1、1電源和電流,第二章恒定電流,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：1.了解電流的形成條件、電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場.2.理解電流的定義、定義式、單位及方向的規(guī)定，會用公式qIt分析相關(guān)問題.科學(xué)思維：由電流的定義式出發(fā)，經(jīng)過邏輯推理得出電流的微觀表達(dá)式，從微觀的角度認(rèn)識影響電流大小的因素.,內(nèi)容索引,重點探究啟迪思維探究重點,達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、電源1.定義：能把電子在電源內(nèi)部從電源搬運到的裝置.2.作用：移送電荷，維持電源正、負(fù)極間有一定的，保持電路中有持續(xù)電流.,正極,負(fù)極,電勢差,二、恒定電場1.定義：由所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場.2.形成：當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)

2、定時，導(dǎo)線中的電場是由、等電路元件所積累的電荷共同形成的.3.特點：任何位置的和都不隨時間變化，其基本性質(zhì)與靜電場相同.,穩(wěn)定分布的電荷,電源,導(dǎo)線,電荷分布,電場強度,三、恒定電流1.定義：大小、都不隨時間變化的電流稱為恒定電流.2.電流的定義式：I，其物理意義：時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的.表示電流強弱程度的物理量.,方向,單位,電荷量,即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)導(dǎo)體內(nèi)沒有電流時，就說明導(dǎo)體內(nèi)部的電荷沒有運動.()(2)電流既有大小，又有方向，是矢量.()(3)導(dǎo)體中的電流，一定是正電荷定向移動形成的.()(4)負(fù)電荷移動的方向就是電流的方向.()(5)電流越大，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體

3、橫截面的電荷量越多.(),答案,2.在一次閃電的過程中，流動的電荷量大約為300C，持續(xù)的時間大約是0.005s，所形成的平均電流強度為A.,答案,6104,重點探究,導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，在裝有導(dǎo)電液體的細(xì)管中，有正、負(fù)兩種電荷向相反的方向運動，在時間t內(nèi)通過細(xì)管某橫截面的正電荷為q1，通過此橫截面的負(fù)電荷為q2，,一、電流的理解和計算,圖1,(1)確定通過導(dǎo)電液體中電流的方向.答案電流方向為正電荷定向移動的方向或負(fù)電荷定向移動的反方向，故導(dǎo)電液體中電流方向為由左向右.,答案,(2)計算導(dǎo)電液體中電流的大小.,答案,知識深化1.電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負(fù)電荷定向移動

4、的方向與電流的方向相反.2.電流的定義式：I.用該式計算出的電流是時間t內(nèi)的平均值.對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等.,3.三點說明(1)電解液中正、負(fù)離子定向移動的方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動形成的電流方向是相同的，應(yīng)用I求電流時，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對值之和.(2)qIt是I的變形，是求電荷量的重要公式.其中I是電流在時間t內(nèi)的平均值.(3)電流雖然有方向，但它是標(biāo)量，遵循代數(shù)運算法則.,例1如圖2所示，電解池內(nèi)有一價的電解液，t時間內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下說法中正確的是,圖2,解析,答案,計算電流時，要分清形成電

5、流的電荷種類，是只有正電荷或負(fù)電荷，還是正、負(fù)電荷同時定向移動.當(dāng)正、負(fù)電荷都參與定向移動時，正、負(fù)電荷對電流的形成都有貢獻(xiàn).,針對訓(xùn)練1某電解池，如果在1s內(nèi)共有51018個二價正離子和11019個一價負(fù)離子通過面積為0.1m2的某截面，設(shè)元電荷為e，那么通過這個截面的電流是A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A,解析,答案,二、電流的微觀表達(dá)式,導(dǎo)學(xué)探究如圖3所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段長為l的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q.則：,圖3,(1)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷全部通過橫

6、截面D所用的時間t是多少？,答案,(2)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷的總電荷量Q是多少？,答案AD內(nèi)的自由電荷總數(shù)NnlS總電荷量QNqnlSq,(3)這段導(dǎo)體上的電流是多大？,答案,知識深化電流的微觀表達(dá)式InqvS(1)從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)n、每個自由電荷的電荷量q、定向移動的速率大小v，還與導(dǎo)體的橫截面積S有關(guān).(2)v表示電荷定向移動的速率.自由電荷在不停地做無規(guī)則的熱運動，其速率為熱運動的速率，電流是自由電荷在熱運動的基礎(chǔ)上向某一方向定向移動形成的.,延伸閱讀三種速率的比較(1)電子定向移動速率：也是公式IneSv中的v，大小約為105m/s.(2)電流的傳導(dǎo)速

7、率：就是電路中建立恒定電場的速率，大小為光速c3108m/s.(3)電子熱運動的速率：電子做無規(guī)則熱運動的速率，大小約為105m/s.由于熱運動向各個方向運動的機會相等，故此運動不能形成電流.,例2導(dǎo)線中的電流是1A，導(dǎo)線的橫截面積為1mm2.(1)在1s內(nèi)，有多少個電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e1.61019C)?答案6.251018個,(2)自由電子的平均移動速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.51028個自由電子)?答案7.35105m/s,解析,答案,解析,答案,(3)自由電子沿導(dǎo)線移動1m，平均要多少時間？答案3.78h,針對訓(xùn)練2如圖4所示，一根截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶

8、有負(fù)電荷，每米電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為,圖4,解析,答案,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對電源的理解)關(guān)于電源的以下說法，正確的是A.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運到正極，從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差B.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由正極不斷地搬運到負(fù)極，從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢差C.只要電路中有電源，電路中就一定有電流D.電源實質(zhì)上也是一個用電器，也需要外界提供能量,答案,1,2,3,解析,1,2,3,解析電源的作用是維持正、負(fù)極之間恒定的電勢差，外電路中自由電子在電場力的作用下向正極移動，在電源內(nèi)部，需要將電子由正極不斷地搬運到負(fù)極，故A錯，B對.電路中有電流不僅需要電源，還需要電路是閉合的，兩者缺一不可，故C錯.電源是對電路提供能量的裝置，故D錯.,2.(對I的理解和應(yīng)用)電路中有一電阻，通過電阻的電流為5A，當(dāng)通電5分鐘時，通過電阻橫截面的電子數(shù)為A.1500個B.9.3751019個C.9.3751021個D.9.3751020個,答案,1,2,3,3.(對電流微觀表達(dá)式的理解和應(yīng)用)有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時間內(nèi)通過乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲的2倍，以下說法正確的是A.甲、乙兩導(dǎo)