高中物理 第二章 恒定電流 2.1 電源和電流學(xué)案設(shè)計(jì)新人教版選修3-1

1、1電源和電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電源的形成過程.2.掌握恒定電場和恒定電流的形成過程.自主探究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,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)定定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较?電流的單位是,符號是;公式為.合作探究【提出問題】問題1:電流形成的條件是什么?問題2:導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件是什么?問題3:如何使電路中有持續(xù)電流?【要點(diǎn)提煉】一、電源1.要使電路中保持持續(xù)的電流,電路兩端之間要有一定

2、的.2.電源的作用:維持電路兩端始終有一定的,使電路中保持.二、恒定電場問題:在有電源的電路中,導(dǎo)線內(nèi)部的電場強(qiáng)度有什么特點(diǎn)呢?【要點(diǎn)提煉】1.由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場,稱為.2.在恒定電場中,任何位置的電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化,所以它的基本性質(zhì)與相同.在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系,在恒定電場中.【合作探究】問題:在恒定電場中自由電荷會受到電場力的作用,而發(fā)生定向運(yùn)動,從而形成電流,恒定電場中的電流有什么特點(diǎn)呢?三、恒定電流問題:1.什么樣的電流被稱為恒定電流?2.我們用什么物理量來描述電流的強(qiáng)弱程度?【鞏固練習(xí)1】1.關(guān)于電流的方向,下列敘述中正確的是()A.金屬

3、導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向B.在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子,電流方向不能確定C.不論何種導(dǎo)體,電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向D.電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動的方向相同,有時(shí)與負(fù)電荷定向移動的方向相同2.電流方向與正電荷定向移動的方向,與負(fù)電荷定向移動的方向.3.在金屬導(dǎo)體中,若10 s內(nèi)通過橫截面的電荷量為10 C,則導(dǎo)體中的電流為.結(jié)論:電流等于通過導(dǎo)體橫截面的與通過這些所用的比值.4.某電解槽橫截面積為0.5 m2,若10 s內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正負(fù)離子的電荷量均為1 C,則電解液中的電流為.在電解液中,電荷量是通過截面的正、負(fù)離子電荷量絕對值的.【例題

4、】有一條橫截面積S=1 mm2的銅導(dǎo)線,通過的電流I=1 A.已知銅的密度=8.9103 kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.410-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023 mol-1,電子的電荷量e=-1.610-19 C.求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率.【合作探究】問題:你認(rèn)為計(jì)算出的電子定向運(yùn)動速率與我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符?怎樣解釋?【鞏固練習(xí)2】1.下列敘述中正確的有()A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動就形成電流B.電流的單位是安C.電流是一個(gè)標(biāo)量,其方向是沒有意義的D.對于導(dǎo)體,如果兩端電勢差不為零,則電流一定不為零2.關(guān)于電流,下列說法正確的是()A.根據(jù)I=qt可知I與q成正比B

5、.如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量相等,則導(dǎo)體中的電流是恒定電流C.電流有方向,是標(biāo)量D.電流的單位“安培”不是國際單位制單位3.某電解質(zhì)溶液,如果在1 s內(nèi)共有5.01018個(gè)二價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某橫截面,那么通過電解質(zhì)溶液的電流是多大?課堂檢測一、選擇題1.關(guān)于電源的作用,下列說法正確的是()A.電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷B.電源的作用是能直接釋放出電能C.電源的作用就是能保持導(dǎo)體兩端的電壓,使電路中有持續(xù)的電流D.電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動起來2.金屬導(dǎo)體中有電流時(shí),自由電子定向移動的速率為v1,電子熱運(yùn)動速率為v2,電流的傳導(dǎo)速率為v3,

6、則() A.v1最大B.v2最大C.v3最大D.無法確定3.在示波管中,電子槍2 s內(nèi)發(fā)射了61013個(gè)電子,則示波管中電流的大小為()A.4.810-6 AB.310-13 AC.9.610-6 AD.310-6 A4.有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(dǎo)體,甲的橫截面積是乙的兩倍,而單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍,以下說法中正確的是()A.通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B.通過乙導(dǎo)體的電流是通過甲導(dǎo)體電流的兩倍C.乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率是甲導(dǎo)體中的兩倍D.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率大小相等5.某正負(fù)電子對撞機(jī)的儲存環(huán)是長為240 m的近似圓形軌道,當(dāng)環(huán)中的電流為1

7、0 mA時(shí),若電子的速率為十分之一光速,則在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為()A.5.01011B.5.01019C.1.01013D.1.01036.如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷,每米電荷量為q,當(dāng)此棒沿軸線方向做速率為v的勻速直線運(yùn)動時(shí),由于棒運(yùn)動而形成的等效電流大小為()A.vqB.C.qvS D.7.如圖所示,電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液,t時(shí)間內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1,負(fù)離子數(shù)是n2,設(shè)元電荷為e,以下解釋中正確的是()A.正離子定向移動形成電流方向從AB,負(fù)離子定向移動形成電流方向從BAB.溶液內(nèi)正負(fù)離子向相反方向移動,電流抵消C.溶液內(nèi)電流方向從AB,

8、電流I=D.溶液內(nèi)電流方向AB,電流I=8.來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一直線加速器加速,形成電流為I的細(xì)柱形質(zhì)子流.已知質(zhì)子源與靶間的距離為d,質(zhì)子電荷量為e,假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是勻強(qiáng)電場,質(zhì)子到達(dá)靶時(shí)的速度為v,則質(zhì)子源與靶間的質(zhì)子數(shù)為()A.B.C.D.9.銅的原子量為m,密度為,每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子,現(xiàn)有一根橫截面為S的銅導(dǎo)線,當(dāng)通過的電流為I時(shí),電子定向移動的平均速率為()A.光速cB.C.D.二、計(jì)算題10.在金屬導(dǎo)體中,若10 s內(nèi)通過橫截面的電荷量為10 C,則導(dǎo)體中的電流為多少?11.導(dǎo)線中的電流是1 A,導(dǎo)線的橫截面積為1 mm2.(1)在1 s內(nèi),有多少個(gè)電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e=1.610-19 C)?(2)自