2024版新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用1.電源和電流課件新人教版必修第三冊

1．電源和電流核心素養(yǎng)定位物理觀念了解電流的形成條件，知道電源的作用．科學(xué)思維理解電流的定義和電流方向的規(guī)定，會用電流的定義式分析相關(guān)問題．科學(xué)探究了解電流微觀表達式的推導(dǎo)過程，從微觀角度認識影響電流大小的因素．科學(xué)態(tài)度與責任通過對電源和電流的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生探究生活和生產(chǎn)中物理知識的意識．導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識共研·突破關(guān)鍵能力精練·落實學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)·掌握必備知識一、電源1．形成持續(xù)電流的條件：一是要有移動的________，二是導(dǎo)體兩端始終存在電勢差．2．電源的作用：電源能把電子由正極搬運到負極，保持正、負極之間有穩(wěn)定的電勢差．

通過非靜電力做功

自由電子

穩(wěn)定分布時間電流越大

nSvtneSvtI＝neSv【情境思考】如圖是中國寧波公交使用的全球首創(chuàng)超級電容儲能式現(xiàn)代電車，該電車沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”，核心元器件是“3V

12000F”石墨烯納米混合型超級電容器，該電容器能反復(fù)充放電100萬次，使用壽命長達十年．根據(jù)上述材料判斷以下問題．(1)電容器放電的過程中，電荷量逐漸減少，電容器的電容和兩極板間的電壓也逐漸減小．(

)(2)電容器充電的過程中，電荷量逐漸增加，電容保持不變．(

)(3)若標有“3V

12000F”的電容器從電量為零到充滿電用時30s，則充電的平均電流為3600A．(

)×√×拓展

1

類比法理解電源的作用拓展

2

直流電源和交流電源(1)直流電源直流電源的電流、電壓方向不隨時間作周期性變化，比如蓄電池、直流發(fā)電機、干電池、直流穩(wěn)壓源．(2)交流電源電流電壓方向隨時間作周期性變化的裝置，如交流發(fā)電機．拓展

3

恒定電場與靜電場的異同(1)異：靜電場是由靜止的電荷產(chǎn)生的；恒定電場是由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生的．(2)同：都是由電荷產(chǎn)生；恒定電場與靜電場都不隨時間變化；對電荷有力的作用；電勢、電勢差及其與電場強度的關(guān)系同樣適用．拓展4

[教材問題]STSE電池的容量：電池放電時輸出的總電荷量，通常以“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)作單位．手機電池的容量可達6000mA·h.

共研·突破關(guān)鍵能力目標一電流的理解和計算【導(dǎo)思】如圖所示，在裝有導(dǎo)電液體的細管中，有正、負兩種電荷向相反的方向運動，在時間t內(nèi)通過細管某截面的正電荷為q1，通過此截面的負電荷為q2.(1)怎樣確定通過導(dǎo)電液體中電流的方向？(2)如何計算導(dǎo)電液體中電流的大小？電流方向為正電荷定向移動的方向或負電荷定向移動方向的反方向，故導(dǎo)電液體中電流方向為由左向右．

【典例】例1下列說法正確的是(

)A．電源的作用是使電路中產(chǎn)生電荷B．電源的作用是使電路中的電荷發(fā)生定向移動C．只要電路中有電源，電路中就會形成持續(xù)的電流D.導(dǎo)線中的電場是由電源兩極在空間直接形成的解析：導(dǎo)體本身就有自由電荷，電源的作用不是使電路中產(chǎn)生電荷，而是使正負電荷分開，使正極聚集正電荷，負極聚集負電荷，電源兩端就會產(chǎn)生電壓，電壓使電路中電荷產(chǎn)生定向移動形成電流，A錯誤，B正確；只要電路中有電源，且電路要閉合，電路中就會形成持續(xù)的電流，C錯誤；導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，D錯誤．答案：B

答案：A

思維提升(1)金屬導(dǎo)體中的電流是由自由電子的定向移動形成的，因此q為通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的電荷量．(2)電解質(zhì)溶液中的電流是正、負離子同時向相反方向定向移動形成的，因此q為正、負離子電荷量的絕對值之和．(3)電解液中電流的方向與正離子定向移動的方向相同，與負離子定向移動的方向相反．

答案：D

答案：C

【歸納】1．電流的微觀表達式：I＝nqSv.電流的大小取決于單位體積的自由電荷數(shù)n、每個自由電荷的電荷量q、導(dǎo)體的橫截面積S、定向移動速率v.2．電流的定義式和微觀表達式的比較

I＝nqSv公式性質(zhì)定義式?jīng)Q定式電流的意義時間t內(nèi)的平均電流某時刻的瞬時電流描述的角度大量電荷定向移動的宏觀表現(xiàn)形成電流的微觀實質(zhì)聯(lián)系3.三種速率(1)電流的傳導(dǎo)速率等于光速，為3×108m/s.(2)電子定向移動速率，其大小與電流有關(guān)，約為10－4m/s.(3)電子熱運動速率，其大小與溫度有關(guān)，約為105m/s.

答案：B

答案：D

精練·落實學(xué)科素養(yǎng)1．下列關(guān)于電源的說法正確的是(

)A．電源是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置B．電源的作用是使電源的正負極保持一定量的正、負電荷，維持一定的電勢差C．與電源相連的導(dǎo)線中的電場是由電源正、負極上的電荷形成的D．在電源內(nèi)部負電荷由負極流向正極(或正電荷由正極流向負極)解析：在電源內(nèi)部把電子從正極搬運到負極，克服靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤；電荷的搬運使電源正、負極間維持一定電勢差，B正確；導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，C錯誤；在電源內(nèi)部，負電荷從電源正極流向負極(或正電荷從負極流向正極)，D錯誤．答案：B2．關(guān)于對電流的理解，下列說法正確的是(

)A．電流的方向就是自由電子定向移動的方向B．電流有大小，也有方向，所以電流是矢量C．金屬導(dǎo)體內(nèi)的電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場作用下形成的D．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解析：規(guī)定電流的方向與自由電子定向移動的方向相反，A錯誤．電流有大小，也有方向，但不遵循平行四邊形定則，所以電流是標量，B錯誤．金屬導(dǎo)體內(nèi)的電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場作用下形成的，C正確．電流的傳導(dǎo)速率指的是接通電源后，電路中產(chǎn)生電流的速率．在電路中電流的產(chǎn)生源于電場的產(chǎn)生，在電場的驅(qū)動下，電荷定向運動從而形成電流．因而電路中電流的傳導(dǎo)速率等于電場產(chǎn)生的速率，D錯誤．答案：C3．某電解池中，若在2s內(nèi)各有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．0.8A

C．1.6AD．3.2A

答案：D4.自動體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟停患者的醫(yī)療設(shè)備．某型號自動體外除顫器的電容器電容是16μF，充電至4kV電壓，電容器在4ms時間內(nèi)完成放電．下列說法正確的是(

)A．電容器放電完成后電容為零B．電容器的擊穿電壓為4kVC．電容器充電后的電荷量為0.64CD．電容器放電過程中的平均電流為16A答案：D

5．心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過AED自動除顫機給予及時治療．如圖，某型號AED模擬治療儀器內(nèi)有一電容為15μF的電容器，某次使