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1、 电源和电流【学习目标】1明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量-电流 3从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。4.通过类比和分析对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。【重点、难点】重点 理解电源的形成过程及电流的产生。难点 电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。【问题导学】1【新课导入】为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光 要回答这个问题，就要从电源的知识学起。【自主学习】学点 电源 1、分析课
2、本图1 分别带正、负电荷的 A、B 两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R 将它们连接起来，分析 A、B 周围的电场、A、B 之间的电势差会发生什么变化最后，A、B 两个导体球会达到什么状态 R 中出现了怎样的电流 2、如何使电路中有持续电流 类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图 21，水池 A、B 的水面有一定的高度差，若在 A、B 之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池 A 运动到水池 B。A、B 之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。那么怎样才能使水管中有源源不断的水流呢（提示：抽水机）总结：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装
3、置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）学点 恒定电场 导线内的电场是由 、等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由 的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。学点 恒定电流 1、形成电流的必要条件：(1)。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。(2)，即能产生驱使电荷作定向移动的作用力电场力。电源的作用就是保持导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流。2、把 、都不随时间变化的电流称为恒定电流。3、电流的 程度用电
4、流这个物理量表示；规定 定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是 ，符号是 ；1 A=mA=A。在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位之一。定义式为 。4、电流的微观表示：取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为 v。设想在导体中取两个横截面 B 和 C，横截面积为 S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为 q，则 t 时间内通过横截面 C 的电量 Q 是多少电流 I 为多少-引导学生推导 总结：(1)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。(2)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定
5、向移动形成的电流方向是相同的，此时tqI 中，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。(3)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。电流的微观表达式：I=nqvS。其中，n是导体每单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电量，v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积。【拓展】三种速率的区别 看课本例题，分析总结电子定向移动速率、电子热运动速率和电流传导速率的区别（可以查阅手中资料）【例题解析】例 1 有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数可表
6、示为（）Anvs t Bnvt C It/e D It/se 解析：因为I=q/t，所以q=It 自由电子数目为：N=q/e=It/e，则选项 C 正确。又因为电流强度的微观表达式为I=nevs，所以自由电子数目为 N=q/e=It/e=nevst/e=nvs t 则选项 A 正确。点拨：本题主要考查电流强度的定义式和微观表达式的应用计算。求解此题的关键是对电流的本质要有深刻的认识，依据电流强度的宏观和微观表达式，灵活运用解题。【课堂练习】A 类：书面完成 P43“问题与练习”中 1-3 题。1、2、3、B 类：1.形成持续电流的条件是()A.只要有电压加在物体的两端 B.必须保持导体两端有电
7、压 C.只在导体两端瞬时加电压 D.只要有大量的自由电荷 2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中，以下说法正确的是 （）A.导线中的电场强度处处为零 B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C.导线内各点的电势相等 D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 3.以下说法正确的是（）A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的 B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率 C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大 D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大 4.某电解池，如果在 1s 内共有 51018个二价正离子和 11019个一价负离子通过面积为 0.1m2的某截面，
8、那么通过这个截面的电流是()B.0.8A C.1.6A D.3.2A 5.氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为10-16s，则电子绕核运动的等效电流多大 C 类：1.示波管中，2s 内有 61013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为()A.4.810-6A 10-13A -6A D.无法确定 2.如图所示，a、b 两导体板组成一电容器，电容为 C，带电荷量为 q，然后用一根虚线所示的导线连接，以下说法中正确的是（）A.导线中有恒定的电流 B.导线中有短时间的电流 C.通过导线的电荷量为 q D.通过导线的电荷量为 2q 3.初速度为零的质子，经加速电压为
9、800kV 的直线加速器加速，形成电流为 1mA 的细柱形质子流，已知质子的电荷量 q=10-19C，这束质子流每秒打到靶上的质子数为_.4.金属导体的密度是，横截面积是 S，原子量是 M，每摩尔这种金属可提供 N 个自由电子，当该导体中的电流为 I 时，导体中自由电子的定向移动的速率是 。5在某次闪电中，持续时间为 s 所形成的平均电流为104A，若闪电过程中产生的电荷以 0.5A的电流通过电灯，试求可供电灯照明的时间。【当堂测评】1.我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为 240 m 的近似圆形轨道，电子电荷量 e=10-19C，在整个环中运行的电子数目为 51011，设电子的速度是 3107 m/s，则环中的电流是：（）A10mA B1mA C D 2.如图所示，在电解槽中，如果在 5s 内共有 2C 正离子和 2C 负离子通过面积为S=0.1m2的某横截面，那么 5s 内通过该横截面积的电荷量为 ，通过该横截面积的电流为 3.银导线的横截面积S=4mm2，通以I=2A 的电流，若每个银原子可以提供一个自由电子，试推导银导线单位长度上的自由电子数的计算公式,并计算结果.(已知银的密度=103kg/m3,摩尔质量M=108g/mol,阿伏伽德罗常数NA=1023mol-1,计算结果取 1 位小数)【学后反思】