21電源和電流學(xué)生用

1、【學(xué)習(xí)課題】§2.1 電源和電流【學(xué)習(xí)材料】選修 3-1P41 43【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的建立2知道恒定電流的概念, 理解電流的定義和單位.3從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系?！绢A(yù)習(xí)作業(yè)】一、認(rèn)識(shí)電源：1、如圖所示，為帶等量異種電荷的導(dǎo)體球，如果用一導(dǎo)線將其連接，請(qǐng)分析會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象。原因是什么？這種現(xiàn)象能一直持續(xù)下去嗎？最后的結(jié)果怎樣？2、如果想要電子持續(xù)的移動(dòng)，你能想個(gè)什么辦法嗎？看看右圖，它會(huì)給你帶來(lái)啟發(fā)嗎？3我們把圖中P 稱為 _。它的作用就是將自由電子從搬遷到，從而使 A 、B兩端保持一定的，使電路中有電流。二、恒定

2、電場(chǎng)：1、導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是由和等電路元件積累電荷共同產(chǎn)生的結(jié)果。2、導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向處處與導(dǎo)線_。3、由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱為。三、恒定電流：1、電流是怎樣形成的？閉合電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是什么？2、稱為恒定電流。3、電流的定義式：?！菊n堂小結(jié)】一、電源1、導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生_形成電流注意：金屬導(dǎo)體中的自由電荷是，帶電。2、電源的作用：思考與討論： 把一個(gè)金屬導(dǎo)體的兩端與具有不同電勢(shì)的帶電物體接觸，導(dǎo)體中的電荷將怎樣運(yùn)動(dòng)？二、恒定電場(chǎng)1、定義：2、基本性質(zhì)：3、導(dǎo)線中合電場(chǎng)沿方向，電場(chǎng)線和導(dǎo)線。三、電流1形成電流的條件： （ 1）；（ 2）2物理意義：3、定義

3、：定義式：4單位：國(guó)際單位：，符號(hào)；常用單位：毫安()、微安 ()1 A mAA.5電流方向：規(guī)定電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较蜃⒁猓航饘賹?dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向；電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向，但正負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是的，此時(shí)I=q/t中， q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量。電流雖有大小和方向，但電流是。四、電流的微觀表達(dá)式1電流的微觀表達(dá)式為I 推導(dǎo)：如圖所示， AD表示粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)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(dòng)的速率為v，導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q.設(shè) A 端自由電荷經(jīng)過(guò)

4、時(shí)間t 到達(dá) D 端， t=， 該 t 也是 AD段導(dǎo)體中所有電荷通過(guò) D 端的所用時(shí)間AD導(dǎo)體中自由電荷的總個(gè)數(shù)：AD導(dǎo)體中自由電荷的總電荷量：Q=導(dǎo)體中的電流I=/=2三種速率的區(qū)別(1) 電流傳導(dǎo)速率：等于光速（ 3× 108m/s）。電路一接通，電路中各處以真空中的光速建立恒定電場(chǎng)，在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電荷幾乎同時(shí)開(kāi)始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成電流(2) 電子定向移動(dòng)速率：電荷定向移動(dòng)形成電流，該移動(dòng)速率一般數(shù)量級(jí)為10 5 m/s.(3) 電子熱運(yùn)動(dòng)速率：構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故不能形成電流，常溫下，

5、電子熱運(yùn)動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)為105 m/s.例 1.有一條橫截面積 S=1mm 2 的銅導(dǎo)線 ,通過(guò)的電流 I=1A 。已知銅的密度 =8. 9× 103kg/m3, 銅的摩爾質(zhì)量 M=6.4× 10-2 kg/mol, 阿伏加德羅常數(shù) NA=6.02 × 1023mol-1 , 電子的電量 e=-1.6 ×2510-19 C。在這個(gè)問(wèn)題中可以認(rèn)為導(dǎo)線中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率?！菊n堂練習(xí)】1 如果導(dǎo)線中的電流為1 mA，那么 1 s 內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少？2 原子中的電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)可以等效為環(huán)形電流。設(shè)

6、氫原子的電子以速率v 在半徑為r 的圓周軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，電子的電荷量為e，等效電流有多大？3 下列關(guān)于電源的說(shuō)法正確的是()A電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B電源的作用是使電源的正負(fù)極保持一定量的正、負(fù)電荷，維持一定的電勢(shì)差C與電源相連的導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源正、負(fù)極上的電荷形成的D在電源內(nèi)部正電荷由負(fù)極流向正極，負(fù)電荷由正極流向負(fù)極4. 電路中每分鐘有60 萬(wàn)億個(gè)自由電子通過(guò)橫截面積為0.64 × 10 6 m2 的導(dǎo)線，那么電路中的電流是 ()A 0.016 AB 1.6 mAC 16 AD0.16 A5. 某電解池中，若在2 s 內(nèi)各有 1.0 × 1019 個(gè)二

7、價(jià)正離子和 2.0× 1019 個(gè)一價(jià)負(fù)離子相向通過(guò)某截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()A 0B0.8 AC1.6 AD3.2 A6. 一個(gè)半徑為 r 的細(xì)橡膠圓環(huán)，均勻的帶上電荷量為Q（ C）的負(fù)電荷，當(dāng)它以角速度繞中心軸線順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中的等效電流大小為（）A.Q B.Q/2C.Q /2 D.2 Q / 【課后練習(xí)】7下列說(shuō)法中正確的是 ()A 電流的方向就是電荷移動(dòng)的方向B在某一直流電源的外電路上，電流的方向是從電源正極流向負(fù)極C電流都是由電子的移動(dòng)形成的D電流是有方向的量，所以是矢量8關(guān)于電流，下列說(shuō)法中哪些是正確的（）A 、通電導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率等于電流的傳

8、導(dǎo)速率；B、金屬導(dǎo)線中電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，導(dǎo)線中的電流就越大；C、電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向；D、國(guó)際單位制中，電流是一個(gè)基本物理量，其單位“安培”是基本單位。9關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確的是（）A 通過(guò)導(dǎo)線截面的電量越多，電流越大B電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流越大C單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電量越多，導(dǎo)體中的電流越大D因?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流是矢?0對(duì)于有恒定電流通過(guò)的導(dǎo)體，下列說(shuō)法正確的是（）A 導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B 導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體C導(dǎo)體兩端有恒定的電壓存在D 通過(guò)導(dǎo)體某個(gè)截面的電量在任何相等的時(shí)間內(nèi)都相等11有一橫截面積為S 的鋁導(dǎo)線，當(dāng)有電壓加在該導(dǎo)線上時(shí)，導(dǎo)線中的電

9、流強(qiáng)度為I 。設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n 個(gè)自由電子，電子電量為e，此時(shí)電子定向移動(dòng)的速度為v，則在 t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（）A nvS tB nv tC ItD I teSe12在某次閃電中，持續(xù)的時(shí)間約0.005s，所形成的平均電流約6× 104A 。若閃電過(guò)程中流動(dòng)的電量以0.5A 的電流通過(guò)電燈，可供燈照明的時(shí)間為s13在彩色電視機(jī)的顯像管中，從電子槍射出的電子在加速電壓U 作用下被加速，且形成電流為 I 的平均電流，若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設(shè)電子質(zhì)量為m，電量為 e，進(jìn)入加速電場(chǎng)之前的初速不計(jì)，則t 秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為?！具x

10、做題】14給一粗細(xì)不均勻的同種材料制成的導(dǎo)體通電，下列說(shuō)法正確的是()A粗的地方電流大，細(xì)的地方電流小B粗的地方電荷定向移動(dòng)速率大，細(xì)的地方小C各處的電流大小相同D粗的地方電荷定向移動(dòng)速率小，細(xì)的地方大15關(guān)于電源的作用，下列說(shuō)法正確的是()A電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷B電源的作用是能直接釋放出電能C電源的作用就是能保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流D電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)16金屬導(dǎo)體中有電流時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的速率為v1，電子熱運(yùn)動(dòng)速率為v2，電流的傳導(dǎo)速率為v3，則 ()A v1 最大B v2 最大26C v3最大D無(wú)法確定(1) 在 1 s 內(nèi)，有多少個(gè)電子

11、通過(guò)導(dǎo)線的橫截面( 電子電荷量e1.6 × 10 19C)?17在示波管中，電子槍2 s 內(nèi)發(fā)射了 6× 1013 個(gè)電子，則示波管中電流的大小為()(2) 自由電子的平均移動(dòng)速率是多大( 設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有 8.5× 1028 個(gè)自由電子 )?A4.8 ×106 AB 3× 1013 A(3) 自由電子沿導(dǎo)線移動(dòng)1 cm ，平均要多少時(shí)間？C9.6 ×106 AD 3× 106 A18有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，乙是甲的兩倍，以下說(shuō)法中正確的是()A甲、

12、乙兩導(dǎo)體的電流相同B乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍25已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為 m，氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為r 的勻C乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的兩倍速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？D甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相等19北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中的電流為10 mA時(shí)，若電子的速率為十分之一光速，則在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為()A 5.0 × 1011B 5× 1019C 1.0 × 1013D 1.0 × 10320如圖所示，一根橫截面積為S 的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上均

13、勻帶有負(fù)電荷，每米電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速率為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為()A vqqB. vC qvSD qv/ S21如圖所示，電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液，ts內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是1，負(fù)離n子數(shù)是 n2，設(shè)基元電荷為e，以下解釋中正確的是()A正離子定向移動(dòng)形成電流方向從A B，負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向從B AB溶液內(nèi)正負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流抵消C溶液內(nèi)電流方向從 ，電流12I nn eAB2tD溶液內(nèi)電流方向A B，電流 I n1 n2 et22來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子( 初速度為零 ) ，經(jīng)一直線加速器加速， 形成電流為I 的細(xì)柱形質(zhì)子流 已知質(zhì)子源與靶間的距離為d，質(zhì)