移動的速率很小 所以當(dāng)電路閉合后 電荷并不是瞬間從電源運動到用電器 而是瞬間在系統(tǒng)中形成電場 使導(dǎo)體中所有自由電荷同時做定向移動形成電流 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 2 以下說法正確的是 A 只要有可以自由移動的電荷 就存在持續(xù)電流B 金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場作用下形成的C 電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動速率D 在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動時 它們的熱運動就消失了 解析 選B 要有持續(xù)電流必須有電壓 A不對 導(dǎo)體中形成電流的原因是在導(dǎo)體兩端加上電壓 于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場 導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場力作用下定向移動形成電流 B正確 電流的傳導(dǎo)速率等于光速 電子定向移動的速率很小 C不對 在形成電流時電子定向移動 并不是熱運動就消失了 其實電子仍然做無規(guī)則的熱運動 D不對 課堂互動講練 如果導(dǎo)線中的電流為1mA 那么1s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少 若 220V60W 的白熾燈正常發(fā)光時的電流為273mA 則20s內(nèi)通過燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個 思路點撥 根據(jù)公式q It計算 注意單位的統(tǒng)一 記住每個電子所帶電荷量e 1 6 10 19C 答案 6 25 1015個3 4 1019個 借題發(fā)揮 1 金屬導(dǎo)體中導(dǎo)電的是自由電子 自由電子所帶電荷量e 1 6 10 19C 2 當(dāng)自由電子定向移動通過導(dǎo)體橫截面時 若通過的自由電子個數(shù)為n 則q It ne 變式訓(xùn)練1一硫酸銅電解槽的橫截面積為2m2 在0 04s內(nèi)若相向通過同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別為5 625 1018個和4 735 1018個 則電解槽中的電流是多大 方向如何 答案 83A方向與銅離子定向移動的方向相同 半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電 總電荷量為Q 現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速率 沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動 則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流方向沿什么方向 電流多大 思路點撥 不管是否真的形成電流 假想成形成電流然后依據(jù)電流的定義式求得電流大小 答案 見精講精析 變式訓(xùn)練2半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電 總電荷量為Q 現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動 則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有 A 若 不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍 則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B 若電荷量Q不變而使 變?yōu)樵瓉淼?倍 則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C 若使 Q不變 將橡膠環(huán)拉伸 使環(huán)半徑增大 電流將變大D 若使 Q不變 將橡膠環(huán)拉伸 使環(huán)半徑增大 電流將變小 答案 AC 規(guī)律總結(jié) 在電流的微觀表達式I nqSv中 n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) 是由導(dǎo)體本身的材料決定的 與導(dǎo)體的長度和橫截面的大小無關(guān) 變式訓(xùn)練3 2011年包集高二檢測 如圖2 1 2所示 將左邊的銅導(dǎo)線與右邊的鋁導(dǎo)線連接起來 已知鋁導(dǎo)線的橫截面積是銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍 在銅導(dǎo)線上取一個截面A 在鋁導(dǎo)線上取一個截面B 若在1秒內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等 那么 通過這兩個截面的 A 電流相等B 電流不相等C 自由電子定向移動的速率相等D 自由電子定向移動的速率不相等 圖2 1 2 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全