高中物理 第二章 恒定电流 1 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

1电源和电流[学习目标]1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题.3.从微观的角度表示电流的大小.一、电源[导学探究]有A、B两个导体，分别带正、负电荷.如果在它们之间连接一条导线R，如图1所示，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失.怎样使A、B导体维持一定的电势差，使导线中保持持续的电流？图1答案在A、B间接一电源.[知识梳理]1.产生电流的条件：导体两端存在电压.形成持续电流条件：导体两端存在持续电压.2.电源(1)定义：能把电子从正极搬运到负极的装置.(2)作用：维持电路两端有一定的电势差；使闭合电路中保持持续的电流.3.恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场.(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流.(×)1(2)电源的作用是使闭合电路中有持续电流.(√)(3)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动.(×)(4)恒定电流是由恒定电场产生的.(√)二、电流表达式I＝及电流的方向[导学探究](1)电荷的定向移动形成电流，如何描述电流的强弱？(2)电流可能是正电荷或负电荷定向移动形成的，也可能是正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成的，人们是如何规定电流方向的？答案(1)利用单位时间内通过导体横截面的电荷量描述电流的强弱.(2)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.[知识梳理]1.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.2.电流定义式：I＝或q＝It，其中：q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量.3.单位：安培，简称安，符号A，常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)，1A＝103mA,1A＝106μA.4.物理意义：反映了电流的强弱程度.5.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向相反.6.电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)根据I＝可知，I与q成正比.(×)(2)电流既有大小，又有方向，是矢量.(×)(3)单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大.(√)(4)导体中的电流，实际是正电荷定向移动形成的.(×)三、电流的微观表达式[导学探究]如图2所示，AD表示粗细均匀的一段长为l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.图22(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？答案(1)nlSnlSq(2)(3)I＝＝＝nqvS[知识梳理]1.电流的微观表达式：I＝nqvS.式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、q为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动速率，S为导体的横截面积.2.三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I＝neSv中的v，大小约为10－5m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流.(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)导体中自由电子定向移动的速率等于自由电子热运动的速率.(×)(2)导体中自由电子定向移动的速率等于真空中的光速c.(×)(3)粗细不均匀的通电导线，电流处处相等，则越粗的位置，电子定向移动的速率越小.(√)一、电流的理解和计算1.电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反.2.电流的大小(1)I＝是电流的...