导学提纲11.1电源和电流 学案

11.1 电源和电流

【学习目标】

1.     了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场，初步体会动态平衡的思想。
2.     理解电流的含义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。
3.     经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的移动与电流之间的关系。

【基础感知】

一．电源（看课本，小组讨论）

1．如图为分别带有正、负电荷的A、B两个导体球。

（1）如果用导线将它们连接起来，A、B间的电势差会发生什么变化？

（2）最后A、B两个导体球会达到什么状态？

（3）导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？

2．如何让导线中保持持续的电流？

小结：产生持续电流的条件：

二．恒定电流

1．恒定电场

（1）定义：由电路中稳定分布的          所产生的稳定的电场。

（2）形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由          、          等电路元件积累的电荷共同形成的。

（3）特点：任何位置的          和          都不随时间变化。

2．恒定电流

（1）定义：大小、方向都          的电流。

（2）电流：通过导体          的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。

（3）表达式：I=         

（4）单位：          ，符号：          ，常用单位：      ，      。单位换算：          

方向：规定          定向移动的方向为电流方向。

3．试举例说明电子定向移动速率、电流的传导速率和电子热运动速率三者的区别。（预习时可跳过）

一、电流微观表达式的推导及应用

例1.如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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，每个自由电荷的电荷量为q。

(1)AD导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？

(2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？

(3)导体AD中的电流是多大？

变式训练1：(多选）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在Δt时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)

A．nvSΔt         B．nvΔt          C．IΔt/q           D．IΔt/Sq

变式训练2：一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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(　　)

A.qv   B.

C.qvS   D.

二、对电流的理解及计算 

例2.如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8C的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB；

⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；

⑵电解槽中的电流方向如何？

⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？

⑷电解槽中的电流为多大？

变式训练1：已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？（已知静电力常数为）

小结：

【课堂检测】

1.（多选）关于电源的以下说法，正确的是(　　)

A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差

B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差

C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流

D.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能

2.关于电流，下列说法中正确的是(     )

A.电流跟通过截面的电荷量成正比，跟所用时间成反比

B.单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大

C.电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向

D.国际单位制中，其单位“安培”是导出单位

3.已知铜的原子量为M，密度为，每摩尔铜原子有n个可以自由移动的电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，铜导线内电子平均定向移动的速率为（　　）

A．光速    B．    C．    D．

【总结提升】