资源简介

电源和电流
一、复习：静电场
二、学习目标
理解电源的作用
理解恒定电场的形成过程
理解电流的微观解释
三、学习重点、难点。
（重点）明确电源在直流电路中的作用，理解导线中恒定电场的建立，知道恒定电流的概念和描述电流强弱的物理量——电流。
（难点） 电流微观表达式的建立
四、完成目标
【聚焦目标一】自主学习
任务一：电荷的定向移动形成电流，如何才能在电路中保持持续的电流呢？阅读教材“电源”标题下的内容，思考并回答以下问题：
1.列举生活中的电源？总结电源的的作用是什么？
2.为什么雷鸣闪电时，强大的电流只能存于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？
【聚焦目标二】（小组讨论，课堂展示）
任务二：电荷周围有电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷的运动一定是由于电场作用的结果。阅读教材“恒定电流”标题下的内容，思考并回答以下问题：
1.电源两极、导线、用电器等积累的电荷是怎样分布的？
2.什么是恒定电场？恒定电场有什么特点？
3.在恒定电场中，导体内的电荷在运动过程中速率如何变化？
什么是恒定电流？请同学们阐述电流的概念；大小；方向；物理意义；矢、标性；单位及电流形成的条件。
【聚焦目标三】（小组讨论，课堂展示）
核心素养培养
合作探究
如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长度为L，两端加上恒定电压，导体中形成恒定电场，导体中的自由电子在恒定电场的作用下定向移动，设定向移动的速率为v，导体中每个单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为q，导体的横截面积为s，则AB中的总自由电子数N= ；总电荷量为Q= ；
(
A
D
)
利用电流的公式得出电流的微观解释；
问题一：有一横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度ρ=8.9×103Kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2Kg/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1，电子电量e=-1.6×10-19C。每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速度。
问题二：根据以上计算得出的速率，自由电子通过一条1m长的导线需要3个多小时！但实际上我们在闭合开关的瞬间，即便在千里之外也几乎同时就有了电流，如何解释这一现象？
阅读以下材料，理解三种速率
1.电子定向移动的速率：导体中的自由电荷在恒定电场的作用下做加速运动，而运动过程中与导体内不动的粒子碰撞后会减速，自由电荷定向运动的平均速率是稳定的，把平均速率称为定向移动速率，其数量级大约为10-5m/s
2.电子热运动速率：任何物质的分子都在永不停息地做无规则运动，导体内的自由电子也不例外，由于热运动向各个方向运动的机会是均等的，故不能形成电流，因此热运动对形成电流不起作用。热运动速率的数量级是105m/s。
3.电流传导速率：闭合电路的瞬间，电路中导体各处以光速建立恒定电场，在恒定电场作用下，导体内所有的自由电荷几乎同时开始定向移动，形成电流，这也就不奇怪定向移动速率那么小而电流传播的又那么快了，电流传导速率为3×108m/s
总结对三种速率的比较
五、检测目标
1.对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是（ ）
A.导体内部的电场强度为0
B.导体是等势体
C.导体两端有恒定的电压存在
D.通过导体某个截面的电荷量在任何相等的时间内都相等
2.关于电流，下列说法正确的是（ ）
A.由I=q/t知，I与q成正比
B.如果在任意相等时间内通过导体横截面积的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C.因为电流有方向，因而电流是矢量
D.电流的单位“安培”因而电流是矢量
3.对电流概念的正确理解是（ ）
A.通过导体横截面积的电荷量越多 ，电流越大
B.导体的横截面积越大，电流越大
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
D.导体中的自由电荷越多，电流越大
4.关于电源，下列说法正确的是（ ）
A.电源是将电能转化为其他形式能的装置
B.电源是将其他形式能转化为电能的装置
C.电源是把自由电子从正极搬运到负极的装置
D.电源是把自由电子从负极搬运到正极的装置
5.如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB，那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；
⑵电解槽中的电流方向如何？
⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？
⑷电解槽中的电流为多大？
六、课堂小结 今天，你学到了什么？构建本节课思维导图
课后反思：
●训练卡
基础过关练
1.下列说法正确的是(　　)
A.电源的作用是使电路中产生电荷
B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动
C.只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流
D.导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的
2.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.电源的作用是使电路中有持续电流
C.导体内没有电流时,导体内部的电荷没有移动
D.只要将电源连接到物体两端,物体中就会有电流
3.在示波管中,电子枪2 s 内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为(　　)
A.4.8×10-6 A　　　
B.3×10-13 A
C.9.6×10-6 A　　　
D.3×10-6 A
4.某电解池中,若在2 s内各有1.0×1019个一价正离子和2.0×1019个二价负离子沿相反方向通过某截面,那么通过这个截面的电流是(　　)
A.0.8 A　　　
B.3.2 A
C.2.4 A　　　
D.4.0 A
5.闪电是云与云之间、云与大地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。若某次闪电是在云与大地之间发生的,在放电时间t内有n个电子从地面向云层移动,电子的电荷量为e,则下列说法正确的是(　　)
A.该次闪电的放电电流为,方向由地面指向云层
B.该次闪电的放电电流为,方向由云层指向地面
C.该次闪电的放电电流为,方向由地面指向云层
D.该次闪电的放电电流为,方向由云层指向地面
6.(多选)如图是某品牌电动汽车的标识牌,以下说法正确的是(　　)
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A.该电池的容量为60 A·h
B.若该电池以6 A的电流放电,可以工作10 h
C.若该电池以6 A的电流放电,可以工作60 h
D.该电池充满电可贮存的电荷量为60 C
能力提升练
1.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷,单位长度内电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为(　　)
vq　　　
B.　　　
C.vqS　　　
D.
2.(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,关于由环产生的等效电流,下列判断正确的是(　　)
A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变大
D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变小
3.电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的电子沿半径为r的圆形轨道运动,已知电子的质量为m,电子的电荷量为e,静电力常量为k,则等效电流的大小为(　　)
A. 　　　B.
C. 　　　D.
4.一根导线的横截面积为S,已知该导线材料的密度为ρ,摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个原子只提供一个自由电子,该导线中自由电子定向移动速率为v,则通过的电流为(　　)
A.　 B.　
C.　 D.
5.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,等效电流为I;质子的质量为m,电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是(　　)
　　　B.
C. 　　　D.

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