浙江省临海市第六中学人教版高中物理选修3-1第二章第一节 电源和电流 学案
人教版高中物理选修3-1学案：2.1电源和电流
第一节《电源和电流》学习目标：1、通过观察对比实验知道电流的形成条件.2、组织合作学习知道恒定电场的形成和恒定电流的形成.3、通过类比水流量、人流量等进行讨论，理解电流强度的定义.4、组织合作学习推导电流的微观表达式。
5、通过应用体验发现电流的传导速度和电荷定向移动的速度是不同的。
自主学习：1、分别带正、负电荷的A、B两个物体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个_______ 电流，若要保持持续的电流，A、B间需维持着一定的__________.能使A、B间维持一定的电压的装置叫_________.2、达到稳定状态时，导线内的电场是由__________、__________等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是____________________的，电场的分布也是________________的且导线内的电场线保持和导线_______________________.3、由稳定分布的________________所产生的稳定的_________________，称为恒定电场。
4、我们把_____________________都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5、I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系是___________. 课前导学：1、以下说法正确的是：（）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由自由电子在导体内的电场的作用下形成的.C、电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动的速率.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.2、关于电源的作用，下列说法中正确的是（）A、电源的作用是能为电路提供自由电荷.B、电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流.C、电源的作用是能直接释放电能.D、电源的作用就是使自由电荷运动起来.3、在一次闪电形成过程中，流动的电荷量大约是300C，持续的时间大约是0.005秒，那么所形成的平均电流强度为多大？这些电荷如果以0.5A的电流强度流过灯泡，则可供灯泡照明多长时间？课堂互动：雷鸣电闪时强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它们只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？活动一：问题1、产生电流的条件是什么？问题2：当导体两端的电压恒定时，导体中产生什么样的电场？问题3：本实验中为何没有能够形成持续电流？怎样才能形成持续电流呢？活动二：理解电流强度的定义问题4：电流这个物理现象既有方向也有强弱，怎样描述电流的强弱程度？问题5：电流强度定义式中的q怎么理解？应用中怎么进行计算？例题1、一段横截面积为0.5m2的导体材料中，每秒钟有0.2C的正电荷和0.3C的负电荷相向运动，则电流大小为：（）A、0.2AB、0.3AC、0.5AD、104A问题6：电流强度是矢量还是标量？活动三：理论探究电流的微观表达式例2、关于恒定电场和恒定电流，以下说法中正确的是（）A、恒定电场就是任何位置的电场强度都不随时间改变的电场.B、恒定电场就是任何位置的电场强度的大小和方向都相等的电场.C、恒定电流已经大小和方向总是不变的电流.D、恒定电流就是大小和方向处处相等的电流.例3、假设金属导体的横截面积为S，导体中每单位体积的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为e，自由电子定向移动的平均速度为v，那么⑴请你写出在时间内通过该横截面的电荷量q的表达式；⑵写出通过该导体的电流I的表达式。
学人教版高中物理选修3-1学案2-1电源和电流2
第二章恒定电流1 电源和电流学习目标1.了解电源的形成过程.2.掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.自主探究1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置.2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的,导线内的电场保持和平行.3.由分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流.5.电流的程度用电流这个物理量表示;规定定向移动的方向为电流的方向;电流的单位是,符号是;公式为.合作探究【提出问题】问题1:电流形成的条件是什么?问题2:导体中产生电流的条件是什么?问题3:如何使电路中有持续电流?【要点提炼】一、电源1.要使电路中保持持续的电流,电路两端之间要有一定的.2.电源的作用:维持电路两端始终有一定的,使电路中保持.二、恒定电场问题:在有电源的电路中,导线内部的电场强度有什么特点呢?【要点提炼】1.由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为.2.在恒定电场中,任何位置的电场强度都不随时间变化,所以它的基本性质与相同.在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中.【合作探究】问题:在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用,而发生定向运动,从而形成电流,恒定电场中的电流有什么特点呢?三、恒定电流问题:1.什么样的电流被称为恒定电流?2.我们用什么物理量来描述电流的强弱程度?【巩固练习1】1.关于电流的方向,下列叙述中正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同2.电流方向与正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向.3.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为.结论:电流等于通过导体横截面的与通过这些所用的比值.4.某电解槽横截面积为0.5 m2,若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C,则电解液中的电流为.在电解液中,电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值的.【例题】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A.已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1,电子的电荷量e=-1.6×10-19 C.求铜导线中自由电子定向移动的速率.【合作探究】问题:你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符?怎样解释?【巩固练习2】1.下列叙述中正确的有()A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的单位是安C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,如果两端电势差不为零,则电流一定不为零2.关于电流,下列说法正确的是()A.根据I=qt可知I与q成正比B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流有方向,是标量D.电流的单位“安培”不是国际单位制单位3.某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流是多大?课堂检测一、选择题1.关于电源的作用,下列说法正确的是()A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是能直接释放出电能C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来2.金属导体中有电流时,自由电子定向移动的速率为v1,电子热运动速率为v2,电流的传导速率为v3,则()A.v1最大B.v2最大C.v3最大D.无法确定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().8×10-6×10-13.6×10-6×10-6 A4.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是通过甲导体电流的两倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的两倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等5.某正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道,当环中的电流为10 mA时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目为().0×1011.0×1019.0×1013.0×1036.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速率为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()A.vqB.C.qvSD.7.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下解释中正确的是()A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→AB.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消C.溶液内电流方向从A→B,电流I=D.溶液内电流方向A→B,电流I=8.来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流.已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为()A. B. C. D.9.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,现有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.C.D.二、计算题10.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为多少?11.导线中的电流是1 A,导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内,有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e=1.6×10-19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m,平均要多少时间?12.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在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?。
人教版高中物理选修3-1第二章2-1-电源和电流(教案)
第二章恒定电流2.1电源和电流【教学目标】1．知道电源在直流电路中的作用2．知道恒定电流的定义、单位3．从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。
重点：电流的概念难点：从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。
【自主预习】1.电源观察教材P41的图2.1-1，A、B分别带正负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R 自由电子会在静电力的作用下定向移动(电流)，电子移动方向为（填A→B或B→A），若要保持持续的定向移动(电流)，A、B需有一个装置，使A、B周围的空间始终存在一定的电场，能使A、B间维持一定的电势差的装置称为。
2.恒定电场导线内的电场是由、等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会。
由的电荷所产生的的电场，称为恒定电场，3.恒定电流由于的作用，导体中自由电荷定向运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子从而减速，总体来说自由电荷定向运动的不随时间变化。
把、都不随时间的电流称为恒定电流。
I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为:_______。
电流的单位为，简称，符号是，常用的电流单位还有和。
【典型例题】一、形成电流的条件【例1】如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（）A、有瞬时电流形成，方向由A到BB、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动一、电流的定义【例2】已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外电子在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？二、电流的微观表达式【例3】有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在Δt时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A．nvSΔt B．nvΔtC．IΔt/q D．IΔt/Sq【例4】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？【课后练习】1.形成持续电流的条件是( )A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中，以下说法正确的是（）A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线内各点的电势相等D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低3.以下说法正确的是（）A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大4.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是( )A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A5.导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是( )A．导体运动的速率B．电流传导速率C．自由电荷定向移动的速率D．电子热运动速率6．下列说法中不正确的是( )A．导体中有电荷运动就形成电流B．电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反C．对于导体，只要其两端有电压就有电流D．国际单位制中电流的单位是安7.将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A．I A＝I B B．I A＝2I BC．I B＝2I A D．不能确定8．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．3.0×10－13 AC．9.6×10－16 A D．3.0×10－6 A9．一个半径为r(米)的细橡胶圆环，均匀地带上Q(库仑)的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )A．Q B.Q2πC.Qω2πD.2Qωπ10．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种11．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，则由环产生的等效电流判断正确的是( )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12．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m.求在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内电子个数是多少？答案：例1.答案e22πr2mkmr解析 所谓等效电流，就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流，根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小．截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量q ＝e.则有：I ＝q t ＝e T再由库仑力提供向心力，有：k e 2r 2＝m 4π2T 2r 得 T ＝2πr e mr k 解得I ＝e 22πr 2mkmr 例2答案 AC解析 此题考查对电流强度公式I ＝q/t 的理解及电流强度的微观表达式I ＝nqvS 的理解．在Δt 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v Δt ，由于铜导线的横截面积为S ，则在Δt 时间内，电子经过的导线体积为v ΔtS.又由于单位体积的导线有n 个自由电子，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvS Δt ，故A 正确．由于流经导线的电流为I ，则在Δt 时间内，流经导线的电荷量为I Δt ，而电子的电荷量为q ，则Δt 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为I Δt/q ，故C 也正确.例3解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面AB ，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C⑷由电流强度的定义I=416 t Q =4A 课后检测1。
人教版高中物理选修3-1第二章第1节电源和电流同步教学设计
2.1《电源和电流》教学设计一、教学概述所教学科：高中物理课题来源：人教版选修3-1第二章《恒定电流》第一节所需课时：1课时二、教学内容分析本节教材内容处于学完电场之后，开始学习电路知识之前，是电场与电路两部分知识的衔接章节，起承上启下作用。
这节课主要围绕“电流”这个概念的理解铺展开来，从“电流的形成”和“电流的大小”作为整节课的两大主线条。
与初中相比，本节课对电流的理解更要从微观角度来理解，属于理论层次，研究的内容学生看不见，也不容易理解，很抽象，对学生的综合应用能力要求比较高。
三、学生分析学生在学完静电场后，对电场力、电场力做功、电势（电势差）、电势能的概念已经有较深刻认识，除外也学过等势体上电荷的分布和转移情况，，此时引导学生理解电流式怎么形成的、电源的作用、引出恒定电流的定义及大小的描述符合学生心理特点。
基于思考怎样使抽象的知识变得更形象、可见、学生容易接受、且符合学生的特点，本节课我设计了“讲授与探究”的教学方式、类比的方法、形象直观的实验来激发学生的求知欲和学习物理的兴趣，同时也设计了两个矛盾冲突点让学生更深入理解微观电流的表达式，以及培养学生敢于质疑和敢于创新的精神。
四、教学目标（一）基本知识与技能1．知道电流产生的三种效应；2．知道电流形成的条件和机制；3．知道什么是恒定电流，记住电流的单位、方向的规定。
4．能够推导出电流的微观表达式。
（二）过程与方法1．通过自制的“电动驱车”和电容器的放电，引出本节课的课题以及电流产生的效应。
2．通过电容器放电使小灯泡发光及传感器对电流和电压的采集进行探究、讨论，得到电流的产生机制，并在实际问题求解中反思。
3．通过类比和探讨，得出计算电流的表达式，再通过给定情景和立体模型的建立，计算出电流的微观表达式。
4．通过两个矛盾冲突点的设置和实验的演示，使学生更深入地理解电流和导体中的电荷运动以及电场建立的关系。
（三）情感态度与价值观1．运用已有静电学知识对实际问题进行反思，从中体会得到结论和解释问题的快乐。
人教版高中物理选修3-1学案：第二章第1节电源和电流2
第 1 节电源和电流1.电源的作用是能保持导体两头的电压，使电路中有连续电流。
q2．电流的大小为 I＝t，方向规定为正电荷定向挪动的方向。
负电荷定向挪动的方向与电流方向相反。
3．恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流。
一、电源1．观点在电路中把在电场力作用下挪动到导体 A 的电子搬运到导体 B 的装置。
2．作用(1)在导体 A、 B 两头保持必定的电势差。
(2)使电路中保持连续的电流。
二、恒定电流1．恒定电场(1)定义：由稳固散布的电荷所产生的稳固的电场。
(2)形成：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所累积的电荷共同形成的。
(3)特色：导线内的电场线与导线平行，电荷的散布是稳固的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(4)恒定电场与静电场的关系：在恒定电场中，任何地点的电荷散布和电场强度都不随时间变化，所以其基天性质与静电场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中相同合用。
2．电流(1)观点：电荷的定向挪动形成电流。
(2)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(3) 符号及单位：电流用符号 I 表示，单位是安培，符号为 A。
常用单位还有毫安 (mA) 和微安( μA)， 1 A＝ 103mA ＝ 106μA。
q(4) 表达式： I ＝t (q 是在时间 t 内经过导体某一横截面上的电荷量)。
(5)方向：规定正电荷定向挪动的方向为电流方向。
3．恒定电流(1)观点：大小、方向都不随时间变化的电流。
(2)形成：恒定电场使自由电荷速率增添，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最后表现为均匀速率不变。
1．自主思虑——判一判(1) 电路中有电流时，电场的散布就会随时间不断地变化。
(× )(2)电源的作用就是将其余形式的能转变为电能。
(√ )(3)恒定电场的电场强度不变化，必定是匀强电场。
(× )(4)电流既有大小，又有方向，是矢量。
(人教版)物理选修【3-1】：2.1《电源和电流》导学案学生版
第一节、电源和电流课前预习学案一、预习目标（一）知识与技能1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法通过类比和分析对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
二预习内容：1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置。
2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和平行。
3.由分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5.电流的程度用电流这个物理量表示；规定定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是，符号是；公式为。
提出疑惑课内探究学案学习目标（一）知识与技能1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法通过类比和分析对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
学习过程1.电流的分析与计算(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时tqI =中，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。
2.电流的微观表达式nqSv I =的应用在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I =q ／t 计算电流时应引起注意. 例1如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ ） A 、有瞬时电流形成，方向由A 到BB 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动例2在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速，且形成的电流强度为I 的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。
高中物理选修3-1导学案第二章 1 电源和电流
1电源和电流[学习目标] 1.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.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题.3.会从微观的角度表示电流的大小．一、电源1．定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置．2．作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电流．二、恒定电场1．定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．2．形成：当电路达到稳定时，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．3．特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同．三、恒定电流1．定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流的定义式：I＝qt，其物理意义：单位时间内，通过导体横截面的电荷量．表示电流强弱程度的物理量．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．(×)(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)(3)导体中的电流是正电荷定向移动形成的．(×)(4)电荷移动的方向就是电流的方向．(×)(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(√)2．在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300 C ，持续的时间大约是0.005 s ，所形成的平均电流强度为6.0×104 A.一、电流的理解和计算[导学探究] 如图1所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t 内通过细管某截面的正电荷为q 1，通过此截面的负电荷为q 2.图1(1)确定通过导电液体中电流的方向． (2)计算导电液体中电流的大小．答案 (1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右． (2)I ＝q 1＋q 2t[知识深化]1．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与电流的方向相反． 2．电流的大小：(1)定义式：I ＝qt .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． (2)两点说明①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝qt 求电流时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q ＝It 是I ＝qt 的变形，是求电荷量的重要公式．其中I 是电流在时间t 内的平均值．[特别提醒]电流虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则．例1 如图2所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下说法中正确的是( )图2A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝(n 1－n 2)et C ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝(n 2－n 1)etD ．溶液内电流方向从A →B ，电流强度为I ＝(n 1＋n 2)et答案 D解析 正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子向相反方向经过同一截面时，公式I ＝qt 中的q 应是正、负离子电荷量绝对值之和，故I ＝(n 1＋n 2)e t，电流方向由A 指向B ，与正、负离子的数量无关，A 、B 、C 错误，D 正确．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、负电荷同时定向移动.当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献.针对训练1 某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1 m 2的某截面，那么通过这个截面的电流是( ) A ．0 B ．0.8 A C ．1.6 A D ．3.2 A答案 D二、电流的微观表达式 [导学探究]如图3所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，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 .则：图3(1)导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t 是多少？ (2)导体AD 内的自由电荷的总电荷量Q 是多少？ (3)这段导体上的电流是多大？ 答案 (1)t ＝lv(2)导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq(3)此导体上的电流I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v[知识深化] 电流的微观表达式I ＝nq v S(1)从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量q 、定向移动的速率大小v ，还与导体的横截面积S 有关．若已知单位长度的自由电荷数为n ，则电流的微观表达式为I ＝nq v .(2)v 表示电荷定向移动的速率．自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的． [延伸阅读] 三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I ＝neS v 中的v ，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．例2 导线中的电流是1 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)? (3)自由电子沿导线移动1 m ，平均要多少时间？ 答案 (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h 解析 (1)N ＝q e ＝Ite ＝6.25×1018个．(2)由公式I ＝neS v ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6m/s ≈7.35×10－5 m/s.(3)沿导线移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5s ≈3.78 h.针对训练2 如图4所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为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( )图4A ．v q B.q v C ．q v S D.q v S答案 A1．(对电源的理解)关于电源的以下说法，正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 答案 B解析 电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A 错，B 对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错．2．(对I ＝qt 的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( ) A ．1 500个 B ．9.375×1019个 C ．9.375×1021个 D ．9.375×1020个答案 C解析 由公式q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．3．(对电流微观表达式的理解和应用)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( ) A ．通过甲、乙两导体的电流相同 B ．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等 答案 B解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqS v ，所以v ＝InqS ，由于不知道甲、乙两导体的性质(n 、q 不知道)，所以无法判断v ，故C 、D 错．4．(I ＝qt 的理解与应用)已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在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？ 答案 e 22πr 2mkmr解析 根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e .则有：I ＝Q t ＝e T ，再由库仑力提供向心力，有： k e 2r 2＝m 4π2T 2r 得T ＝2πr emr k解得I ＝e 22πr 2mkmr .考点一 对恒定电流的理解 1．形成持续电流的条件是( ) A ．只要有电压加在物体的两端 B ．必须保持导体两端有电压 C ．只在导体两端瞬时加电压 D ．只要有大量的自由电荷2．(多选)关于电流的方向，下列描述正确的是( ) A ．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B ．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向C ．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向D ．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流 答案 AC3．以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流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 答案 B解析 要有持续电流必须有电压，A 错误．金属导体中形成持续电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C 错误．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D 错误．故选B. 4．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率接近光速 B ．电子定向移动速率即是电场传导速率 C ．电子定向移动速率即是电子热运动速率D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动 答案 D解析 电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m/s ，在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动．故A 错误，D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105 m/s.故B 、C 错． 考点二 I ＝qt的理解与应用5．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 ．3×10－13AC ．3×10－6 AD ．9.6×10－6 A解析 电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19 C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．6．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108 m/s ，电子电荷量 e ＝1.6×10－19C)( )A ．5×1010个B ．5×1011个C ．1×102个D ．1×104个答案 B解析 电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6 s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内通过该截面的电荷量为： q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝qe ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个．7．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( ) A ．0 B.2net C.3ne t D.4ne t答案 D解析 由于正、负电荷的定向移动对电流的形成都有贡献，故由I ＝qt ，得I ＝n ×2e ＋2ne t ＝4ne t.8.如图1所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S 铝＝2S 铜．在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是( )图1A ．I A ＝IB B ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案 A解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等．但解题关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝qt 可知电流相等．考点三 I ＝nq v S 的理解与应用9．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 答案 CD解析 同一根导线上的电流相等，故C 正确，A 错误．由I ＝nqS v 可得v ＝InqS ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故D 正确，B 错误．10．(多选)一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速率为v ，在t 时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A ．n v St B ．n v t C.It q D.It Sq答案 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqSv 代入N ＝Itq 可得N ＝nvSt ，故A 正确，B 错误．11．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为e ，今有一根横截面积为S 的铜导线，通过的电流为I 时，电子定向移动的平均速率为( ) A ．光速c B.I neS C.ρIneSm D.mI neSρ 答案 D解析 设电子定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积v t ·S 中的自由电子数，而体积为v tS 的铜的质量为v tSρ，摩尔数为v tSρm ，自由电子数为v tSρnm ，所以电荷量q ＝v tSρne m ，由I ＝q t ＝v Sρne m 得v ＝ImneSρ，故A 、B 、C 错，D 对．。
物理选修3-1§2.1电源和电流教案
§2.1电源和电流
【三维目标】
（一）知识与技能
1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。
2．恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法
培养学生综合运用所学知识，联系前后分析电流和电源的基本知识。
（三）情感态度与价值观
1．渗透物理学方法的教育：运用模型法分析电流及电源。
2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。
【教学重点和难点】
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，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。
【教学方法】
模型法、探究法
【教学过程】
小结
1、电源就是能把自由电子从正极搬到负极的装置。
2、由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
3、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定
电流。
4、电荷的定向移动形成电流。
高中物理 第二章 第一节电源和电流学案新人教版选修3
高中物理第二章第一节电源和电流学案新人教版选修3一、学习目标1、知道电荷的定向移动形成电流，理解产生电流的条件。
2、知道描述电流强弱的物理量是电流，理解电流的定义式，知道电流的微观表达式。
3、知道电阻是描述导体导电性能的物理量，理解欧姆定律。
4、能够看懂材料和器件的伏安特性曲线，并能通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。
二、重点、难点1、欧姆定律的内容及应用。
2、伏安特性曲线的特点和应用。
三、预习导引1、问题：电流既有大小又有方向，那么它是矢量还是标量？为什么？2、欧姆定律、电阻问题：(1)通过实验探究可得导体电阻与电流和电压的关系式为R＝UI，那么，导体的电阻是不是由电流和电压决定呢？(2)由欧姆定律I＝UR可得两个变形公式R＝UI和U ＝IR，它们所反映的物理意义有何不同？3、问题：取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v、设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电荷量为q，则t时间内通过横截面C的电荷量Q是多少？电流I为多少？归纳总结：四、精讲点拨（小四宋体加粗）1、“电流”这个词有两种含义：一是电荷定向运动的过程，所谓有方向就是指这种情况；二是衡量“电荷定向运动的过程”的强弱，即单位时间内通过导体横截面的电荷量，所谓有大小就是指这种情况、所以电流作为物理量是个标量。
2、R＝UI仅仅是电阻的定义式(比值定义)，而不是决定式，电阻的大小不取决于电压和电流，一般情况下对于一个给定的电阻，通过它的电流会与加在它两端的电压同步变化，且比值不变，电阻的定义与电场强度的定义情况是一样的。
五、典题训练（小四宋体加粗）1、某电解池中，若在2 s内有1、01019个二价正离子和2、01019个一价负离子相向通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()A、0B、0、8 AC、1、6 AD、3、2 A2、若加在某金属导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减小了0、4A、如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为多大？六、归纳小结（根据自己的理解完成思维导图）七、当堂检测1、下列关于电流的说法中正确的是()A、电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多B、在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大C、通电时间越长，电流越大D、导体中通过一定的电荷量所用的时间越短，电流越大2、关于欧姆定律，下列说法错误的是()A、由I＝UR可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B、由U＝IR可知，对于一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大C、由R＝UI可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比D、对于一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变3、欧姆定律适用于()A、金属导电B、电解液导电C、气体导电D、任何物质导电4、关于公式I＝qt，下列说法正确的是()A、q表示通过导体单位横截面积内的电荷量B、q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量C、公式I＝qt表明，电流与通过导体横截面的电荷量成正比，与通电时间成反比D、电荷量q与通过导体横截面所用时间t的比值能表示电流的强弱程度5、某白炽灯泡正常发光时的电阻为484 Ω，每分钟通过灯丝横截面的电荷量为27 C，则该灯泡两端的电压是多少？6、设横截面积为1、0 mm2的铜导线中通过1、0 A 的电流、已知铜导线中自由电子数的密度为8、51028个/m3，电子的电荷量为1、610－19 C，试计算这时自由电子的定向移动速率、在常温下金属中自由电子热运动的平均速率约为1105 m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向移动速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率等于光速(3、0108 m/s)、根据这些知识，请你描述一下电路接通后金属导体中自由电子的运动情况、八、作业布置。
人教版高中物理选修3-1第2章第1节电源和电流(教案)
第2章第1节电源和电流【知识与技能】1、了解电源的形成过程。
2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程【过程与方法】1、在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。
【情感态度与价值观】1、通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。
【教学过程】★重难点一、对电流的理解★一、电源1．电源的定义电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电势差的装置。
2．电源的作用(1)从电荷移动角度看电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图所示(2)从能量转化的角度看搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程．【特别提醒】有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件：(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．所以只有电源，电路不闭合也不会有持续电流．二、恒定电场1．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合电场．2．特点导线内的电场线和导线平行；电荷的分布是稳定的；导线内的电场是沿导线切线方向的稳定电场．三、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。
3．电流的大小(1)I＝qt是电流的定义式，I＝nqSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。
(2)q＝It是求电荷量的重要公式，而公式I＝qt求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。
(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝qt时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
高中物理选修新课标人教版选修3-1第二章2 1 电源和电流 教案
第二章恒定电流2.1电源和电流【教学目标】1．知道电源在直流电路中的作用2．知道恒定电流的定义、单位3．从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。
重点：电流的概念难点：从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。
【自主预习】1.电源观察教材P41的图2.1-1，A、B分别带正负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R自由电子会在静电力的作用下定向移动(电流)，电子移动方向为（填A→B 或B→A），若要保持持续的定向移动(电流)，A、B需有一个装置，使A、B周围的空间始终存在一定的电场，能使A、B间维持一定的电势差的装置称为。
2.恒定电场导线内的电场是由、等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会。
由的电荷所产生的的电场，称为恒定电场，3.恒定电流由于的作用，导体中自由电荷定向运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子从而减速，总体来说自由电荷定向运动的不随时间变化。
把、都不随时间的电流称为恒定电流。
I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为。
电流的单位为，简称，符号是，常用的电流单位还有和。
【典型例题】一、形成电流的条件【例1】如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（）A、有瞬时电流形成，方向由A到BB、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动一、电流的定义【例2】已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外电子在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？二、电流的微观表达式【例3】有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在Δt时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A．Δt B．ΔtC．IΔ D．IΔ【例4】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，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内通过横截面的电量为多少？⑷电解槽中的电流为多大？【课后练习】1.形成持续电流的条件是( )A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中，以下说法正确的是（）A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线内各点的电势相等D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低3.以下说法正确的是（）A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大4.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是( )A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A5.导体中电流I的表达式为I＝，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是( )A．导体运动的速率B．电流传导速率C．自由电荷定向移动的速率D．电子热运动速率6．下列说法中不正确的是( )A．导体中有电荷运动就形成电流B．电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反C．对于导体，只要其两端有电压就有电流D．国际单位制中电流的单位是安7.将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A．＝B．＝2C．＝2 D．不能确定8．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．3.0×10－13 AC．9.6×10－16 A D．3.0×10－6 A9．一个半径为r(米)的细橡胶圆环，均匀地带上Q(库仑)的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )A．Q10．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种11．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，则由环产生的等效电流判断正确的是( ) 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12．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m.求在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内电子个数是多少？答案：例1.答案解析所谓等效电流，就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流，根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小．截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量q ＝e.则有：I＝＝再由库仑力提供向心力，有：＝r得T＝解得I ＝例2答案解析 此题考查对电流强度公式I ＝的理解及电流强度的微观表达式I ＝的理解．在Δt 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v Δt ，由于铜导线的横截面积为S ，则在Δt 时间内，电子经过的导线体积为v Δ.又由于单位体积的导线有n 个自由电子，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为Δt ，故A 正确．由于流经导线的电流为I ，则在Δt 时间内，流经导线的电荷量为I Δt ，而电子的电荷量为q ，则Δt 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为I Δ，故C 也正确.例3解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C ⑷由电流强度的定义416 t Q 4A 课后检测1。
人教版高中物理选修(3-1)-2.1《电源和电流》导学案
C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流
4．某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是（）
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
6．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为（）
A．0 B．2ne/tC．3ne/tD．4ne/t
7．北京正负离子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道．当环中的电流为10 mA时，若电子的速率为十分之一光速．则在整个环中运行的电子数目为（）
3．关于电源的作用，下列说法正确的是（）
A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
B．电源的作用是能直接释放电能
C．电源的作用就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
D．电源的作用就是使自由电荷运动起来
4．关于电流的方向，下列说法中正确的是（）
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
合作
探究
交流
知识点一导线中的电场
1．导线中恒定电场的建立过程：在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的（更多）电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场（导线）移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________．
A．5×1011个B．5×1019个
高中物理选修3-1 第二章 第1节电源和电流 电动势学案设计
高中物理选修3-1 第二章第1节电源和电流电动势学案课程目标：一、考点突破：高频考点，电学的基本物理量，通常结合闭合电路欧姆定律和电路的串并联进行考查。
二、重难点提示：重点：利用电流的定义式和微观表达式计算电流。
难点：电动势的含义。
考点精讲：一、电源1. 电源（1）定义：电源是通过内部非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
（2）电源的作用①提供稳定的电势差②把其他形式的能转变为电能的装置2. 描述电源的物理量：电动势3. 内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫作电源的内阻，它是电源的另一个重要参数。
二、电流1. 电流的形成形成电流的必要条件：（1）要有能自由移动的电荷——自由电荷； （2）导体两端必须有电压。
2. 电流的定义 （1）定义式：I ＝tq，其中q 为通过导体某横截面的电荷量，t 为通过这些电荷量所用的时间。
（2）方向：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反（3）单位：安培，简称：安；表示符号：A ，其他单位：毫安（mA ）、微安（A μ） s C A /11= A mA A μ6310101==（4）当电解液导电时的电荷量Q=Q 1+Q 2。
（Q 1为正离子所带电量，Q 2为负离子所带电量绝对值）3. 电流的微观解释微观表达式：对于导体有I ＝nqvS ，其中n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导体的横截面积，q 为自由电荷的电荷量，v 为自由电荷的定向移动速率。
注：此公式适用于金属导体。
4. 导体中有电流时的三种速率（1）电场传播速率（或电流传导速率）：它等于光速，电路一旦接通，电源就以光速在电路中各处建立了电场，整个电路上的电子几乎同时受到电场力的作用而做定向移动。
当一合上开关时，用电器立即就有电流，就是这个原因。
（2）无规则热运动速率，常温下电子热运动速率的数量级约为s m /105。
（3）自由电荷定向移动速率：它与导体中的电流，横截面积大小以及自由电荷的密度有关。
(完整word版)(人教版)物理选修【3-1】：2.1《电源和电流》教学设计
选修3-1第二章第一节《电源和电流》教学设计一教材分析学生在学习了第一单元的静电场，对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识，此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。
教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。
教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。
二教学目标1、知识与技能：①了解电源的形成过程。
②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。
3、情感与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。
三、教学重点、难点1 、理解电源的形成过程及电流的产生。
2、会灵活运用公式计算电流的大小。
四学情分析恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待，但是静电场的电势能，电场力做功，让学生觉得知识有些凌乱，因此，课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结（最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。
五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备投影片，多媒体辅助教学设备七课时：一课时分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围化？电源发挥了存在电场。
如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、怎样的作用?B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？（投影）教材图2.1 —2,（如图所示）LflM-2电薄提出问题：如果在AB之间接上一个装置P,它能把经过R流到A的电子取走，补充给B,使AB始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？【师生互动，建立起电源的概念。
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《电源和电流》导学案
编写：临海市第六中学物理组
一、学习目标
1、知道电荷的定向移动形成电流，理解产生电流的条件。
2、知道描述电流强弱的物理量是电流，理解电流的定义式，知道电流的微观表达式。
3、知道电阻是描述导体导电性能的物理量，理解欧姆定律。
4、能够看懂材料和器件的伏安特性曲线，并能通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。
二、重点、难点
1、欧姆定律的内容及应用。
2、伏安特性曲线的特点和应用。
三、预习导引
1、问题：电流既有大小又有方向，那么它是矢量还是标量？为什么？
2、欧姆定律、电阻
问题：(1)通过实验探究可得导体电阻与电流和电压的关系式为R＝UI，那么，导体的电阻是不是由电流和电压决定呢？
(2)由欧姆定律I＝UR可得两个变形公式R＝UI和U＝IR，它们所反映的物理意义有何
不同？
3、问题：取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v.设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电荷量为q，则t时间内通过横截面C的电荷量Q 是多少？电流I为多少？
归纳总结：
四、精讲点拨（小四宋体加粗）
1、“电流”这个词有两种含义：一是电荷定向运动的过程，所谓有方向就是指这种情况；二是衡量“电荷定向运动的过程”的强弱，即单位时间内通过导体横截面的电荷量，所谓有大小就是指这种情况．所以电流作为物理量是个标量。
2、R＝UI仅仅是电阻的定义式(比值定义)，而不是决定式，电阻的大小不取决于电压和电流，一般情况下对于一个给定的电阻，通过它的电流会与加在它两端的电压同步变化，且比值不变，电阻的定义与电场强度的定义情况是一样的。
五、典题训练（小四宋体加粗）
1、某电解池中，若在2 s内有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子相向通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()
A．0B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A
2、若加在某金属导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减小了0.4 A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为多大？
六、归纳小结
（根据自己的理解完成思维导图）
七、当堂检测
1、下列关于电流的说法中正确的是( )
A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多
B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
C．通电时间越长，电流越大
D．导体中通过一定的电荷量所用的时间越短，电流越大
2、关于欧姆定律，下列说法错误的是( )
A．由I＝UR可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
B．由U＝IR可知，对于一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大
C．由R＝UI可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
D．对于一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变
3、欧姆定律适用于( )
A．金属导电B．电解液导电
C．气体导电 D．任何物质导电
4、关于公式I＝qt，下列说法正确的是( )
A．q表示通过导体单位横截面积内的电荷量
B．q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量
C．公式I＝qt表明，电流与通过导体横截面的电荷量成正比，与通电时间成反比D．电荷量q与通过导体横截面所用时间t的比值能表示电流的强弱程度
5、某白炽灯泡正常发光时的电阻为484 Ω，每分钟通过灯丝横截面的电荷量为27 C，则
该灯泡两端的电压是多少？
6、设横截面积为1.0 mm2的铜导线中通过1.0 A 的电流．已知铜导线中自由电子数的密
度为8.5× 1028个/m3，电子的电荷量为1.6×10－19 C，试计算这时自由电子的定向移动速率．在常温下金属中自由电子热运动的平均速率约为1×105 m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向移动速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率等于光速(3.0×108 m/s)．根据这些知识，请你描述一下电路接通后金属导体中自由电子的运动情况．
八、作业布置附件1：。