《高中物理 第二章 第1节 电源和电流课件 新人教版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第二章 第1节 电源和电流课件 新人教版选修31（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、名师课堂名师课堂一点通一点通第第二二章章恒恒定定电电流流新知预习新知预习巧设计巧设计要点一要点一要点二要点二第第1 1节节电电源源和和电电流流创新演练创新演练大冲关大冲关随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结课下作业综合提升课下作业综合提升1.知道什么是恒定电场，了解电源知道什么是恒定电场，了解电源 在电路中的作用。在电路中的作用。2.理解电流的定义及定义式，知道理解电流的定义及定义式，知道 电流方向的规定及单位。电流方向的规定及单位。3.理解电流的微观表达式，知道电理解电流的微观表达式，知道电 流的决定因素。流的决定因素。定向定向自由电荷自由电荷电势差电势差 (3)电源：电源： 维持电路两端有一定
2、的维持电路两端有一定的 。 在闭合电路中，使导线中的自由电子发生在闭合电路中，使导线中的自由电子发生 ，保持导体内有，保持导体内有 的电流。的电流。电势差电势差定向移动定向移动持续持续 关键一点关键一点金属导体内能发生定向移动的是自由电金属导体内能发生定向移动的是自由电子；而电解液内能发生定向移动的是正、负离子。子；而电解液内能发生定向移动的是正、负离子。2恒定电场恒定电场(1)定义：由稳定分布的定义：由稳定分布的 所产生的稳定的电场。所产生的稳定的电场。电荷电荷图图211 (2)形成：导线中的电场是由电源、导线等电路元件所形成：导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，其场
3、强沿积累的电荷共同形成的，其场强沿 的方向，如图的方向，如图211所示。虽然这些电荷在运动，但有的流走了，另外的所示。虽然这些电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电又来补充，所以电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不随时间变化。场的分布也不随时间变化。 (3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随 变化。变化。导线导线时间时间 关键一点关键一点导体内的恒定电场与静电场特点相同，导体内的恒定电场与静电场特点相同，静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关
4、系，在恒定电场中同样适用。电场中同样适用。大小大小方向方向单位单位 (4)单位：单位： ，符号，符号A。 (5)方向：规定方向：规定 定向移动的方向为电流方向，定向移动的方向为电流方向，或或 定向移动的反方向。定向移动的反方向。 (6)意义：表示意义：表示 的物理量。的物理量。安培安培正电荷正电荷负电荷负电荷电流强弱电流强弱 关键一点关键一点电流虽有大小和方向，但它是标量，其电流虽有大小和方向，但它是标量，其方向是为研究问题方便而人为规定的，其运算不遵从平行方向是为研究问题方便而人为规定的，其运算不遵从平行四边形定则，而是满足标量运算。四边形定则，而是满足标量运算。 试身手试身手夯基础夯基础
5、1分别带正、负电荷的两个导体分别带正、负电荷的两个导体A、B，用导线，用导线R将两导将两导体连接如图体连接如图212所示，导线所示，导线R中的中的_便会在静电力作用下定向移动，导体便会在静电力作用下定向移动，导体B_电电子、导体子、导体A_电子。两导体很快形成等势体，电子。两导体很快形成等势体，导线导线R中只可能存在一个中只可能存在一个_电流。电流。图图212答案：答案：自由电子失去得到瞬时自由电子失去得到瞬时2当电路达到稳定状态时，导线中的电场是由当电路达到稳定状态时，导线中的电场是由_等等电路元件所积累的电荷共同形成，虽然电荷在运动，另电路元件所积累的电荷共同形成，虽然电荷在运动，另外的又
6、来补充外的又来补充(动态平衡动态平衡)。电荷的分布是。电荷的分布是_的，的，电场的分布也是电场的分布也是_的。导线内部的电场线的分布的。导线内部的电场线的分布保持和导线保持和导线_。由稳定分布的电荷所产生的稳定。由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为的电场，称为_。答案：答案：电源和导线稳定稳定平衡恒定电场电源和导线稳定稳定平衡恒定电场3一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是电流较大时，以下说法正确的是 ()A单位体积内自由电子数较多单位体积内自由电子数较多B自由电子定向移动的速率较大自由电子定向移动的速率较大
7、C自由电子的热运动速率较大自由电子的热运动速率较大D电流的传导速度较大电流的传导速度较大解析：解析：对同一根导线单位体积内的自由电子数是一样的，对同一根导线单位体积内的自由电子数是一样的，A错误；电流和自由电子的定向移动的速率有关，与自由错误；电流和自由电子的定向移动的速率有关，与自由电子的热运动速率无关，故电子的热运动速率无关，故B正确，正确，C错误；电流的传导错误；电流的传导速度是电场的形成速度等于光速速度是电场的形成速度等于光速c，和电流的大小无关，和电流的大小无关，选项选项D错误。错误。答案：答案：B4在示波管中，电子枪在示波管中，电子枪2s内发射了内发射了61013个电子，则示个电子
8、，则示波管中电流的大小为波管中电流的大小为_。答案：答案：4.8106 A (3)处于电离状态的气体中的自由电荷既有正、负离处于电离状态的气体中的自由电荷既有正、负离子，也子，也 有自由电子，利用公式求气体导电电流时，有自由电子，利用公式求气体导电电流时，q应是应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和。三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 名师点睛名师点睛计算电流时，要分清形成电流的电荷种计算电流时，要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动。移动。 1某电解池中，若在某电解池中，若在2 s内各有内各
9、有1.01019个二价正离子个二价正离子和和2.01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是的电流是 () A0B0.8 A C1.6 A D3.2 A 思路点拨思路点拨电流的大小等于单位时间内通过导体横电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定截面的电荷量，而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的，只不过正电荷定向移动形成电向移动形成电流是等效的，只不过正电荷定向移动形成电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。答案答案D 正确理解电流的形
10、成，当正、负电荷都参与定向移正确理解电流的形成，当正、负电荷都参与定向移动时，动时， 正、负电荷对电流的形成都有贡献。正、负电荷对电流的形成都有贡献。 1推导过程推导过程 (1)题设：题设： 如图如图213所示，所示，AB表示粗细均匀表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的一段导体，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的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度为设导体的长度为L，横截面积为，横截面积为S，导体每单位体积内的，导体每单位体积内的自由电荷数为自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q。图图2133三种速率三种速率(1)电流的
11、传导速率等于光速为电流的传导速率等于光速为3108 m/s。(2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为105 m/s。(3)电子热运动速率，其大小与温度有关，约为电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s。 名师点睛名师点睛电流的形成是电子在速率很大的无规则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。动，并不是电荷瞬
12、间从电源运动到用电器。 2有一横截面积为有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为的铜导线，流经其中的电流为I；设每单位体积的导线中有；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量个自由电子，电子的电荷量为为e，此电子的定向移动速率为，此电子的定向移动速率为v，在，在t时间内，通过导线时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为横截面的自由电子数可表示为 ()答案答案AC1(对应要点一对应要点一)关于电流，以下说法正确的是关于电流，以下说法正确的是 ()A通过横截面的电荷量的多少就是电流的大小通过横截面的电荷量的多少就是电流的大小B电流的方向就是电荷定向移动的方向电流的方向就是电荷定向移动的
13、方向C在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D导体两端没有电压就不能形成电流导体两端没有电压就不能形成电流解析：解析：根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截根据电流的概念，电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量，故面的电荷量，故A错。规定正电荷定向移动的方向为电流错。规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故方向，故B错。自由电荷持续的定向移动才会形成电流，错。自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错，错，D对。对。答案：答案：D2(对应要点二对应要点二)如图如图214所示，一根所示，一根截面积为截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀的均匀长直
14、橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为地带有负电荷，每米电荷量为q，当，当此棒沿轴线方向做速度为此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为运动而形成的等效电流大小为 ()图图214答案：答案：A答案：答案：D4(对应要点一对应要点一)有两个完全相同的金属球有两个完全相同的金属球A、B，A带带Q的电荷，的电荷，B不带电，用导线将不带电，用导线将A、B球连接，经时间球连接，经时间t1导导体中不再有电荷定向移动。求导线中的平均电流。体中不再有电荷定向移动。求导线中的平均电流。 （3）电流的大小由）电流的大小由InqSv决定，决定，n为导体单位体积为导体单位体积内的自由电荷数，内的自由电荷数，v为自由电荷定向移动速率，它区别于为自由电荷定向移动速率，它区别于电流传导速率及自由电荷的热运动速率。电流传导速率及自由电荷的热运动速率。
