歡迎進(jìn)入物理課堂 第一節(jié)電源和電流 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解形成電流的條件 知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng) 初步體會(huì)動(dòng)態(tài)平衡的思想 2 理解電流的定義 知道電流的單位 方向的規(guī)定 理解恒定電流 會(huì)用公式q It分析相關(guān)問題 3 能從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系 重點(diǎn)難點(diǎn) 導(dǎo)體中電流的形成原因 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第一節(jié)電源和電流 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電源使電路中保持 的電流 能把 從一個(gè)位置搬運(yùn)到另一位置的裝置就是電源 二 恒定電場(chǎng)1 導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由 等電路元件所積累的電荷共同形成的 2 盡管這些電荷在運(yùn)動(dòng) 但電荷的分布是 的 這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的 的電場(chǎng) 稱為恒定電場(chǎng) 持續(xù) 電子 電源 導(dǎo)線 穩(wěn)定 穩(wěn)定 三 恒定電流1 把 都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流 2 電流 1 定義 通過導(dǎo)體橫截面的 與通過這些電荷量所用 的比值 叫做電流強(qiáng)度 簡(jiǎn)稱電流 2 公式表達(dá) I 大小 方向 電荷量 時(shí)間 3 單位 在國(guó)際單位制中是 簡(jiǎn)稱安 符號(hào)是A 更小的單位還有 mA A 換算關(guān)系為 1A 103mA 106 A 4 物理意義 表示電流 的物理量 5 標(biāo)量 電流雖然有方向 但不是矢量 不符合矢量對(duì)方向的要求 電流的方向是這樣規(guī)定的 導(dǎo)體內(nèi) 定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?安培 毫安 微安 強(qiáng)弱 正電荷 思考感悟在電解液和金屬導(dǎo)體中都可以形成電流 它們形成電流時(shí)有什么不同 提示 金屬導(dǎo)體中是自由電子定向移動(dòng)形成電流 而電解液中是正 負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流 核心要點(diǎn)突破 特別提醒 計(jì)算電流時(shí) 首先要分清形成電流的電荷種類 是只有正電荷或負(fù)電荷 還是正 負(fù)離子同時(shí)存在 其次要注意計(jì)算電流大小時(shí) 只需代入電量的絕對(duì)值 另外公式是I q t而不是I q St 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 某電解池中 若在2s內(nèi)有1 0 1019個(gè)二價(jià)正離子和2 0 1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某截面 那么通過這個(gè)截面的電流是 A 0B 0 8AC 1 6AD 3 2A 二 電流的微觀表達(dá)式1 建立模型 如圖2 1 1所示 AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體l 兩端加一定的電壓 導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v 設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S 導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的電荷量為q 圖2 1 1 三 三種速率的比較1 電子定向移動(dòng)的速率 1 物理意義 電流就是由電荷的定向移動(dòng)形成 電流I neSv 其中v就是電子定向移動(dòng)的速率 一般為10 5m s的數(shù)量級(jí) 2 大小 10 5m s2 電子熱運(yùn)動(dòng)的速率 1 物理意義 構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) 由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等 故不能形成電流 常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)為105m s 2 大小 105m s 3 電流傳導(dǎo)的速率 1 物理意義 等于光速 閉合開關(guān)的瞬間 電路中各處以真空中光速c建立恒定電場(chǎng) 在恒定電場(chǎng)的作用下 電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng) 整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流 2 大小 3 108m s 特別提醒 由于電荷定向移動(dòng)的速率很小 所以當(dāng)電路閉合后 電荷并不是瞬間從電源運(yùn)動(dòng)到用電器 而是瞬間在系統(tǒng)中形成電場(chǎng) 使導(dǎo)體中所有自由電荷同時(shí)做定向移動(dòng)形成電流 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 以下說法正確的是 A 只要有可以自由移動(dòng)的電荷 就存在持續(xù)電流B 金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)作用下形成的C 電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率D 在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí) 它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了 解析 選B 要有持續(xù)電流必須有電壓 A不對(duì) 導(dǎo)體中形成電流的原因是在導(dǎo)體兩端加上電壓 于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場(chǎng) 導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流 B正確 電流的傳導(dǎo)速率等于光速 電子定向移動(dòng)的速率很小 C不對(duì) 在形成電流時(shí)電子定向移動(dòng) 并不是熱運(yùn)動(dòng)就消失了 其實(shí)電子仍然做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng) D不對(duì) 課堂互動(dòng)講練 如果導(dǎo)線中的電流為1mA 那么1s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少 若 220V60W 的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273mA 則20s內(nèi)通過燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個(gè) 思路點(diǎn)撥 根據(jù)公式q It計(jì)算 注意單位的統(tǒng)一 記住每個(gè)電子所帶電荷量e 1 6 10 19C 答案 6 25 1015個(gè)3 4 1019個(gè) 借題發(fā)揮 1 金屬導(dǎo)體中導(dǎo)電的是自由電子 自由電子所帶電荷量e 1 6 10 19C 2 當(dāng)自由電子定向移動(dòng)通過導(dǎo)體橫截面時(shí) 若通過的自由電子個(gè)數(shù)為n 則q It ne 變式訓(xùn)練1一硫酸銅電解槽的橫截面積為2m2 在0 04s內(nèi)若相向通過同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別為5 625 1018個(gè)和4 735 1018個(gè) 則電解槽中的電流是多大 方向如何 答案 83A方向與銅離子定向移動(dòng)的方向相同 半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電 總電荷量為Q 現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速率 沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流方向沿什么方向 電流多大 思路點(diǎn)撥 不管是否真的形成電流 假想成形成電流然后依據(jù)電流的定義式求得電流大小 答案 見精講精析 變式訓(xùn)練2半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電 總電荷量為Q 現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有 A 若 不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍 則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B 若電荷量Q不變而使 變?yōu)樵瓉淼?倍 則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C 若使 Q不變 將橡膠環(huán)拉伸 使環(huán)半徑增大 電流將變大D 若使 Q不變 將橡膠環(huán)拉伸 使環(huán)半徑增大 電流將變小 答案 AC 規(guī)律總結(jié) 在電流的微觀表達(dá)式I nqSv中 n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) 是由導(dǎo)體本身的材料決定的 與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面的大小無關(guān) 變式訓(xùn)練3 2011年包集高二檢測(cè) 如圖2 1 2所示 將左邊的銅導(dǎo)線與右邊的鋁導(dǎo)線連接起來 已知鋁導(dǎo)線的橫截面積是銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍 在銅導(dǎo)線上取一個(gè)截面A 在鋁導(dǎo)線上取一個(gè)截面B 若在1秒內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等 那么 通過這兩個(gè)截面的 A 電流相等B 電流不相等C 自由電子定向移動(dòng)的速率相等D 自由電子定向移動(dòng)的速率不相等 圖2 1 2 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全