《電源和電流》教案(新人教版)

2.1電源和電流【自主預習】1.電源觀察教材P41的圖2.1-1，A、B分別帶正負電荷，如果在它們之間連接一條導線R，導線R自由電子會在靜電力的作用下定向移動(電流)，電子移動方向為（填A→B或B→A），若要保持持續(xù)的定向移動(電流)，A、B需有一個裝置，使A、B周圍的空間始終存在一定的電場，能使A、B間維持一定的電勢差的裝置稱為。2.恒定電場導線內的電場是由、等電路元件所積累的電荷共同形成的，電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也不會。由的電荷所產(chǎn)生的的電場，稱為恒定電場，3.恒定電流由于的作用，導體中自由電荷定向運動的速率，而運動過程中會與導體內不動的粒子從而減速，總體來說自由電荷定向運動的不隨時間變化。把、都不隨時間的電流稱為恒定電流。I表示電流，q表示在時間t內通過導體橫截面的電荷量，它們間的關系式為:_______。電流的單位為，簡稱，符號是，常用的電流單位還有和?！镜湫屠}】一、形成電流的條件【例1】如圖驗電器A帶負電，驗電器B不帶電，用導體棒連接A、B的瞬間，下列敘述中錯誤的是（）A、有瞬時電流形成，方向由A到BB、A、B兩端的電勢不相等C、導體棒內的電場強度不等于零D、導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動一、電流的定義【例2】已知電子的電荷量為e，質量為m，氫原子的核外電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少？二、電流的微觀表達式【例3】有一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流強度為I，設每單位體積導線有n個自由電子，電子的電荷量為q，此時電子定向移動的速度為v，在Δt時間里，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A．nvSΔtB．nvΔtC．IΔt/qD．IΔt/Sq【例4】如圖所示的電解槽中，如果在4s內各有8c的正、負電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB，那么⑴在圖中標出正、負離子定向移動的方向；⑵電解槽中的電流方向如何？⑶4s內通過橫截面AB的電量為多少？⑷電解槽中的電流為多大？【課后練習】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.必須保持導體兩端有電壓C.只在導體兩端瞬時加電壓D.只要有大量的自由電荷2.在由電源、導線等電路元件所形成的電路中，以下說法正確的是（）A.導線中的電場強度處處為零B.導線中的電場強度方向跟導線方向平行C.導線內各點的電勢相等D.導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低3.以下說法正確的是（）A.導體中的電流是正電荷的定向移動形成的B.電荷定向移動的速率等于電流的傳導速率C.單位時間內通過導體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大D.導體中越粗的地方單位時間內通過導體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大4.某電解池，如果在1s內共有5×1018個二價正離子和1×1019個一價負離子通過面積為0.1m2A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.25.導體中電流I的表達式為I＝nqSv，其中S為導體的橫截面積，n為導體每單位體積內的自由電荷數(shù)，q為每個自由電荷所帶的電荷量，v是()A．導體運動的速率B．電流傳導速率C．自由電荷定向移動的速率D．電子熱運動速率6．下列說法中不正確的是()A．導體中有電荷運動就形成電流B．電流的方向一定與負電荷的定向移動方向相反C．對于導體，只要其兩端有電壓就有電流D．國際單位制中電流的單位是安7.將左邊的銅導線和右邊的鋁導線連接起來，已知截面積S鋁＝2S銅．在銅導線上取一截面A，在鋁導線上取一截面B，若在1s內垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關系是()A．IA＝IBB．IA＝2IBC．IB＝2IAD．不能確定8．在示波管中，電子槍2s內發(fā)射了6×1013個電子，則示波管中電流的大小為()A．4.8×10－6AB．3.0×10－13AC．9.6×10－16AD．3.0×10－9．一個半徑為r(米)的細橡膠圓環(huán)，均勻地帶上Q(庫侖)的負電荷，當它以角速度ω(弧度/秒)繞中心軸線順時針勻速轉動時，環(huán)中等效電流的大小為()A．QB.eq\f(Q,2π)C.eq\f(Qω,2π)D.eq\f(2Qω,π)10．關于導線中的電場，下列說法正確的是()A．導線內的電場線可以與導線相交B．導線內的電場E是電源電場E0和導線側面堆積電荷形成的電場E′疊加的結果C．導線側面堆積電荷分布是穩(wěn)定的，故導線處于靜電平衡狀態(tài)D．導線中的電場是靜電場的一種11．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ω勻速轉動，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流判斷正確的是()A．若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B．若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C．若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變大D．若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變小12．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．已知電子的電荷量為e、質量為m.求在剛射出加速電場時，一小段長為ΔL的電子束內電子個數(shù)是多少？答案：例1.答案eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr)解析所謂等效電流，就是把電子繞核運動單位時間內的電荷量通過圓周上各處看成是持續(xù)運動時所形成的電流，根據(jù)電流強度的定義即可算出等效電流的大?。厝‰娮舆\動軌道的任一截面，在電子運動一周的時間T內，通過這個截面的電荷量q＝e.則有：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(e,T)再由庫侖力提供向心力，有：keq\f(e2,r2)＝meq\f(4π2,T2)r得T＝eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k))解得I＝eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr)例2答案AC解析此題考查對電流強度公式I＝q/t的理解及電流強度的微觀表達式I＝nqvS的理解．在Δt時間內，以速度v移動的電子在銅導線中經(jīng)過的長度為vΔt，由于銅導線的橫截面積為S，則在Δt時間內，電子經(jīng)過的導線體積為vΔtS.又由于單位體積的導線有n個自由電子，在Δt時間內，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為nvSΔt，故A正確．由于流經(jīng)導線的電流為I，則在Δt時間內，流經(jīng)導線的電荷量為IΔt，而電子的電荷量為q，則Δt時間內通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為IΔt/q，故C也正確.例3解析：⑴電源與電解槽中的兩極相連后，左側電極電勢高于右側電極，由于在電極之間建立電場，電場方向由左指向右，故正離子向右移動，負離子向左移動⑵電解槽中的電流方向向右⑶8C的正電荷向右通過橫截面AB，而8C的負電荷向左通過該橫截面，相當于又有8C正電荷向右通過橫截面，故本題的答案為16C⑷由電流強度的定義I==4A課后檢測1。D2.BD3.C4.D5.答案C解析從微觀上看，電流決定于導體中單位體積內的自由電荷數(shù)、電荷量、定向移動速度，還與導體的橫截面積有關，故選C.電荷的定向移動形成電流，這個定向移動的速率都是電流微觀表達式I＝nqSv中的v.6.答案A7.答案A解析這個題目中有很多干擾項，例如兩個截面的面積不相等，導線的組成材料不同等等．但關鍵是通過兩截面的電子數(shù)在單位時間內相等，根據(jù)I＝eq\f(q,t)可知電流強度相等．8.答案A解析電子槍2s內發(fā)射了6×1013個電子，則2s通過示波管橫截面的電子數(shù)為6×1013個，因此電流I＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,2)A＝4.8×－6A.9.答案C解析負電荷Q均勻分布在橡膠環(huán)上，當環(huán)轉動時，在環(huán)上任取一截面則一個周期T內穿過此截面的電荷量為Q，因此應用電流的定義式I＝eq\f(q,t)，再結合圓周運動相關的知識即可求解．T＝eq\f(2π,ω)，I＝eq\f(q,t)＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Qω,2π).10.答案B11.答案AB解析截取圓環(huán)的