高中物理 2_1 电源和电流导学案 新人教版选修3-1

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求课题：2.1 电源和电流【学习目标：】1学生了解电流形成的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。2. 学生理解电流的含义，知道电流的单位、方向的规定；3学生从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系【学习重点】1 掌握电流的定义及形成条件2从微观上理解电流的大小【学习重点】电流【学法建议】 阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习：一：电源看课本41页图2.1-1，讨论：1.用导线连接两个分别带正、负电荷的导体。导体中有没有电流通过？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？2.如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？二：恒定电流1. 恒定电场的理解(看课本41页思考回答)导线内的电场是怎样形成的？2恒定电流（1）定义：（2）电流的物理意义：（3）公式：（4）单位及换算关系？ 国际单位是什么？3电流方向的规定：金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相同吗？电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，此时I=q/t中的q为谁的电荷量？电流强度有大小和方向，它是矢量还是标量？合作探究： 1在国际单位制中，电流及其单位的符号分别是 （ ）A C s B V C I A D W V2满足下面哪一个条件，就产生电流 （ ）A有自由电子 B导体两端有电势差C任何物体两端有电压 D导体两端有恒定电压3下列关于电流的说法中，正确的是 （ ）A电流有方向所以电流强度是矢量B大小不随时间变化的电流叫恒定电流C方向不随时间变化的电流叫恒定电流D大小和方向都不随时间变化而变化的电流叫恒定电流4在10s内，通过某金属导体横截面的电荷量为16C，求导体中的电流强度和每秒钟通过导体横截面的自由电子数。归纳总结：练习反馈：1. 关于导体中的电场，下列说法中正确的是：（ ）A.它是由电源两极在空间直接形成的； B.它是导线上的堆积电荷所形成的；C.导线内的电场不是匀强电场； D.它的分布随着电荷的移动而随时间变化。2.下列叙述中正确的是（）A.导体中电荷运动就形成电流 B.国际单位制中电流的单位是安培C.电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D.对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零3.一段横截面积为0.5cm2的导体材料中，每秒钟有0.2C正 电荷和0.3C负电荷相向运动，则电流强度是（ ）A0.2A B0.3A C 0.5 A D 10A4导体中电流I的表达式为InqSv，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电子热运动速率例1某电解池中，若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A0 B0.8 A C1.6 A D3.2 A例2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？例3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t内通过导线横截面的电子数是()AnSvt Bnvt C. D.达标检测：1如图所示，电解池内只含有一种CuCl2电解质的电解液，t s内到达B板的铜离子数是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？2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，当它以角速度绕中心轴线逆时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()AQ B. C. D.3一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v0 B自由电子定向移动的速率为vC自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D自由电子定向移动的速率为v【课堂小结】课后反思：【课后作业】1关于电流，下列说法正确的是 ()A通过截面的电荷量多少就是电流的大小 B电流的方向就是电荷定向移动的方向C在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D导体两端没有电压就不能形成电流2以下说法正确的是 ()A只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流B金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了3关于电流的方向，下列说法中正确的是 ()A电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板4电路中，每分钟有61013个自由电子通过横截面积为0.64106 m2的导线，那么电路中的电流是 ()A0.016 mAB1.6 mA C0.16 A D16 A5如右图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为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()Avq B. CqvS Dqv/S6半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流应有 ()A若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B若电荷量不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小7夏季某日午后，某地区距地面约1 km的空中有两块乌云，相距3 km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3109 V不变已知空气的电场击穿场强为3106 V/m.请对以下问题进行估算(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500 C，可释放多少能量？(3)这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？答案不印刷预习自测答案：1.C 2.BD 3.D 4.1.6A 1019个预习检测答案：1.C 2.BD 3.C 4.C 例题答案见课件变式训练答案：1正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，所以电解液中的电流方向由A向B.因电解液中只含电解质CuCl2，二价正离子数为n，则一价负离子数为2n.电解液中是正、负两种离子的定向移动形成电流，故t s内流过某截面的正、负离子的总电荷量为4ne，所以电流I4ne/t.2C由电流的定义式得I.3D本题考查的是对电流微观表达式InqSv的理解，关键是理解v和n的物理意义，式中的n为单位体积内自由电子数，v为自由电子定向移动的速率，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子，其数量为nvt，电荷量qnvte，所以电流Inev，所以v，故正确答案为D.课后作业答案1.解析：根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A项错规定正电荷移动的方向为电流方向，知B项错自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错，D对答案：D2解析：要有持续电流必须有电压，A不对；导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B正确电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对答案：B3解析：在电源的外部电路中，电流从电源正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D正确答案：AD4.解析：电流的大小是通过导体横截面积的电荷量与所用的时间的比值，即：I A0.16 A，故选C.答案：C5解析：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为Qvtq，等效电流IQ/tvq，故A正确答案：A6.解析：截取圆环的任一截面S，则在橡胶环运动一周期的时间内通过这个截面的电荷量为Q，即I，由上式可知A、B正确答案：AB7.解析：(1)由E得d m1 000 m.(2)释放的能量E能qU5