第二章恒定电流1电源和电流课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.能说出电源的作用。2.能准确描述恒定电场的形成过程。3.能说出恒定电流的概念,会用公式q=It解决相关问题。重点:计算电流的大小以及通过导体横截面的电荷量。难点:对电流微观表达式的理解和应用以及对电流速度的认识。预习导引1.电源的作用(1)维持电源的正、负极间有一定的电势差。(2)在闭合电路中,使导线中的自由电子发生定向移动,保持恒定的电流。预习交流1如图,水池A、B的水面有一定的高度差,若在A、B之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失,在这种情况下,水管中的水很快就不流动了。怎样才能使水管中有源源不断的水流呢?答案:可在A、B之间连接一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,这样可保持A、B之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。2.恒定电场(1)定义:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。(2)形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。(3)特点:任何位置的电场强度都不随时间发生变化。预习交流2导线内的电场,是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。这些电荷也在运动,电荷的分布却是稳定的,这是为什么?答案:电荷虽然在流动,但有的电荷流走了,另外的电荷又补充上来,所以电荷的分布是稳定的。3.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。我们把大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。(2)电流:①定义:通过导体截面的电荷量q与通过这些电荷量所用时间t的比值,叫做电流强度,简称电流。②公式表达:I=qt,或写成电荷量的表达式:q=It。预习交流3电流也是既有大小又有方向的,是矢量,还是标量?答案:电流是标量,其运算遵循代数法则。既有大小,又有方向,运算遵循平行四边形定则的物理量是矢量。课堂合作探究问题导学一、对电流的理解活动与探究11.(1)导体中产生持续电流的条件是什么?(2)电流的方向是如何规定的?在电源外部与内部各是什么流向?答案:(1)导体两端有持续的电压,也就是说电路中要有电源。(2)①在物理学中,人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向;②在电源外部的电路中,电流是从电源正极流向电源负极;在电源内部的电路中,电流是从电源负极流向电源正极。2.(1)用I=qt计算电流时,与横截面积有关系吗?(2)电解液是如何导电的?电解液导电时正、负离子是否会发生中和?此时如何求电流的大小?答案:(1)电流与横截面积没有关系。从公式I=qt知,q指时间t内通过导体某一横截面的电荷量,在公式中并没有限定必须是单位面积通过的电荷量,所以计算电流时,与导体横截面的大小无关,只与电荷量和通过这些电荷量所需的时间有关。(2)①电解液导电时,正、负离子做定向移动,其定向移动的方向相反,但形成的电流方向相同,正离子定向移动的方向为电流的方向。②正、负离子在静电力的作用下做相反方向的定向移动,不会发生中和。③可以应用电流的定义式I=qt计算电解液中电流的大小,其中q为t时间内通过某一截面的正离子的总电荷量和负离子的总电荷量的绝对值之和。迁移与应用1某电解池中,若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是()A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A答案:D解析:电荷的定向移动形成电流,但正、负电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。故由题意可知,电流由正、负离子定向运动形成,则在2s内通过截面的总电荷量应为q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×2.0×1019C=6.4C。根据电流的定义式得I=qt=6.42A=3.2A。故选D。1.电流虽有大小和方向,但运算遵循代数法则,不是矢量。2.q=It是求电荷量的重要公式,其变形公式I=qt求出的是电流在时间t内的平均值,对恒定电流来说,其瞬时值与平均值相等。3.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=qt时,q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。二、三种速率的比较活动与探究21.当我们打开电灯的开关时,发现灯泡立即变亮,几乎不需要时间,你知道电流的传导速率是多大吗?答案:电流的传导速率就是电场...
