2.1电源和电流学案

2.1电源和电流学案编撰：滕洪臻审核：郑宗来2012.9.12一、教学目标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、理解电流的定义，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定向移动与电流之间的关系。二、预习目标在初中我们学过简单的电路，电流的产生以及电源的作用，那么从微观上电源是怎样工作的？电流是怎么形成的？电流的大小又是通过什么方法计算出来的？三、预习内容：1．电源的作用：维持电路两端始终有一定的________，使电路中保持______________．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．[来源:学|科|网]2．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．3．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＝qt，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：1A＝103mA＝106μA.自测：1．下列说法中正确的是()A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在2．对电流概念的正确理解是（）A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大B．导体的横截面越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大D．导体中的自由电荷越多，电流越大四、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑？探究案一、电源[问题情境]电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，手电筒中小灯泡能持续发光．是什么原因？导体中的电流是怎样形成的？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．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________．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？三、恒定电流1．什么样的电流被称为恒定电流？2．我们用什么物理量来描述电流的强弱程度？电流的微观计算公式3．电流的传播速度是光速，电子在导线中也是以光速移动吗？例题探究：例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例2.截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是()[来源:Z#xx#k.Com]A．nSvΔtB．nvΔtC.IΔteD.IΔtSe课堂达标1.如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的()A．电流相等B．电流不相等C．自由电子定向移动的速率相等D．自由电子定向移动的速率不相等2．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3.如图所示，电解池内有一价的电解液，ts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()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→AB．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＝n1etD．溶液内电流方向从A到B，电流I＝1＋n2t4．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．电子热运动速率动的速率大小相同巩固案1．下列说法中正确的是()A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在2．关于电流，下列叙述正确的是()A．只要将导体置于电场中，导体中就有持续电流B．电源的作用可以使电路中有持续电流C．导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D．恒定电流是由恒定电场产生的3．电流通过生命机体或多或少都能传导，其电流的传导主要是靠()A．自由电子导电B．离子导电C．电解质的水溶液导电D．质子导电4．如图所示，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()A．vqB.qvC．qvSD.qvS5．下列叙述中，产生电流的条件是（）A．有自由电子B．导体两端存在电势差C．任何物体两端存在电压D．导体两端有恒定电压6.下列说法中正确的是().[来源:学_科_网Z_X_X_K]A．电流的方向就是电荷移动的方向B．在某一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C．电流都是由电子的移动形成的D．电流是有方向的量，所以是矢量7．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为().A．0B．2ne/tC．3ne/tD．4ne/t8．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有()A．自由电子定向移动的速率为v0B．自由电子定向移动的速率为v＝IneSC．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD．自由电子定向移动的速率为v＝Ine9.如图所示，一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上负电荷Q，当它以角速度ω绕中心轴线逆时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()A．QB.Q2πC.Qω2πD.2Qωπ10．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11.导体中的电流是5μA，那么在3.2S内有______C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。12.电子的绕核运动可等效为环形电流．若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流等于多少？13.如图3所示，电解池内只含有一种CuCl2电解质的电解液，ts内通过溶液内截面S的铜离子数是n，设基元电荷为e，试分析电解液中电流的方向和大小怎样？14．一根长为L＝2m，横截面积S＝1×10－3m2的铜棒，两端电势差为U＝5.44×10－2V，铜棒的电阻R＝2×10－5Ω，铜内自由电子的密度为n＝8.5×1029个·m－3，求：(1)通过铜棒的电流；(2)铜棒内电场强度；(3)自由电子定向移动速率．