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1、物理选修3-1第二章恒定电流导学案2.1 电源和电流导学案【学习目标】1了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。初步体会动态平衡的思想。2理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。3经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，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。【重点难点】理解电源的作用，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。【学法指导】认真阅读教材，观察插图，体会电源的作用和电流的形成过程 【知识链接】1结合课本图2.1-1，请说明电源在电路中的作用。2什么是恒定电场？ 3恒定电流如何定义？ 【学习过程】探究1、如何
2、形成持续电流A、有AB两个导体，分别带等量异种电荷，它们的周围存在着电场。如果在它们之间连接一条导线R，导线中的自由电荷将如何移动？B、导线中有电流吗？如果有是瞬时的还是持续的？电流方向如何？C、请类比下面水流装置体会电源作用。 例1下例关于电源的说法正确的是（ ）A电源是将其他形式的能转化为电能的装置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探究2恒定电场你知道导线R中电场的方向吗？导线中的电场仅由电源产生吗？1如何定义恒定电场？恒定电场是不是匀强电场？2如何
3、形成恒定电场？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。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。3恒定电场的特点： 例2下例说法正确的是（ ）A导体中电荷运动就是形成了电流B在国际单位制中，电流的单位是AC电流有方向，它是一个矢量D任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在小结： 探究3恒定电流由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.大小方向都不随时间变化
4、的电流称为恒定电流1什么是电流？ 2形成电流的条件是什么？ 3电流的定义？ 4定义式？物理意义？单位？ 5方向的规定？实际方向？标矢量性？ 注意（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。（2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；（3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。例1在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为_；例2某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电
5、流为_探究4电流的微观表达式在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C 已知：n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率在时间t内通过导体某截面的电量为: 所形成的电流为 例题：有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度=8.9103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,电子的电量e=-
6、1.610-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.思考题如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率3108m/s.【学习反思】电流的定义是什么？如何规定电流的方向？一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横截面的电子有多少个？【训练测试】1下列说法中正确的是()A导体中电荷运动就形成了电流B在国际单位制中，电流的单位是AC电流有方向，它是一个矢量D任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在2以下说法正确的是(
7、)A只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流B金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下定向移动形成的C电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了3电流通过生命机体或多或少都能传导，其电流的传导主要是靠()A自由电子导电B离子导电C电解质的水溶液导电D质子导电4一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说()A1h电池供给8C的电量B1 000s电池供给8C的电量C1s电池供给8C的电量D1min电池供给8C的电量5某金属导体的某横截面上，在5s内通过了1.251019个电子，则通过该金属导体的电流为_A.6如图所示，
8、在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内有1.01018个Na和Cl通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？7光电管的阳极A和阴极K之间加U2.5V的电压时，光电流的最大值为0.64A，求每秒内由光电管阴极K发射的电子数2.2 电动势导学案【学习目标】1理解电动势的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。2从能量转化的角度理解电动势的物理意义。【重点难点】理解电动势的概念及定义式。【学法指导】认真阅读教材，体会电动势的物理意义 【知识链接】1电源的作用是什么？ 2电流的定义式是怎样的？【学习过程】一、非静电力1定义：_.2电源：通过非静电力
9、做功把_转化为_的装置。理解电源的作用利用下图来类比，以帮助我们理解电路中的能量问题。当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力来实现该过程。抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。电源中的非静电力的存在及其作用类似于此。两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于 ，重力势能相当于 ，抽水机相当于 。二、电源的参数电动势、电阻1电源的电动势E（1）物理意义：反映不同电源把_的能转化为_本领大小的物理量。（2）定义：电动势指在电源内部，非静电
10、力把正电荷由_ 移到_ ，非静电力所做的功_ 与 _ 的比值，即E=_ 单位_.电源电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。2电源内阻r电源内部也是有_构成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源内阻。3电源（池）的几个重要参数电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。内阻（r）:电源内部的电阻。容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：Ah，mAh.【训练测试】1关于电源的电动势，下面叙述正确的是()A电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化C电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量D在闭合
11、电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大2以下说法中正确的是()A在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加3关于电压与电动势的说法中正确的是()A电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B电动势就是两板间的电压C电动势公式E中的W与电压U中的W是一样的，都是电场力做的功D电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量4如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2V，这表示()A电路通过1C的电荷量，电源把1.2J其他形式能转化为电能B电源在每秒内把1.2J其他形式能转化为电能C该电源比电动势为1.5V的干电池做功少D该电源与电动势为1.5V的干电池相比，通过1C电荷量时转化为电能少5一台发电机用0.5A的电流向外输电，在1min内有180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为 ()A6VB360VC120V D12V6如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是 ()A该电池的容量为500mAhB该
