人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用1 电源和电流导学案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用1 电源和电流导学案，共4页。学案主要包含了学习重点，学习难点等内容，欢迎下载使用。

1.了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场．
2.知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．
3理解电流形成的微观实质．
4.会灵活运用公式计算电流的大小
5.通过运用模型法分析电流及电源，培养学生综合分析问题的能力
【学习重点】
1、知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．
2、会灵活运用公式计算电流的大小
【学习难点】
理解电源的形成过程及电流的产生;
知识回顾
一、电源
1．带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图1所示，当用导线连接带正、负电荷的导体A、B时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体B________电子，带正电的导体A________电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是________的．
图1
2．电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置P，如图2所示，它能源源不断地把经导线流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，A、B周围空间始终存在一定的______，A、B之间始终保持一定的______．这样电路就始终保持持续的________，这种搬运电荷的装置P就是________．
图2
二、恒定电场
导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的________共同形成的．尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成一种________平衡，这样________的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．
三、恒定电流
1．恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定．我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．
2．电流：(1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．
(2)公式表达：I＝eq \f(q,t)，或写成电荷量的表达式：__________.
(3)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A.更小的单位还有________ (mA)、________(μA)，换算关系为：1 A＝103 mA＝106 μA.
自主学习
[问题情境]
电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？导体中的电流是怎样形成的？带着这个问题我们走入今天的课堂。
问题：有两个带等量异种电荷的导体A,B, 现将A,B用导线连接起来,会怎么样?
总结：产生电流的条件
1_____________________．
2______________________．
问题：怎么才能让导线中有持续电流呢？
一、电源
在A,B之间增加一个装置P,使它能够把流到导体A的电子再搬回到导体B,保持A,B的电量不变,这样就可以在导线中维持稳定的电流,这样的装置叫 。它的作用是______________________．
现在问题情境中的问题你是否可以得出答案了呢？
问题:有人说，电荷在运动，那么这样的话，电荷分布将是不稳定的，形成的电场也是变化的？你是怎么看待的？
问题:在一个稳定的电路中接个电流表,电流表的偏转是个定值,由此你能分析电子在导线中做什么样的运动?
二、恒定电流
1、恒定电场
（1）形成：导线内的电场是由 和 等电路元件所积累的电荷共同形成的。
（2）特点：导线内的电场线和导线 ，电荷的分布是 。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场叫 。
（3）恒定电场和静电场的关系：在恒定电场中，任何位置的电场强度都 变化，其基本性质与静电场相同。
2、恒定电流： 和 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
（1）电流的物理意义：表示电流 的物理量。
（2）电流的定义: 。
（3）电流的定义式
（4）电流是 （矢量还是标量）
（5）电流的方向：规定把 定向移动的方向为电流的方向。
（6）电流的单位：国际单位 ，其他单位 。1mA= A 1μA= A
注意：
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；
（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
某电解质溶液，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
随堂练习 若氢原子的核外电子绕核作半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω=__________；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=__________。（已知电子的质量为m，电量为e，静电力恒量用k表示）
电流的微观表达式推导:
例题2一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。求电流大小
随堂练习 有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/ml,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023ml-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？
基础过关
1．关于电流的概念，下列说法正确的是( )
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子定向移动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体某横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D．电流的传导速率越大，电流越大
2. 如图5所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设基元电荷为e，则以下解释中正确的是( )
图 5
A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向B→A
B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消
C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝eq \f(n1e,t)
D．溶液内电流方向从A到B，电流I＝eq \f(n1＋n2e,t)
3．导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是( )
A．导体运动的速率
B．电流传导速率
C．自由电荷定向移动的速率
D．电子热运动速率
4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是( )
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
5．如图6所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒每米的电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )

图6
A．vq B.eq \f(q,v) C．qvS D.eq \f(qv,S)