版高中物理21电源和电流选修

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1、学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计6课 时 作 业8课堂知识构建5易错案例剖析7第1页/共38页第一页，编辑于星期三：十点 五十七分。学习目标定位第2页/共38页第二页，编辑于星期三：十点 五十七分。理解电源的形成过程，知道电源在电路中的作用理解电源的形成过程，知道电源在电路中的作用理解恒定电场和恒定电流的形成过程。知道恒定电理解恒定电场和恒定电流的形成过程。知道恒定电场与静电场相同场与静电场相同掌握电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系掌握电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系第3页/共38页第三页，编辑于星期三：十点 五十七分。课堂情景切入第4页/共3

2、8页第四页，编辑于星期三：十点 五十七分。 雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但持续极短的时间，而手电筒的小灯泡却能持续发光。怎样才能使电路中保持持续的电流呢？第5页/共38页第五页，编辑于星期三：十点 五十七分。知识自主梳理第6页/共38页第六页，编辑于星期三：十点 五十七分。电源电源 1.定义 电源是不断把负电荷从_搬运到_从而维持正负极之间一定_的装置。 2电源的作用 (1)维持电路的两端有一定的_。 (2)使电路中保持_电流。正极负极电势差电势差持续第7页/共38页第七页，编辑于星期三：十点 五十七分。恒定电场恒定电场 1.定义 由电路中稳定分布的_所产生的稳定电场。 2形成

3、 当电路达到稳定时，导线中的电场是由_、_等电路元件所积累的电荷共同形成的。 3特点 任何位置的_都不随时间发生变化。电荷电源导线电场强度第8页/共38页第八页，编辑于星期三：十点 五十七分。 1.电流 (1)概念：电荷的_形成电流。 (2)物理意义：反映了电流的_程度。 (3)符号及单位：用符号_表示，单位是_，符号为_。常用的电流单位还有_ (mA)、_(A)，换算关系为：1A103mA106A。 (4)表达式：_。 (5)电流的方向：规定_定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的_。恒定电流恒定电流定向移动强弱安培A毫安微安正电荷反方向第9页/共38页第九页，编辑于星期三

4、：十点 五十七分。 2恒定电流 (1)概念：大小、方向都_的电流。 (2)形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率_，自由电荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使自由电荷速率_，最终表现为自由电荷_不变。 3电流的微观表达式I_。不随时间变化增加减小平均速率nqSv第10页/共38页第十页，编辑于星期三：十点 五十七分。重点难点突破第11页/共38页第十一页，编辑于星期三：十点 五十七分。 一、对电流的理解 1电流的形成条件 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。 2电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向

5、与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 第12页/共38页第十二页，编辑于星期三：十点 五十七分。第13页/共38页第十三页，编辑于星期三：十点 五十七分。 4电流是标量 电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，电流不是矢量而是标量。 特别提醒计算电流时，要注意定向移动的电荷种类，是正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时存在。第14页/共38页第十四页，编辑于星期三：十点 五十七分。 (绵阳南山中学20132014学年高二上学期期中)关于电流，下列说法正确的是() A只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流 B金属导体内的持续电流是自由电

6、子在导体内的电场作用下形成的 C单位时间内通过导体横截面单位面积的电荷量越多，电流就越大 D电流的方向与电荷定向移动的方向相同 答案：B第15页/共38页第十五页，编辑于星期三：十点 五十七分。 解析：产生电流的条件：导体两端存在电压、闭合回路，故A错误；导体两端存在电压，就会在导体中形成电场，自由电子在电场力的驱动下定向移动形成电流，故B正确；单位时间内通过导体横截面积的电量越多，导体的电流越大，故C错误；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，故D错误。第16页/共38页第十六页，编辑于星期三：十点 五十七分。 二、电流的微观解析 1电流的微观表达式 (1)题设 如图所示，AB表示粗细均匀的

7、一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度为L，横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。第17页/共38页第十七页，编辑于星期三：十点 五十七分。第18页/共38页第十八页，编辑于星期三：十点 五十七分。 2三种速率的比较电子定向电子定向移动的速率移动的速率电子热运动的速率电子热运动的速率电流传导速率电流传导速率物物理理意意义义电流是自由电荷电流是自由电荷的定向移动形成的定向移动形成的，的，IneSv，其，其中中v就是电子定向就是电子定向移动的速率，其移动的速率，其大小与导体两端大小与导体两端的电压及导体本的电压及导体本

8、身的因素有关。身的因素有关。构成导体的电子在构成导体的电子在永不停息地做无规永不停息地做无规律运动，由于热运律运动，由于热运动向各个方向的机动向各个方向的机会相等，故不能形会相等，故不能形成电流。温度越成电流。温度越高，电子热运动的高，电子热运动的平均速率越大。平均速率越大。闭合开关的瞬间，电路闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速建中各处以真空中光速建立恒定的电场，在恒定立恒定的电场，在恒定电场的作用下，电路中电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电路也几乎同时形成了电流。电流。大大小小一般数量级为一般数量级为

9、105m/s常温下其数量级为常温下其数量级为105m/s等于光速，即恒为等于光速，即恒为3108m/s第19页/共38页第十九页，编辑于星期三：十点 五十七分。 特别提醒电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器。第20页/共38页第二十页，编辑于星期三：十点 五十七分。 下列关于电流的说法中，正确的是() A金属导体中，电流的传导速率就是自由电子定向移动的速率 B导体两端电势差增大时，电流增大，电流的传导速率也增大 C电路接通后，自由电子由电源出发只要经过一个极短的

10、时间就能到达用电器 D通电金属导体中，电流的传导速率比自由电子的定向移动速率大得多第21页/共38页第二十一页，编辑于星期三：十点 五十七分。 答案：D 解析：电荷的定向移动形成电流，电流在金属导体中的传导速率等于光速，而金属导体中自由电子的定向移动速率比光速小得多，A、B、C错，D对。第22页/共38页第二十二页，编辑于星期三：十点 五十七分。课堂知识构建第23页/共38页第二十三页，编辑于星期三：十点 五十七分。第24页/共38页第二十四页，编辑于星期三：十点 五十七分。考点题型设计第25页/共38页第二十五页，编辑于星期三：十点 五十七分。 已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在

11、原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？对电流的理解及计算对电流的理解及计算第26页/共38页第二十六页，编辑于星期三：十点 五十七分。 点评：解决这个题的关键是选取合适的过程，考虑到电子运动的周期性，选取一个周期是最简洁的。第27页/共38页第二十七页，编辑于星期三：十点 五十七分。 如图所示，耀眼的闪电和震耳的雷鸣有时会使树木、房屋受到严重破坏，在一次雷电中，在0.1s时间内有30C电荷从一个云层移到另一个云层，则平均电流为_。 答案：300A第28页/共38页第二十八页，编辑于星期三：十点 五十七分。 (湖南师大附中20132014学年高二期中)

12、横截面积为S的导线中通有电流I，已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间t 内通过导线横截面的电子数是()电流微观表达式的应用电流微观表达式的应用第29页/共38页第二十九页，编辑于星期三：十点 五十七分。 答案：AC第30页/共38页第三十页，编辑于星期三：十点 五十七分。 如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的() A电流相等 B电流不相等 C自由电子定向移动的速率相等 D

13、自由电子定向移动的速率不相等 答案：AD第31页/共38页第三十一页，编辑于星期三：十点 五十七分。第32页/共38页第三十二页，编辑于星期三：十点 五十七分。易错案例剖析第33页/共38页第三十三页，编辑于星期三：十点 五十七分。 易错点：在电解液导电时，忽视正、负离子反向移动对电流的贡献而导致错解 案例：如图所示的电解液接入电路后，在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是()第34页/共38页第三十四页，编辑于星期三：十点 五十七分。第35页/共38页第三十五页，编辑于星期三：十点 五十七分。第36页/共38页第三十六页，编辑于星期三：十点 五十七分。 正确答案：D第37页/共38页第三十七页，编辑于星期三：十点 五十七分。感谢您的观看。第38页/共38页第三十八页，编辑于星期三：十点 五十七分。