版高中物理-2.1-電源和電流課件選修3-1

1、1電源和電流電源和電流第二章第二章學習目標定位學習目標定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識自主梳理知識自主梳理3重點難點突破重點難點突破4考點題型設(shè)計考點題型設(shè)計6課課 時時 作作 業(yè)業(yè)8課堂知識構(gòu)建課堂知識構(gòu)建5易錯案例剖析易錯案例剖析7學習目標定位學習目標定位理解電源的形成過程，知道電源在電路中的作用理解電源的形成過程，知道電源在電路中的作用理解恒定電場和恒定電流的形成過程。知道恒定電理解恒定電場和恒定電流的形成過程。知道恒定電場與靜電場相同場與靜電場相同掌握電荷量、電流、通電時間等物理量之間的關(guān)系掌握電荷量、電流、通電時間等物理量之間的關(guān)系課堂情景切入課堂情景切入雷鳴電閃時，強大的電流使

2、天空發(fā)出耀眼的閃光，但持續(xù)雷鳴電閃時，強大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光，但持續(xù)極短的時間，而手電筒的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光。怎樣才能使電極短的時間，而手電筒的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光。怎樣才能使電路中保持持續(xù)的電流呢？路中保持持續(xù)的電流呢？知識自主梳理知識自主梳理電源電源1.定義定義電源是不斷把負電荷從電源是不斷把負電荷從_搬運到搬運到_從而維持正從而維持正負極之間一定負極之間一定_的裝置。的裝置。2電源的作用電源的作用(1)維持電路的兩端有一定的維持電路的兩端有一定的_。(2)使電路中保持使電路中保持_電流。電流。正極正極負極負極電勢差電勢差電勢差電勢差持續(xù)持續(xù)恒定電場恒定電場1.定義定義由電路中穩(wěn)定分

3、布的由電路中穩(wěn)定分布的_所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場。所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場。2形成形成當電路達到穩(wěn)定時，導線中的電場是由當電路達到穩(wěn)定時，導線中的電場是由_、_等電路元件所積累的電荷共同形成的。等電路元件所積累的電荷共同形成的。3特點特點任何位置的任何位置的_都不隨時間發(fā)生變化。都不隨時間發(fā)生變化。電荷電荷電源電源導線導線電場強度電場強度1.電流電流(1)概念：電荷的概念：電荷的_形成電流。形成電流。(2)物理意義：反映了電流的物理意義：反映了電流的_程度。程度。(3)符號及單位：用符號符號及單位：用符號_表示，單位是表示，單位是_，符，符號為號為_。常用的電流單位還有。常用的電流單位還有_ (mA)、_(A

4、)，換，換算關(guān)系為：算關(guān)系為：1A103mA106A。(4)表達式：表達式：_。(5)電流的方向：規(guī)定電流的方向：規(guī)定_定向移動的方向為電流的方定向移動的方向為電流的方向，負電荷定向移動的方向為電流的向，負電荷定向移動的方向為電流的_。恒定電流恒定電流定向移動定向移動強弱強弱安培安培A毫安毫安微安微安正電荷正電荷反方向反方向2恒定電流恒定電流(1)概念：大小、方向都概念：大小、方向都_的電流。的電流。(2)形成：恒定電場使自由電荷定向移動速率形成：恒定電場使自由電荷定向移動速率_，自，自由電荷與導體內(nèi)不動的粒子碰撞，阻礙自由電荷定向移動，使由電荷與導體內(nèi)不動的粒子碰撞，阻礙自由電荷定向移動，使

5、自由電荷速率自由電荷速率_，最終表現(xiàn)為自由電荷，最終表現(xiàn)為自由電荷_不變。不變。3電流的微觀表達式電流的微觀表達式I_。不隨時間變化不隨時間變化增加增加減小減小平均速率平均速率nqSv重點難點突破重點難點突破一、對電流的理解一、對電流的理解1電流的形成條件電流的形成條件(1)產(chǎn)生電流的條件：導體兩端有電壓。產(chǎn)生電流的條件：導體兩端有電壓。(2)形成持續(xù)電流的條件：導體兩端有持續(xù)電壓。形成持續(xù)電流的條件：導體兩端有持續(xù)電壓。2電流的方向電流的方向規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向移動的方向與電流的方向相反，金屬導體中自由移動的電荷

6、是移動的方向與電流的方向相反，金屬導體中自由移動的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。 4電流是標量電流是標量電流雖然有方向但是它遵循代數(shù)運算法則，電流不是矢量電流雖然有方向但是它遵循代數(shù)運算法則，電流不是矢量而是標量。而是標量。特別提醒特別提醒計算電流時，要注意定向移動的電荷種類，是計算電流時，要注意定向移動的電荷種類，是正電荷或負電荷，還是正、負電荷同時存在。正電荷或負電荷，還是正、負電荷同時存在。(綿陽南山中學綿陽南山中學20132014學年高二上學期期中學年高二上學期期中)關(guān)于電關(guān)于電流，下列說法正確的是流，下列

7、說法正確的是()A只要有可以自由移動的電荷，就能存在持續(xù)的電流只要有可以自由移動的電荷，就能存在持續(xù)的電流B金屬導體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導體內(nèi)的電場作金屬導體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導體內(nèi)的電場作用下形成的用下形成的C單位時間內(nèi)通過導體橫截面單位面積的電荷量越多，單位時間內(nèi)通過導體橫截面單位面積的電荷量越多，電流就越大電流就越大D電流的方向與電荷定向移動的方向相同電流的方向與電荷定向移動的方向相同答案：答案：B解析：解析：產(chǎn)生電流的條件：導體兩端存在電壓、閉合回路，產(chǎn)生電流的條件：導體兩端存在電壓、閉合回路，故故A錯誤；導體兩端存在電壓，就會在導體中形成電場，自由錯誤；導體兩端存在電壓，就

8、會在導體中形成電場，自由電子在電場力的驅(qū)動下定向移動形成電流，故電子在電場力的驅(qū)動下定向移動形成電流，故B正確；單位時正確；單位時間內(nèi)通過導體橫截面積的電量越多，導體的電流越大，故間內(nèi)通過導體橫截面積的電量越多，導體的電流越大，故C錯錯誤；電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，故誤；電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，故D錯誤。錯誤。二、電流的微觀解析二、電流的微觀解析1電流的微觀表達式電流的微觀表達式(1)題設(shè)題設(shè)如圖所示，如圖所示，AB表示粗細均勻的一段導體，兩端加一定的表示粗細均勻的一段導體，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的

9、速率為v，設(shè)導體，設(shè)導體的長度為的長度為L，橫截面積為，橫截面積為S，導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為，導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為，每個自由電荷的電荷量為q。2三種速率的比較三種速率的比較電子定向電子定向移動的速率移動的速率電子熱運動的速率電子熱運動的速率電流傳導速率電流傳導速率物物理理意意義義電流是自由電荷電流是自由電荷的定向移動形成的定向移動形成的，的，IneSv，其，其中中v就是電子定向就是電子定向移動的速率，其移動的速率，其大小與導體兩端大小與導體兩端的電壓及導體本的電壓及導體本身的因素有關(guān)。身的因素有關(guān)。構(gòu)成導體的電子在構(gòu)成導體的電子在永不停息地做無規(guī)永不

10、停息地做無規(guī)律運動，由于熱運律運動，由于熱運動向各個方向的機動向各個方向的機會相等，故不能形會相等，故不能形成電流。溫度越成電流。溫度越高，電子熱運動的高，電子熱運動的平均速率越大。平均速率越大。閉合開關(guān)的瞬間，電路閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中光速建中各處以真空中光速建立恒定的電場，在恒定立恒定的電場，在恒定電場的作用下，電路中電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個時開始定向移動，整個電路也幾乎同時形成了電路也幾乎同時形成了電流。電流。大大小小一般數(shù)量級為一般數(shù)量級為105m/s常溫下其數(shù)量級為常溫下其數(shù)量級為105m/s等于光速，即恒為等于光速

11、，即恒為3108m/s特別提醒特別提醒電流的形成是電子在速率很大的無規(guī)則熱運動電流的形成是電子在速率很大的無規(guī)則熱運動上附加一個速率很小的定向移動，電路閉合時，瞬間在系統(tǒng)中上附加一個速率很小的定向移動，電路閉合時，瞬間在系統(tǒng)中形成電場，使導體中所有自由電荷同時定向移動，并不是電荷形成電場，使導體中所有自由電荷同時定向移動，并不是電荷瞬間從電源運動到用電器。瞬間從電源運動到用電器。下列關(guān)于電流的說法中，正確的是下列關(guān)于電流的說法中，正確的是()A金屬導體中，電流的傳導速率就是自由電子定向移動金屬導體中，電流的傳導速率就是自由電子定向移動的速率的速率B導體兩端電勢差增大時，電流增大，電流的傳導速率

12、導體兩端電勢差增大時，電流增大，電流的傳導速率也增大也增大C電路接通后，自由電子由電源出發(fā)只要經(jīng)過一個極短電路接通后，自由電子由電源出發(fā)只要經(jīng)過一個極短的時間就能到達用電器的時間就能到達用電器D通電金屬導體中，電流的傳導速率比自由電子的定向通電金屬導體中，電流的傳導速率比自由電子的定向移動速率大得多移動速率大得多答案：答案：D解析：解析：電荷的定向移動形成電流，電流在金屬導體中的傳電荷的定向移動形成電流，電流在金屬導體中的傳導速率等于光速，而金屬導體中自由電子的定向移動速率比光導速率等于光速，而金屬導體中自由電子的定向移動速率比光速小得多，速小得多，A、B、C錯，錯，D對。對。課堂知識構(gòu)建課堂

13、知識構(gòu)建考點題型設(shè)計考點題型設(shè)計 已知電子的電荷量為已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，氫原子的電，氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少？子運動形成的等效電流大小為多少？對電流的理解及計算對電流的理解及計算點評：點評：解決這個題的關(guān)鍵是選取合適的過程，考慮到電子解決這個題的關(guān)鍵是選取合適的過程，考慮到電子運動的周期性，選取一個周期是最簡潔的。運動的周期性，選取一個周期是最簡潔的。如圖所示，耀眼的閃電和震耳如圖所示，耀眼的閃電和震耳的雷鳴有時會使樹木、房屋受到嚴的雷鳴有時會使樹木、房

14、屋受到嚴重破壞，在一次雷電中，在重破壞，在一次雷電中，在0.1s時間時間內(nèi)有內(nèi)有30C電荷從一個云層移到另一個電荷從一個云層移到另一個云層，則平均電流為云層，則平均電流為_。答案：答案：300A (湖南師大附中湖南師大附中20132014學年高二期中學年高二期中)橫截橫截面積為面積為S的導線中通有電流的導線中通有電流I，已知導線每單位體積中有，已知導線每單位體積中有n個自個自由電子，每個自由電子的電荷量是由電子，每個自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動的速，自由電子定向移動的速率是率是v，則在時間，則在時間t 內(nèi)通過導線橫截面的電子數(shù)是內(nèi)通過導線橫截面的電子數(shù)是()電流微觀表達式的應用電流微

15、觀表達式的應用答案：答案：AC如圖所示，將左邊的銅導線與右邊的鋁導線連接起來，如圖所示，將左邊的銅導線與右邊的鋁導線連接起來，已知鋁導線的橫截面積是銅導線橫截面積的兩倍，在銅導線已知鋁導線的橫截面積是銅導線橫截面積的兩倍，在銅導線上取一個截面上取一個截面A，在鋁導線上取一個截面，在鋁導線上取一個截面B，若在，若在1秒內(nèi)垂直地秒內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩個截面的通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩個截面的()A電流相等電流相等B電流不相等電流不相等C自由電子定向移動的速率相等自由電子定向移動的速率相等D自由電子定向移動的速率不相等自由電子定向移動的速率不相等答案：答案：AD易錯案例剖析易錯案例剖析易錯點：易錯點：在電