辽宁省普兰店市高中物理 2.1 电源和电流导学案 新人教版选修31.doc

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