第1课时电流电路

1、第二章 恒定电流本章概述本章为电学的基础知识，在初中电路知识的基础上，主要学习以下几个基本概念：电流、电阻、电功、电功率、电热、电动势；三个重要定律：电阻定律、焦耳定律、闭合电路的欧姆定律；以及两个基本电路：串联电路和并联电路，还有多用电表的原理及使用等知识通过本章的学习，我们要理解电流的概念和形成条件，掌握电阻定律和焦耳定律，能熟练运用串、并联电路的有关知识，对电路进行分析与计算，闭合电路的欧姆定律是本章学习的一个重点和难点实验研究是本章学习的一个重要方法本章内容涉及的实验较多；有测定金属的电阻率，描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内电阻以及练习使用多用电表等在实验过程中应注意器材

2、的选择、电路设计、实验连接、误差分析以及实验仪器的正确使用等问题第1课时电源和电流教材分析把电路知识与电场知识紧密联系起来是教材在电路知识方面呈现的一大特色本节内容正是电场与电路两部分知识的衔接，起承上启下的作用例如，用电场的知识分析了两个分别带正、负电荷的导体之间的电势差，同时分析了连接在它们之间的导线中自由电子的定向移动情况，从而描述了电源在电路中的作用这种编排方式以学生刚刚学过的电场知识入手，分析、讨论问题，有效地将“场”和“路”的知识相联系，有利于培养学生不断运用学到的知识分析、解决实际问题的意识和能力学习本节知识有利于学生电磁学知识体系的构建，避免知识的割裂电流的计算是本节重点导线中

3、的恒定电场是难点课标解读1. 了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场初步体会动态平衡的思想2. 理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流3. 经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系教学过程从手电筒中的小灯泡持续发光引入新课电源(类比抽水机)作图法解决导线中恒定电场的形成问题恒定电场中电流恒定应用巩固练习新课导入指出雷鸣电闪时，强大电流使天空发出耀眼的闪光，但只能存在一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么呢？知识温习1. 电路：用导线把电源、用电器、开关连接起来组成的电流通路就称为电路2. 电源

4、：在电路中供给电路电能的装置3. 电荷的定向移动形成电流物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反新知梳理1. 电源(1) 瞬时电流：没有电源，用导线连接两个分别带有_的物体时，导线中的_发生定向移动形成电流，这样的电流存在的时间很短(2) 电源的作用维持电路的两端有一定_使电路中保持_电流2. 恒定电场(1) 形成：导线中的电场是由_、_等电路元件所积累的电荷共同形成的(2) 特点导线内的电场线和导线_电荷的分布是_的(3) 恒定电场与静电场的关系：在恒定电场中，任何位置的电场强度都_变化，其基本性质与_相同3. 恒定电流(1) 恒定电流：_和_都不随时间

5、发生变化的电流(2) 形成原因：_、_.(3) 电流的概念表示电流_的物理量单位时间内通过导体横截面的_越多，电流越大公式：宏观表达式_，微观表达式_单位：国际单位制中，电流的单位是_小试身手1. 关于电源的作用，下列说法中正确的是()A. 电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B. 电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C. 电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D. 电源的作用就是使自由电荷运动起来2. 关于电流的下列说法中正确的是()A. 电路中的电流越大，表示通过导体横线截面的电荷量越多B. 在相同时间内通过导体截面的电荷量越多导体中的电流就越大C. 通电时间越大，电

6、流越大D. 导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大3. 电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64105 m2的导线，那么，电路中的电流为多大？探究讨论电流强度这一物理量既有大小又有方向，那么电流强度是矢量还是标量？电流强度是标量区分矢量与标量的唯一依据为运算法则是否满足平行四边形定则电流强度的方向规定为正电荷定向移动的方向(与负电荷定向移动的方向相反)电流的计算是代数运算，因此电流强度是标量.讲练课堂一、电流的形成以及形成条件1. 要有能自由移动的电荷自由电荷在导体中存在着大量的能自由移动的电荷如金属导体中的自由电子，电解液中的正、负离子等按物质导电性能的不同可把各种物质分

7、为导体、半导体、绝缘体，其本质区别是它们单位体积内含有自由电荷的多少及是否含有可自由移动的电荷2. 要有能驱使电荷定向移动的作用力存在电场，使导体两端有电势差(电压)因为如果没有外加电场时，导体中的大量自由电荷只做无规则的热运动，在一段时间内从两侧穿过某截面的自由电荷大致相等导体中的自由电荷没有定向移动，导体中没有电流若把导体接到电源的两极上，导体中有电场，两端有电压，导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，形成电流例一、 (2010天津模拟)关于电流，下列叙述正确的是()A. 只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B. 电源的作用可以使电路中有持续电流C. 导体内没有电流时，就说明导体内部

8、的电荷没有移动D. 恒定电流是由恒定电场产生的点拨电流是导体内自由电荷的定向移动.反馈平台11. 下列说法中正确的是()A. 在导体中只要有自由电荷在运动就一定会形成电流B. 电流方向就是电荷定向移动的方向C. 在电路中电荷的定向移动方向总是沿着高电势到低电势的方向D. 金属导体两端存在电势差时，必有电流通过导体二、电流强度电流1. 电流方向规定：正电荷定向移动的方向为电流方向由此可得下面两个结论：(1) 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反(2) 电解液中正、负离子定向移动方向相反2. 电流强度虽有大小和方向，但不是矢量3. 公式I求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，

9、其瞬时值与平均值相等在利用I计算正负离子的反向移动形成的电流时，q应取两种离子所带电荷量的绝对值的代数和例二、 如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个一价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是()A. 当n1n2时电流强度为零B. 当n1n2时电流方向从AB，电流强度IC. 当n1n2时电流方向从BA，电流强度ID. 电流方向从AB，电流强度I点拨电解液导电与金属导体导电不同金属导体中的自由电荷只有自由电子，而电解液中的自由电荷是正、负离子应用I计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过某横截面的电量的绝对值之和，这是应用I的关键反馈平

10、台2某电解液中，若在2 s内有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()A. 0B. 0.8 AC. 1.6 AD. 3.2 A三、电流的微观表达式1. 电流的微观表达式为InqSv.根据此式，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、定向移动的速度、还与导体的横截面积有关2. 由InqSv可以看出，同种导体电流一定时，面积越大的位置电荷定向移动的速率越小3. 公式IneSv是由I推导出来的，适合于从微观出发研究电流的形式例三、 铜的原子量为M，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子今有一根横截面积为S的铜导线，当通过

11、的电流为I时，电子定向移动的平均速率为()A. 光速cB. C. D. 点拨注意推导过程中n的物理意义，在本题中n表示每摩尔铜原子所包含的自由电子个数而微观表达式中n表示单位体积自由电荷数反馈平台3设横截面积为1.0mm2铜导线中通过1.0A电流铜在单位体积中的自由电子数为8.51028个/m3，电子的电荷量为1.61019C，试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热平均速率约为105m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速，为3.0108m/s，就这些知识，你能否描述一下电路接通后金属导体中自

12、由电子运动的情景误区警示三种速率的区别：电流传导速率，电子定向移动速率，电子热运动速率1. 电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流(对整体而言)2. 电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级为105m/s.(对每个电子而言)3. 电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常温度下，电子热运动的平均速率的数量级为105m/s.【例】 (自编题)关于电路的电流以下说法中正确的是()A. 在电路中电荷定向移动形成电流，电荷定向移动的速率等于光速B. 在电路中，闭合开关用电器开始工作，是因为电源内的电子定向移动到了用电器，从而电流

13、传播到了用电器引起的C. 在电路中，电子无规则热运动的速率很大，而定向移动的平均速率很小D. 闭合开关，用电器立即工作，是因为电场在电路中传播速度等于光速，有电场的地方电荷就会定向移动形成电流错解AB剖析在电路中，电场的传播速度等于光速，在有限范围内电场的传播是几乎不需要时间的，电场传至某一个地方就会引起该地方电荷的定向移动，形成电流，而电荷定向移动的平均速率针对金属导体中的电子来说，其数量级只有105m/s.电子做无规则热运动平均速率的数量级为105m/s.但这不是形成电流的原因正解CD同步测评【基础巩固 轻松过关】1. 下列有关电源的电路，导线内部的电场强度的说法正确的是()A. 导线内部

14、的电场就是电源所形成的电场B. 在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体电场不是稳定的C. 因为导体处于电源的电场中，所以导体内部场强处处为零D. 导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于动态平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的2. 在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在高电压U作用下被加速，形成大小为I的电流，设电子的电荷量为e，电子质量为m，打在荧光屏上的高速电子全被荧光粉吸收，在t时间内打到荧光屏上的电子个数为()A. ItB. C. D. 3. 有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积中有n个自由

15、电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导体横截面的自由电子数可表示为()A. nvSt B. nvt C. D. 4. 如图所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是()A. 正离子定向移动形成电流方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向从B到AB. 溶液内正负离子相反方向移动，电流抵消C. 溶液内电流方向从A到B，电流强度ID. 溶液内电流方向从A到B，电流强度I【考题试练 锋芒初显】5. (2010郑州测试)一个半径为r的细橡胶圆环上，均匀的带上电荷量为Q的负电荷，当圆环以角速度绕

16、中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()A. Q B. C. D. 6. 若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度_；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I_.(已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力恒量用k表示)7. (2009扬州)来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800 kV的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流已知质子电量e1.61019 C，这束质子流每秒打到靶上的质子数为_个假设分布在质子源和靶之间的加速电场是均匀的，在质子束与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别是n1和n

17、2，则_.8. (2010烟台月考)如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内分别有1.01018个Na和Cl通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流有多大？9. (2010泰安测试)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，它们因与空气摩擦而带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约3109 V不变已知空气的电场击穿场强为3106 V/m，则：(1)当两块乌云相距多远时会发生电闪雷鸣？(2)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)若电流放电现象历时约0.01 s，则其平均放电电流约为多大？

18、第二章第一节电源和电流答案新知梳理1. (1)正电荷和负电荷自由电子(2)电压持续2. (1)电源导线(2)平行稳定(3)不随时间静电场3. (1)大小方向(2)恒定电场自由电荷(3)强弱电荷量IIneSv安培(A)小试身手1、BC 2、BD 3、解析由IA1.6107 A0.16 A.例一、解析本题考查了有关电流的形成原因电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现了恒定电场而产生恒定电流可见正确选项为BD.答案BD反馈平台1、D例二、解析本题考查电流方向和电流强度的定义式

19、I，电荷的定向移动形成电流，在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以，电流强度应该是I，电流方向应是从AB.D正确答案D反馈平台2、D例三、解析假设电子定向移动的平均速率为v，那么在t秒内通过导线横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtS，物质的量为，因此电流I，于是得v.答案D反馈平台3解析由I，且qneneSvt，即IneSv，所以v，可算出自由电子的定向移动速率约为7.4105 m/s.金属导体通电后，导体各处的自由电子几乎同时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动.同步测评1、答案D2、解析t时间内打到荧光屏上的总电荷量qIt，故有电子数n，C正确答案C3、解析由InqvS，经t通过导体横截面的电量qItnqvSt，此电荷量包含的电子数目NnvSt.答案AC4、解析I中的q是正、负电荷绝对值的和，电流方向是正电荷定向移动的方向答案D5、解析vr，时间t内流过截面的电荷量为