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1、,高中物理选修3-1人教版,第二章 恒定电流,第一讲 电源和电流,目标定位,电源和电流,了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.,理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式qIt分析相关问题.,从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系,1,2,3,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,预习导学,1. 电子 电势差,2. 电势差,一、电源,想一想：既然电荷的定向移动形成电流，那么“电流传导的速率”是不是电子从负极到达正极的速率呢？,答案：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
2、由电荷在电场力的作用下共同定向移 动，并不是电子瞬间从电源运动到用电器.,1（1）电源 导线 （2）电场强度,2. （1）方向 （2）单位 电荷量 电流强度,二、恒定电流,电源和电流,3. 电荷量 4. 安培 103 106 5. 正电荷 相反,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,一、对电源、电流的理解,1. 电路、电源、电流,电路：四个基本部分组成：电源、开关、导线和用电器,电流：导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流,2形成持续电流的条件：,电源：作用是在电路中提供持续的电压.,电源和电流,(1)电路中有电源,(2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来,目
3、标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 1 下列关于电源的说法正确的是() A电源就是电压 B电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差 C与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极,解析,两个完全不同的概念,电源和电流,-,由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成。,BD,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,1电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量是标量,2电流定义式：,电源和电流,二、对公式Iq/t的理解与应用,I 是电流的定义式，电流与电量无
4、正比关系，电流与时间也无反比 关系“电量越大电流越大”，“时间越长电流越小”等这些说法都 是错误的,3在应用I 计算时注意：,(1)各个物理量的单位都用国际制单位,(2)电量q与时间t要对应,(3)要分清形成电流的自由电荷的种类对金属来讲，是自由电子的定 向移动，电量q为通过横截面的自由电子的电量.对电解液来讲，是正、 负离子同时向相反方向定向移动的，电量q为正、负离子电荷量绝对 值之和,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动， 方向如图所示如果测得2s内分别有1.01018个正离子和1.0 1018个负离子通过溶液内部的横截
5、面M，则溶液中电流的方向如 何？电流多大？,电源和电流,解析,电学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,I,即由A指向B,I,0.16 A,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,在电解液中t时间内的电荷量指正、负两种离子电荷量的绝对值之和,课堂讲义,三、电流的微观意义,电源和电流,1建立模型：,如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体长为l，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.,2理论推导：,AD导体中的自由电荷总数：NnlS,总电荷量QNqnlSq,所有这些电荷都通过横截面D所需要的
6、时间：tl/v,根据公式qIt.,可得：导体AD中的电流：,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,三、电流的微观意义,电源和电流,3结论：,从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每 个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截 面积有关,4区分三种不同的速率,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 3 铜的摩尔质量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子平均定向移动速率为() A光速c BI/(neS) CI/(neSm) DmI/(neS),电源和电流,s,假设电子的定向移动的速率为v,解析
7、,在t秒内通过导体横截面的自由电子数,vtS中的自由电子数,由,D,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 3 铜的摩尔质量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子平均定向移动速率为() A光速c BI/(neS) CI/(neSm) DmI/(neS),电源和电流,s,D,借题发挥,导体中的电荷定向移动的速率远小于光速所以请同学们留意身边实际，注意正确地理解.,有许多同学会错选A.,这是对生活现象中：“电路一接通，很远处的用电器就能立即开始工作”的错误认识.,这种现象的实质是因为电场以光速传播，而不是电荷运动过去 .,目标定位
8、,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,1下列有关电源的电路中,导线内部的电场强度的说法中正确的是() A导线内部的电场就是电源所形成的电场 B在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零,所以导线内部的电场不是稳定的 C因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零 D导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状 态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的,对电源、电流的理解,电源和电流,-,-,+,A,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,B,_,_,_,_,_,电源,假设在电源正、负极之间连一根导线,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点
9、练习,对点练习,1下列有关电源的电路中,导线内部的电场强度的说法中正确的是() A导线内部的电场就是电源所形成的电场 B在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零,所以导线内部的电场不是稳定的 C因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零 D导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状 态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的,对电源、电流的理解,电源和电流,假设在电源正、负极之间连一根导线,导线内很快形成沿导线方向的电场,D,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,公式Iq/t的理解与应用,解析,C,2电路中有一电阻，通过电
10、阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为() A1 500个 B9.3751019个 C9.3751021个 D9.3751020个,电源和电流,根据电流的定义式,n 9.3751021个,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,3如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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() Aqv B q/t CqvS Dqv/S,电流的微观意义,电源和电流,解析,1 s内棒通过的长度lvt,总电荷量Qqlqvt,由I qv,A,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,再见,
