江蘇省東臺(tái)市高中物理 第二章 恒定電流 2.1 電源和電流導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1.doc

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2.1 電源和電流 班級(jí) 姓名 ， 1課時(shí) 使用時(shí)間 一.學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、通過(guò)類(lèi)比和分析使學(xué)生對(duì)電源的的概念、導(dǎo)線中的電場(chǎng)和恒定電流等方面的理解。 2、通過(guò)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。 3、通過(guò)預(yù)習(xí)說(shuō)出恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量---電流 重點(diǎn)：理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。 難點(diǎn)：電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率這兩個(gè)不同的概念。 二、自學(xué)檢測(cè) 一、電源 1．帶正、負(fù)電荷的導(dǎo)體通過(guò)導(dǎo)線放電只能形成瞬間的電流：如圖1所示，當(dāng)用導(dǎo)線連接帶正、負(fù)電荷的導(dǎo)體A、B時(shí)，導(dǎo)線中的自由電子便會(huì)在靜電力的作用下沿導(dǎo)線做定向移動(dòng)，帶負(fù)電的導(dǎo)體B________電子，帶正電的導(dǎo)體A________電子，周?chē)妶?chǎng)迅速減弱，兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差很快消失，電流是________的． 2．電源能給電路提供持續(xù)的電流：在兩個(gè)導(dǎo)體間加一個(gè)裝置P，如圖2所示，它能源源不斷地把經(jīng)導(dǎo)線流到A的電子取走，補(bǔ)充給B，使A、B始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷，A、B周?chē)臻g始終存在一定的______，A、B之間始終保持一定的______．這樣電路就始終保持持續(xù)的________，這種搬運(yùn)電荷的裝置P就是________． 二、恒定電場(chǎng) 導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的________共同形成的．盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，形成一種________平衡，這樣________的分布是穩(wěn)定的，形成的________也是穩(wěn)定的，不隨時(shí)間而改變，稱(chēng)為恒定電場(chǎng)． 三、恒定電流 1．恒定電流：由于恒定電場(chǎng)的作用，電路中的電流保持恒定．我們把______________都不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為恒定電流． 2．電流：(1)定義：通過(guò)導(dǎo)體截面的________與通過(guò)這些電荷量所用________的比值，叫做電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)電流． (2)公式表達(dá)：I＝，或?qū)懗呻姾闪康谋磉_(dá)式：__________. (3)單位：在國(guó)際單位制中是______，簡(jiǎn)稱(chēng)安，符號(hào)是A.更小的單位還有________ (mA)、________(μA)，換算關(guān)系為：1 A＝103 mA＝106 μA. 三、合作探究 任務(wù)一、電源 [問(wèn)題情境] 電閃雷鳴時(shí)，強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，但它只能存在一瞬間，手電筒中小燈泡能持續(xù)發(fā)光． 導(dǎo)體中的電流是怎樣形成的？ 1．導(dǎo)體中有電流，是因?yàn)樽杂呻娮幼鍪裁催\(yùn)動(dòng)？ 　 2．電路中之所以能有持續(xù)的電流，是因?yàn)殡娐穬啥司S持著一定的電勢(shì)差，這是什么元件在起作用？ [歸納小結(jié)] 1．要使電路中保持持續(xù)的電流，電路兩端之間要有一定的________． 2．電源的作用：維持電路兩端始終有一定的________，使電路中保持______________． 任務(wù)二、恒定電場(chǎng) [問(wèn)題情境] 導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的．這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，電荷的分布卻是穩(wěn)定的，這是為什么？ 　 [歸納小結(jié)] 1．由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)，稱(chēng)為_(kāi)___________． 2．在恒定電場(chǎng)中，任何位置的電場(chǎng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化，所以它的基本性質(zhì)與________相同．在靜電場(chǎng)中所講的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場(chǎng)中________． 任務(wù)三、恒定電流 [問(wèn)題情境] 1．什么樣的電流被稱(chēng)為恒定電流？ 　 2．我們用什么物理量來(lái)描述電流的強(qiáng)弱程度？ 　 3．電流的傳播速度是光速，電子在導(dǎo)線中也是以光速移動(dòng)嗎？ 　 　 [歸納小結(jié)] 1．我們把________都不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為恒定電流． 2．________是描述電流強(qiáng)弱的物理量，其單位是________，電荷量q＝________. 例1、如圖驗(yàn)電器A帶負(fù)電，驗(yàn)電器B不帶電，用導(dǎo)體棒連接A、B的瞬間，下列敘述中錯(cuò)誤的是（ ） A、有瞬時(shí)電流形成，方向由A到B B、A、B兩端的電勢(shì)不相等 C、導(dǎo)體棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零 D、導(dǎo)體棒內(nèi)的自由電荷受電場(chǎng)力作用做定向移動(dòng) 例2、在彩色電視機(jī)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(qiáng)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(jìn)入加速電場(chǎng)之前的速度不計(jì)，則在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為多少？ 例3、如圖所示的電解槽中，如果在4s內(nèi)各有8c的正、負(fù)電荷通過(guò)面積為0.8㎡的橫截面AB，那么 ⑴在圖中標(biāo)出正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向； ⑵電解槽中的電流方向如何？ ⑶4s內(nèi)通過(guò)橫截面AB的電量為多少？ ⑷電解槽中的電流為多大？ 【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1、下列關(guān)于電流的說(shuō)法中正確的是（ ） A、只要導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動(dòng)，就有電流 B、導(dǎo)體中沒(méi)有電流時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的電荷是靜止的 C、導(dǎo)體中的電流一定是自由電子定向移動(dòng)形成的 D、電流可能是由正電荷定向移動(dòng)形成的，也可能是負(fù)電荷定向移動(dòng)形成的 2、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(dǎo)體兩端有電壓 C、只在導(dǎo)體兩端瞬間加電壓 D、只要有大量的自由電荷 3．關(guān)于電流的說(shuō)法中正確的是 (　　) A．根據(jù)I＝q/t，可知I與q成正比 B．如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量相等，則導(dǎo)體中的電流是恒定電流 C．電流有方向，電流是矢量 D．電流的單位“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位 4．關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端 B．電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端 C．電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同 D．電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反 5．關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量越多，電流越大 B．電子運(yùn)動(dòng)速率越大，電流越大 C．單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大 D．因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶? 6．計(jì)數(shù)器因射線照射，內(nèi)部氣體電離，在時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)二價(jià)正離子到達(dá)陰極，有2n個(gè)電子到達(dá)陽(yáng)極，則計(jì)數(shù)器中的電流為 (　　) A．0 B．2ne/t C．3ne/t D．4ne/t 7．導(dǎo)體中電流I的表達(dá)式為I＝nqSv，其中S為導(dǎo)體的橫截面積，n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是 (　　) A．導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率 B．電流傳導(dǎo)的速率 C．電子熱運(yùn)動(dòng)的速率 D．自由電荷定向移動(dòng)的速率 四．檢測(cè)清盤(pán) 1、關(guān)于電流的方向下列說(shuō)法中正確的是（ ） A、在金屬導(dǎo)體中電流的方向是自由電子定向移動(dòng)的 B、在電解液中，電流的方向?yàn)樨?fù)離子定向移動(dòng)的方向 C、無(wú)論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反 D、在電解液中，由于是正負(fù)電荷定向移動(dòng)形成的電流，所以電流有兩個(gè) 2、下列關(guān)于電流的說(shuō)法中，正確的是（ ） A、電流有方向所以電流強(qiáng)度是矢量 B、大小不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流 C、方向不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流 D、通常所說(shuō)的直流電常常是指恒定電流 3、下列關(guān)于電流的說(shuō)法中，正確的是（ ） A、 金屬導(dǎo)體中，電流的傳播速率就是自由電子定向遷移的速率 B、 溫度升高時(shí)金屬導(dǎo)體中自由電子熱運(yùn)動(dòng)加快，電流也就增大 C、 電路接通后，電子由電源出發(fā)，只要經(jīng)過(guò)一個(gè)極短的時(shí)間就能到達(dá)用電器 D、 通電金屬導(dǎo)體中，自由電子的運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)和定向移動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) 4、對(duì)于有恒定電流通過(guò)的導(dǎo)體，下列說(shuō)法正確的是：（ ） A、 導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B、 導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體 C、導(dǎo)體兩端有恒定的電壓存在 D、通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電荷量在任何相等的時(shí)間內(nèi)都相等 5、對(duì)于金屬導(dǎo)體，還必須滿(mǎn)足下列哪一個(gè)條件才能在電路中產(chǎn)生恒定電流？（ ） A、有可以自由移動(dòng)的電荷 B、導(dǎo)體兩端有電壓 C、導(dǎo)體內(nèi)存在電場(chǎng) D、導(dǎo)體兩端加有恒定的電壓 6．關(guān)于電源的作用，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷 B．電源的作用是能直接釋放電能 C．電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流 D．電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái) 7．下列有關(guān)電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是 (　　) A．導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)就是電源所形成的電場(chǎng) B．在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，而導(dǎo)體外部的場(chǎng)強(qiáng)不為零，所以導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不是穩(wěn)定的 C．因?yàn)閷?dǎo)體處于電源的電場(chǎng)中，所以導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零 D．導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導(dǎo)體內(nèi)的電荷處于平衡狀態(tài)，電荷分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)也是穩(wěn)定的 8、某電解槽中，在5s內(nèi)通過(guò)某一固定截面向左遷移的負(fù)離子所帶的總電量為0.20C，則該電解槽中電流強(qiáng)度為 A，電流方向?yàn)? 。 9、某電解池中，在2s內(nèi)各有1.01019個(gè)二價(jià)正離子和2.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)該截面，那么通過(guò)該截面的電流為 。 10、在一次閃電的過(guò)程中，流動(dòng)的電荷量大約為300C，持續(xù)的時(shí)間大約是0.005s，所形成的平均電流強(qiáng)度為多大？這些電荷量如以0.5A的電流強(qiáng)度流過(guò)電燈泡，可使燈泡照明多長(zhǎng)時(shí)間？ 五、 學(xué)有所得