2022年高中物理 《電源和電流》學案 新人教版選修3

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1、2022年高中物理 《電源和電流》學案 新人教版選修3 【學習目標】 1．明確電源在直流電路中的作用，理解導線中的恒定電場的建立 2．知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 4.通過類比和分析對電源的的概念、導線中的電場和恒定電流等方面的理解。 二、學習重點與難點： 重點：理解電流的形成過程及電流的計算。 難點：電源作用的原理，區(qū)別電子定向移動的速率和在導線中建立電場的速率這兩個不同的概念。 【自主學習】 1.電源是能把電路中的 從正極搬到負極的裝置

2、。 2.導線中的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷在導線內(nèi)共同形成的電場，導線內(nèi)的電場保持和 平行。 3.由 分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，稱為恒定電場。 4.把 、 都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。 5.電流的 程度用電流這個物理量表示；規(guī)定 定向移動的方向為電流的方向；電流的單位是 ，符號是 ；公式為 。 【同步導學】 1.電流的分析與計算 (1)電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向

3、為電流的方向。 (2)金屬導體中電流的方向與自由電子的定向移動方向相反。 (3)電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時中，q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。 (4)電流雖然有大小和方向，但不是矢量。 在電解液導電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，在用公式I=q／t計算電流時應(yīng)引起注意. 【例題分析】 例1如圖驗電器A帶負電，驗電器B不帶電，用導體棒連接A、B的瞬間，下列敘述中錯誤的是（ ） A、有瞬時電流形成，方向由A到B B、A、B兩端的電勢不相等 C、導體棒內(nèi)的電場強度

4、不等于零 D、導體棒內(nèi)的自由電荷受電場力作用做定向移動 例2有一條橫截面積為S=1mm2的銅導線，通過的電流I=1A。已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2Kg/mol,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，電子的電量e=－1.6×10-19C.在這個問題中可以認為導線中每個銅原子貢獻一個自由電子，求銅導線中自由電子定向移動的速率 例3如圖所示的電解槽中，如果在4s內(nèi)各有8c的正、負電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB，那么 ⑴在圖中標出正、負離子定向移動的方向； ⑵電解槽中的電流方向如何

5、？ ⑶4s內(nèi)通過橫截面AB的電量為多少？ ⑷電解槽中的電流為多大？ 同步檢測： 1.形成持續(xù)電流的條件是( ) A.只要有電壓加在物體的兩端 B.必須保持導體兩端有電壓 C.只在導體兩端瞬時加電壓 D.只要有大量的自由電荷 2.在由電源、導線等電路元件所形成的電路中，以下說法正確的是 （ ） A.導線中的電場強度處處為零 B.導線中的電場強度方向跟導線方向平行 C.導線內(nèi)各點的電勢相等

6、 D.導線內(nèi)沿電流方向各點的電勢逐漸降低 3.以下說法正確的是（ ） A.導體中的電流是正電荷的定向移動形成的 B.電荷定向移動的速率等于電流的傳導速率 C.單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大 D.導體中越粗的地方單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大 4.某電解池，如果在1s內(nèi)共有5×1018個二價正離子和1×1019個一價負離子通過面積為0.1m2的某截面，那么通過這個截面的電流是( ) A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A 5.有一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積的導線有n個自由電子，電子的電荷量為

7、q，此時電子的定向移動速率為u，在t時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（ ） A．nuSt B．nut C. It/q D. It/Sq 6. 氫原子核外只有一個電子，它繞氫原子核運動一周的時間約為2.4×10-16s，則電子繞核運動的等效電流多大？ 【拓展提高】 1.下列敘述正確的是( ) A.導體中電荷運動就形成電流 B.電流是矢量 C.導體中有電流通過時，導體內(nèi)部場強不為零 D.只有自由電子的定向移動才能形成電流 2.如圖所示，a、b兩導體板組成一電容器，電容為C，帶電荷量為q，然

8、后用一根虛線所示的導線連接，以下說法中正確的是（ ） A.導線中有恒定的電流 B.導線中有短時間的電流 C.通過導線的電荷量為q D. 通過導線的電荷量為2q 3. 如圖所示，在電解槽中，如果在5s內(nèi)共有2C正離子和2C負離子通過面積為S=0.1m2的某橫截面，那么5s內(nèi)通過該橫截面積的電荷量為 　 ，通過該橫截面積的電流為 ． 6.初速度為零的質(zhì)子，經(jīng)加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流為1mA的細柱形質(zhì)子

9、流，已知質(zhì)子的電荷量q=1.6×10-19C，這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為______. 7.金屬導體的密度是ρ，橫截面積是S，原子量是M，每摩爾這種金屬可提供N個自由電子，當該導體中的電流為I時，導體中自由電子的定向移動的速率是 。 選作題 8.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動，用e表示電子的電荷量，則其等效電流為多少? 9.在彩色電視機的顯像管中，從電子槍射出的電子在加速電壓U的作業(yè)下被加速，且形成的電流強度為I的平均電流，若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，進入加速電場之前的速度不計，則在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為多少？ 學后反思：