2019人教版高中物理必修三电路及其应用第一节电源和电流精品学案
第一节 电源和电流(课件)高二物理(人教版2019必修第三册)
去电子，A 得到电子，A、B 之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，
达到静电平衡。这种情况下，导线中的电流只是瞬间的。
+
+
+
+ A +
+ ++
_ _ _
_ B _
_ _ _
A
自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体
B
一、电源
v
Q nlSq
故导体 AB 中的电流 I l nqSv
t
v
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数、每个自由电
荷所带的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关。
既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的
电灯立刻就亮了呢？
实际上，闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以光速迅速建立了
线中平均每个铜原子贡献两个自由电子）
【答案】 v
IM
2 N A Se
四、课堂练习
3．某电解池中，若在2s内有个5.0×1015个二价正离子和1.0×1016个一价
负离子通过某截面M，其中正离子水平向右移动，那么通过这个截面的电
流的大小和方向是（ C ）
A．0.8mA，水平向左
C．1.6mA，水平向右
B．0.08mA，水平向左
D．0.16mA，水平向右
课堂小结
一、电源
三、电流的微观表达式
① 概念
① 建立模型
② 作用
② 理论推导
二、恒定电流
① 恒定电场
②恒定电流
电场在电路中传播的速度C．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
11.1 电源和电流 (学案)——高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
第十一章 电路及其应用第1节 电源和电流【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。
2．理解电流的定义和定义式，知道电流的单位和方向的规定。
3．知道恒定电流的概念。
【新课教学】【学习任务一】基础新知1.电源（1）把 从正极搬到负极。
这个装置就是电源。
（2）电源作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的 。
电源不生产电荷。
它只是电荷的搬运工。
2.电流（1）虽然导线内的电荷在不停运动，但一直会有新的电荷来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
即，恒定电场。
、都不随时间变化的电流为恒定电流。
（2）物理意义：表示电流 程度的物理量。
（3）公式：t qI 。
q 是某一时间内通过金属导体 的电子的电荷量。
单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A 。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
1A ＝ 3mA= μA电流为标量，但有方向：规定 电荷定向移动的方向为电流的方向； 电荷定向移动方向的反向为电流的方向。
例1、判断正误:（1）只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流．（ ）（2）通过导体横截面的电荷量越多,电流越大．（ ）（3）导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动（ ）（4）只要将电源连接到物体两端，物体中就会有电流．（ ）例2.（多选）下列.关于电流的说法中，正确的是（ ）A ．电荷的定向移动形成电流B ．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安C ．电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则D ．由I =q t 可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多【学习任务二】探究电流的计算（1）形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
（2）计算电流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。
《第十一章 1 电源和电流》学历案-高中物理人教版19必修第三册
《电源和电流》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“电源和电流”，是高中物理课程中的重要内容。
通过本课的学习，学生将了解电源的基本概念、种类及其工作原理，掌握电流的基本概念、电流的测量方法以及电流与电源之间的关系。
二、学习目标1. 理解电源的基本概念及其分类，掌握不同类型电源的特点和用途。
2. 掌握电流的基本概念，理解电流的测量方法和单位。
3. 理解电流与电源之间的关系，能够分析电路中电流的流向和大小。
4. 培养学生的实验操作能力和观察能力，通过实验加深对电源和电流的理解。
三、评价任务1. 课堂表现评价：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、回答问题、参与讨论等，评价学生对电源和电流概念的理解程度。
2. 作业评价：布置相关练习题和实验报告，评价学生对电源和电流知识的掌握情况及实验操作能力。
3. 测验评价：进行一次小测验，检验学生对电源和电流知识的理解和应用能力。
四、学习过程1. 导入新课：通过生活中常见的电器设备，引导学生思考其中的能源来源，引出电源的概念，为后续学习打下基础。
2. 学习电源的基本概念：介绍电源的种类、特点及用途，通过实例加深学生对电源的理解。
3. 学习电流的基本概念：通过实验演示电流的产生和测量方法，让学生了解电流的概念、单位及测量工具。
4. 分析电流与电源的关系：通过电路图，让学生理解电流的流向和大小与电源的关系，掌握分析电路的基本方法。
5. 实验操作：学生进行实验操作，观察电流表的变化，记录实验数据，分析实验结果。
6. 课堂讨论：组织学生就实验结果进行讨论，加深对电源和电流的理解。
五、检测与作业1. 课堂小测验：进行一次小测验，检验学生对电源和电流知识的掌握情况。
2. 作业布置：布置相关练习题和实验报告，让学生进一步巩固所学知识，提高实验操作能力。
六、学后反思1. 反思学习过程：学生应反思自己在学习过程中的表现，总结自己的优点和不足。
2. 反思学习效果：学生通过完成作业和测验，反思自己对电源和电流知识的掌握程度，找出自己的薄弱环节。
人教版高中物理高一必修三第十一章 第一节电源和电流学案设计
人教版高中物理高一必修三第十一章第一节电源和电流学案核心素养1.了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场．2.知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．3理解电流形成的微观实质．4.会灵活运用公式计算电流的大小5.通过运用模型法分析电流及电源，培养学生综合分析问题的能力【学习重点】1、知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．2、会灵活运用公式计算电流的大小【学习难点】理解电源的形成过程及电流的产生;知识回顾一、电源1．带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图1所示，当用导线连接带正、负电荷的导体A、B时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体B________电子，带正电的导体A________电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是________的．图12．电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置P，如图2所示，它能源源不断地把经导线流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，A、B周围空间始终存在一定的______，A、B之间始终保持一定的______．这样电路就始终保持持续的________，这种搬运电荷的装置P就是________．图2 二、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________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，形成一种________平衡，这样________的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．三、恒定电流1．恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定．我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流：(1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．(2)公式表达：I ＝q t，或写成电荷量的表达式：__________. (3)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A .更小的单位还有________ (mA )、________(μA )，换算关系为：1 A ＝103 mA ＝106 μA .自主学习[问题情境]电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？导体中的电流是怎样形成的？带着这个问题我们走入今天的课堂。
物理人教版高中必修三(2019年新编)11-1 电源和电流(教案)
11.1 电源和电流学习目标1．理解电源的形成过程，知道电源在电路中的作用。
2．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。
3．掌握电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：会灵活运用公式计算电流的大小。
知识点一、电源1．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一定电势差的装置。
2．导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流。
有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一条导线R，如下图（a）所示，导线R 中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，如下图（b）所示。
3．电源可使电路中保持持续电流在上述情况中，导线R中的电流只是一个瞬时电流。
倘若在A、B之间连接一个装置P，它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B周围空间（包括导线之中）始终存在一定的电场，A、B之间便维持着一定的电势差。
由于这个电势差，导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。
如上右图，能把电子从A搬运到B的装置P就是电源。
4．电源的作用（1）维持电路的两端有一定的电势差。
（2）使电路中保持持续电流。
（3）电路中的电源能把其它形式的能转化为电能，从而保持电源正负极之间有持续的电压。
【题1】下列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【答案】ABD【解析】在电源内部由非静电力做功（如洛伦兹力等，后面将学到）将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差；同时将其他形式的能转化为电能，故A、B、D正确。
11.1电源和电流人教版—【新教材】【人教版(2019)高中物理必修第三册教案】
课 时 教 案 第 11 单元第 1 案 总第 15 案课题： §11. 1 电源和电流【教学目标与核心素养】1．了解电源及电源的作用2．理解恒定电场和电流的形成过程3．会用/I q t =计算电流【教学重点】1．电流的产生及计算2．【教学难点】1．电流的微观解释I nqsv =的理解【教学过程】引入：人类对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干电学概念和研究方法，成为电学理论的基础；但是无论在自然界还是生产生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应，这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？本节课我们就在初中学习的基础上进一步学习有关电流的知识。
生活现象：雷鸣时 → 强大电流、耀眼光芒 → 一瞬间。
手电筒 → 小灯泡持续发光 → ？分别带正、负电的导体A 、B ，它们之间有电场，有电势差。
如果用导线把A 、B 连接起来呢？现象：有电流，自由电子定向移动 → 瞬时的→一、电源思考1．若有一个装置，源源不断的把电子从A →B ： 电势差消失 {静电平衡 等势体 → 持续的电流使A 、B 始终保持一定数量的正负电荷 {始终存在一定的电场A 、B 间维持一定的电势差1．定义：能把电子从正极搬运到负极的转置思考2．电源把自由电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？学生答：电子的电势能增加，电源对电荷做了功。
2．作用：保持导体两端有一定的电压，使电路中有持续的电流。
思考3．①导线中的电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极？（因为导线中有电场）②在有电源的电路中导线内部的场强有何特点呢？导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？二、恒定电流㈠恒定电场导线内电场是由电源、导线等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，故电荷分布稳定，电场的分布也稳定，称为恒定电场。
新人教版(新教材)学案：高中第十一章电路及其应用第一节电源和电流学案必修3(物理)
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、电流方向的规律；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。
（重点）2、知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流。
（重点）3、理解电流形成的微观解释以及电流的微观表达式。
（难点）自主探究一、电源1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置。
2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。
(2)使电路中的电流能够持续存在。
二、恒定电流1．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由电荷定向加速运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时间变化。
3．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。
4．电流(1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(2)公式：I ＝q t。
(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A 。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
1 mA＝10－3 A，1 μA＝10－6 A。
(4)方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
探究思考一、对导线中恒定电场的理解1、导线中电场的形成：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，导线内部的电场方向沿导线的切线方向。
2、导线中的电场是合电场，它由两部分组成：（1）电源正、负极上的电荷产生的电场E0；（2）导线表面上堆积的电荷产生的电场E'。
二者电场强度的矢量和E合与导线相切，导线内的电场线和导线保持平行。
3、导线中的电场是恒定电场，不是静电场。
由于在恒定电场中，各点电场强度都不随时间变化(不一定相同)，所以它的基本性质与静电场相同。
人教版(新教材)高中物理必修3精品学案：11.1 电源和电流
第1节电源和电流核心素养物理观念科学思维1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场。
2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式q＝It分析相关问题。
会推导电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素。
知识点一电源『观图助学』如图所示，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中自由电子会在静电力的作用下定向移动，电子在导线中定向移动，导线中有瞬间电流，我们想在导线中产生持续的电流，应该怎样解决呢？1.电源的概念：在电路中把在静电力作用下移动到导体A的电子搬运到导体B的装置。
2.电源的作用(1)在导体A、B两端维持一定的电势差。
(2)使电路中保持持续的电流。
3.常见的电源『思考判断』(1)电源能把其他形式的能转化为电能。
(√)(2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。
(×)知识点二恒定电流『观图助学』雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是因为有持续的电流流过小灯泡，电流是怎么形成的呢？1.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：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。
(3)特点：导线内的电场线与导线平行，电荷的分布是稳定的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
2.电流(1)概念：电荷的定向移动形成电流。
(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＝103 mA＝106μA。
(4)表达式：I＝qt(q是在时间t内通过导体某一横截面上的电荷量)。
(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
3.恒定电流(1)概念：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加，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，最终表现为平均速率不变。
11.1 电源与电流—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册学案
高二物理导学案11.1 电源与电流【情景导入】电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？【核心素养】1、科学思维：根据电荷的移动，定义电流概念。
2、科学探究：根据电荷定向移动条件，探究电流形成条件。
【学习目标】1、知道电源的作用，掌握电流的形成条件，知道恒定电流的概念。
2、知道电流的定义、单位及方向的规定，会用公式I ＝q t分析相关问题。
3、电流形成的微观解释及微观表达式的使用。
【导读提纲】电源：1、概念：电路中在电场力作用下能把电 子 从A 搬运 到B 的装置。
2、作用(1)移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差 。
(2)保持电路中有持续 的电流。
恒定电流：1、恒定电场(1)定义：由电路中稳定分布 的电荷所产生的稳定的电场。
(2)特点：电荷的分布是稳定的，电场的分布 不会随时间变化。
2、恒定电流(1)定义：大小、方向 都不随时间变化的电流。
(2)形成：恒定电场的作用下，导体中自由电荷做定向运动，自由电荷与导体内不动的粒子不断碰撞 ，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率 不随时间变化。
3、电流(1)物理意义：反映了电流的强弱 程度。
(2)表达式：I ＝q t(3)单位：在国际单位制中电流的单位是安培 ，简称安 ，符号是A 。
常用单位有毫安 、微安(单位符号分别为mA 、μA )。
(4)电流的方向：规定正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向为电流方向。
【思考讨论】 探究一：如图1所示，为什么在两个分别带异种电荷的导体A 、B 之间连接一条导线R ，自由电子就会定向移动产生电流？如图2所示，为什么导线R 中电流很快就消失了？为什么闪电时耀眼的闪光只能存在一瞬间，而手电简的小灯泡却能持续发光？探究二：如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流。
盐水中的电流和金属导线中的电流形成机制有什么不同？假设t s 内有N 个Cl －和N 个Na ＋通过图中虚面，则电路中的电流多大？提示：盐水中的电流是Cl －离子和Na ＋离子同时反向定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的；由电流的定义式可知I ＝2Ne t。
11 电源和电流 导学案 高中物理人教版(2019)必修第三册
11.1电源和电流导学案年级班姓名物理备课组主备人：【学习目标】：1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用。
（物理观念）2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。
（科学思维）3.知道描述电流强弱程度的物理量——电流。
（科学思维）【自主学习】：问题：电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，而教室里的电灯却能持续发光，这是为什么？产生电流的条件（初中知识回顾）问题1：什么是电流？问题2：哪里存在自由电荷呢？问题3：有自由电荷就形成电流吗？【合作探究】：探究一、导体中产生持续电流的条件思考与讨论：(1)如图是两个分别带正负电荷的导体，用导线连接两导体，导线和导体中会有电荷定向移动吗？若有，怎样移动？(2)怎样才能使A、B产生持续的电流？(3)如图所示，若在水池A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池A到水池B做定向移动，A、B之间的高度差很快消失，水管中只可能有一个瞬间的水流。
怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？探究结论：1、电源的作用：2、形成电流的条件：探究二、恒定电流问题一、看PPT上问题用一根导线将电源正、负极之间相连，会形成怎样的电场以及电路中的电流有什么特点呢？探究小结：问题二：导体中的恒定电流是如何形成的？探究小结：探究结论：恒定电流1、公式：2、单位：3、物理意义：4、方向：5、标矢性：【课后练习】：1.下列关于电源的说法正确的是()A.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压B.电源内部把正、负电荷从电源一极搬运到另一极的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C.电荷的移动形成电流D.只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流2.关于电流,下列说法正确的是 ()A.电子的运动速率越大,电流就越大B.单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流越大C.因为电流有方向,所以电流是矢量D.导体中的电流,一定是自由电子的定向移动形成的3.医学有一种叫作心脏除颤器的设备,通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。
11.1 电源和电流 学案 -2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册
11.1 电源和电流学习目标：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.2. 理解电流的定义，知道电流的单位和方向.3. 会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义．重难点：电流的计算 学习过程：一、电源1． 定义：能把电子从电源 搬运到电源 的装置就是电源． 2． 作用：使导体两端始终存在 ． 二、恒定电流1． 定义： 、 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： 时间内通过导体横截面的 ，是表示电流强弱程度的物理量．3． 在国际单位制中，电流的单位是 ，符号是 .4． 电流的方向：规定为 定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向 ． 5. 电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量． 三、电流的微观表达式1． 电流的微观表达式的推导如图所示，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大小为q . 则：导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t ＝lv .导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq此导体上的电流I ＝Q t ＝nlSql v＝nq v S .2． 电流的微观表达式I ＝nq v S(1) I ＝qt 是电流的定义式，I ＝nq v S 是电流的决定式，因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关，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大小q 、定向移动的速率v ，还与导体的横截面积S 有关．(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．四、电动汽车中的电池1． 锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极．充电时，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极．当汽车开动时，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，放出电荷量就越大．2． 电池的容量：电池放电时输出的总电荷量，通常以“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位．(多选)关于电流，下列说法正确的是( )A ．导体中有电荷运动就会形成电流B ．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t 时间内通过溶液内横截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷的电荷量为e ，以下说法正确的是( )A ．正离子定向移动形成电流，方向从A 到B ，负离子定向移动形成电流，方向从B 到AB ．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1etD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝(n 1＋n 2)et 一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的每个自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I .则下列说法正确的是( ) A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝IneSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝Ine(多选)如图是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是( )A．该电池的容量为60 A·hB．该电池以6 A的电流放电，可以工作10 hC．该电池以6 A的电流放电，可以工作60 hD．该电池充完电可贮存的电荷量为60 C应用练习1．(多选)关于电流和电源，下列说法中正确的是()A．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差B．导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量2．关于对电流的理解，下列说法正确的是()A．只有自由电子的定向移动才能形成电流B．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C．导体中的自由电荷越多，电流越大D．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位3．电路中每分钟有6×1013个自由电子通过导线的横截面，横截面的面积为6.4×10－7 m2，那么电路中的电流是(e＝1.6×10－19 C)()A．0.016 μA B．1.6 mA C．16 μA D．0.16 μA4．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.6×10－19 C)()A．3.0×1012B．1.5×1013C．7.5×1013D．3.75×10145．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6．关于电流，下列说法中正确的是()A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B．同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向移动的速率大C．由于电荷做无规则运动的速率比电荷定向移动的速率大得多，故电荷做无规则运动形成的电流也就大得多D．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率7．(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．各处的电流大小相等D．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大8．(多选)如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是()A．该电池的容量为500 mA·hB．该电池以5 mA电流工作可用500 hC．该电池在工作时的电流为500 mAD．若电池以10 mA的电流工作，可用50 h9．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()A．电流大小为v e2πr，电流方向为顺时针B．电流大小为v er，电流方向为顺时针C．电流大小为v e2πr，电流方向为逆时针D．电流大小为v er，电流方向为逆时针10．一根长L＝2 m，横截面积S＝1×10－3m2的铜棒，两端电势差为U＝5.44×10－2 V，铜棒的电阻R＝2×10－5 Ω，铜内自由电子的密度为n＝8.5×1029个·m－3，求：(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)(1)通过铜棒的电流；(2)铜棒内的电场强度大小；(3)自由电子定向移动的速率．11.1 电源和电流 答案学习过程：一、电源 1． 正极 负极 2． 电势差． 二、恒定电流 1． 大小、方向2． 单位电荷量．3． 安培，A.4． 正电荷 相反．答案 CD解析 导体中自由电荷定向移动形成电流，无规则运动不会形成电流，故A 错误；电流虽有方向，但它是一个标量，故B 错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故C 正确；导体两端电势差为零时，电荷不会定向移动，电流必为零，故D 正确．答案 D解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A 到B ，电流不会相互抵消，故A 、B 错误；t 时间内通过溶液内横截面S 的电荷量q ＝n 1e ＋n 2e ＝(n 1＋n 2)e ，根据电流的定义式I ＝qt 得I ＝(n 1＋n 2)e t ，故C 错误，D 正确．答案 D解析 v 0为自由电子做无规则热运动的速率，不是定向移动速率，故A 错误；对于电流微观表达式I ＝nqS v ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，则t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为n v t ，电荷量q＝n v te ，所以电流I ＝q t ＝ne v ，所以v ＝Ine ，故B 、C 错误，D 正确．答案 AB解析 从题图标识牌可知电池的容量为60 A·h ，即以6 A 的电流放电可工作10 h ，故A 、B 正确，C 错误；该电池充完电可贮存的电荷量q ＝60×3 600 C ＝2.16×105 C ，故D 错误．应用练习1． 答案 ABC解析 电源的作用就是移送电荷，保持导体两端有持续的电势差，故A 正确；根据欧姆定律知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故B 正确；由电流的定义式I ＝qt 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故C 正确；虽然电流有方向，但电流的方向表示正电荷定向移动的方向，电流是标量，故D 错误． 2． 答案 D解析 正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A 错误；电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B 错误；电流的大小取决于电荷量与时间的比值，与自由电荷无关，故C 错误；国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培”是基本单位，故D 正确． 3． 答案 D解析 根据I ＝q t 得I ＝6×1013×1.6×10－1960 A ＝1.6×10－7A ＝0.16 μA ，D 正确，A 、B 、C 错误． 4． 答案 B解析 1 s 内发射的重离子的电荷量为Q ＝It ＝1.2×10－5×1 C ＝1.2×10－5 C ，每个重离子的电荷量为5e ，则发射的重离子数为n ＝Q 5e ＝ 1.2×10－55×1.6×10－19 个＝1.5×1013个，选项B 正确． 5． 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． 6． 答案 B解析 导体中无电流时，内部的自由电荷仍在做无规则运动，故A 错误；由I ＝nq v S 可知，同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向移动的速率大，故B 正确；电流的大小与电荷做无规则运动的快慢无关，故C 错误；电流的传导速率是电场的传播速率，等于光速，而电子的定向移动速率远小于光速，故D 错误． 7． 答案 CD解析 同一根导体上的电流相等，故A 错误，C 正确；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B 错误，D 正确． 8． 答案 AD解析 该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA ，选项C 错误；500 mA·h 表示电池容量，由500 mA·h ＝t ×10 mA 得t ＝50 h ，由500 mA·h ＝t ′×5 mA 得t ′＝100 h ，所以选项A 、D 正确，B 错误． 9． 答案 C解析 电流大小I ＝q t ＝e2πr v＝v e 2πr ，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C 正确．10．答案 (1)2.72×103 A (2)2.72×10－2 V/m (3)2×10－5 m/s解析 (1)I ＝UR＝2.72×103 A.(2)由U ＝EL 得E ＝UL ＝2.72×10－2 V/m.(3)由I ＝neS v 得v ＝I neS ＝ 2.72×1038.5×1029×1.6×10－19×10－3 m/s ＝2×10－5m/s.。
人教版(2019)高中物理必修3-11.1 电源和电流-学案
电源和电流【学习目标】1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。
2．知道电流方向的规定。
3．掌握电流的定义式,并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。
4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。
5．尝试利用水泵和电泵的相似性,通过类比的方法理解电源的作用。
【学习重点】1．电流概念的建立。
2．电流的定义式。
3．电流的微观表达。
【学习难点】1．电流的微观表达。
2．运动电荷的等效电流。
3．定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。
【学习过程】一、自主学习（一）电源1．电源的定义①定义:能把_________从_________搬到_________的装置。
②作用:保持导体两端的电势差（电压）,使电路有_________的电流。
2．形成电流的条件①__________________金属导体——自由电子电解液——正、负离子②__________________（二）恒定电流1．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。
由_________的电荷产生_________称为恒定电场。
2．恒定电流（1）________________不随时间变化的电流。
（2）定义:物理上把通过导体横截面的_________跟通过这些电荷量所用的_________的比值称为电流。
用_________表示电流。
（3）电流的定义式是_________。
（4）求电流的三要素①_________②_________③_________（5）电流的单位___________________________1mA=_________A；1μA=_________A国际电工委员会规定的安全电流（即摆脱电流）为_________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________A。
人教版(2019)高中物理必修3-11.1 电源和电流-教案
电源和电流【教学目标】1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。
2．知道电流方向的规定。
3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。
4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。
5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。
【教学重点】1．电流概念的建立。
2．电流的定义式。
3．电流的微观表达。
【教学难点】1．电流的微观表达。
2．运动电荷的等效电流。
3．定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。
【教学过程】一、新课导入人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。
但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。
那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？【过渡】这节课就来学习有关电流的知识。
二、新课教学为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而灯泡却能持续发光？【过渡】要回答这个问题，就要从电源的知识学起。
（一）电源如图所示分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。
如果用一条导线H将它们连接起来，分析A、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？如图所示【提问】如果在AB之间接上一个装置P，它能把经过H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。
1．电源的定义①定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置。
②作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。
【提问】形成电流的条件？①存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子②导体两端存在电压【过渡】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何特点，又如何描述呢？（二）恒定电流1．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。
人教版(新教材)高中物理必修3精品学案：11.1 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、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式q ＝It 分析相关问题.3.会推导电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素．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、恒定电流 1．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分布都不随时间变化，其基本性质与静电场相同．2．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，电流的强弱程度用电流这个物理量表示．(2)公式：I ＝q t，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量． (3)单位：安培，简称安，符号是A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA )． 1 A ＝103 mA ；1 A ＝106 μA.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，从而使电源两极之间有稳定的电势差．(×)(3)电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)(4)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．(×)(5)电子定向移动的方向就是电流的方向．(×)(6)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(√)2．一次闪电，流动的电荷量大约为300 C，持续的时间大约是0.005 s，所形成的平均电流为________ A.『答案』6×104一、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q1，通过此截面的负电荷为q2.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方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右．(2)I＝|q1|＋|q2|t.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．电流的定义式：I ＝q t .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．3．电流是标量：虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则．在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图2所示，若测得2 s 内各有1.0×1018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？图2『答案』 方向由A 指向B 0.16 A『解析』 NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向运动．溶液中电流方向与Na ＋定向移动方向相同，即由A 指向B .Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1.6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，所以每秒通过M 横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t ＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A ＝0.16 A.电解液导电时电流的计算方法电解液导电与金属导体导电不同．金属导体中的自由电荷只有自由电子，而电解液中的自由电荷是正、负离子，正、负离子在电解液中所受电场力方向相反，运动方向相反，但形成的电流方向相同．运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内通过某一横截面的正、负两种离子的电荷量的绝对值之和．针对训练1 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.2ne t C.3ne t D.4ne t『答案』 B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 ＝l v ；(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 ＝nlSq lv＝nqS v . 知识深化1．电流微观表达式I ＝nq v S 的理解(1)I ＝q t是电流的定义式，I ＝nq v S 是电流的决定式，因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关，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大小q 、定向移动的速率v ，还与导体的横截面积S 有关．(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．2．三种速率的比较(1)电子定向移动速率：也是公式I ＝neS v 中的v ，大小约为10－4 m/s.(2)电流的传导速率：就是导体中建立电场的速率，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．(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，电子的定向移动速率为v ，则在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A ．n v S ΔtB ．n v Δt C.I Δt e D.I Δt Se『答案』 AC『解析』 根据电流的微观表达式I ＝ne v S ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝ne v S Δt e ＝n v S Δt ，故A 正确，B 错误；因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为：N ＝q e ＝I Δt e，故C 正确，D 错误．针对训练2 (2018·南昌二中高二期中)如图4所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S ，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q ，则当该棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，形成的等效电流为( )图4A ．q v B.q v C ．q v S D.q v S『答案』 A『解析』 橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，Δt 内通过的距离为v ·Δt ，Δt 内通过某横截面的电荷量Q ＝q v Δt ，根据电流的定义式I ＝Q Δt，得到等效电流I ＝q v ，A 正确.1．(对电源的理解)关于电源的说法正确的是( )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、负极之间稳定的电势差，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．(对电流的理解)(多选)关于电流的概念，下列说法正确的是( )A ．导体中有电荷运动就会形成电流B ．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零『答案』 CD『解析』 导体中自由电荷定向移动形成电流，无规则运动不会形成电流，故选项A 错误；电流虽有方向，但它是标量，故选项B 错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位“安培”是国际单位制中的七个基本单位之一，故选项C 正确；导体两端电势差为零时，电荷不会定向移动，电流必为零，故选项D 正确．3．(公式I ＝q t的理解与应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，在通电5分钟的时间内，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』 n ＝q e ＝It e ＝9.375×1021个．4．(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 ＝I nqS，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.考点一 对恒定电流的理解1．(2018·华中师大附中高二期中)关于电流，下列说法中正确的是( )A ．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B ．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大C ．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D ．因为电流有方向，所以电流是矢量『答案』 B『解析』 据I ＝q t 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，并非通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，故A 错误，B 正确；电解液中，正、负离子定向移动都能形成电流，故C 错误；电流有大小和方向，但电流是标量，故D 错误．2．(2019·玉溪市高二期中)关于电流，下列说法正确的是( )A ．只有正电荷的定向移动才能形成电流B ．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向C ．金属导体导电的时候，自由电子定向移动的方向和电流方向相同D ．方向不变的电流叫恒定电流『答案』 B『解析』 正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A 错；人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B 对；金属导体导电的时候，导体中定向移动的电荷是自由电子，定向移动方向和电流方向相反，故C 错；方向和大小都不变的电流叫恒定电流，故D 错．3．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10－4 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 错误．考点二 I ＝q t的理解与应用 4．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 AB ．3×10－13 AC ．3×10－6 AD ．9.6×10－6 A 『答案』 A『解析』 电子枪2 s 内发射的电荷量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． 5．(2019·武威市高二检测)在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的总电荷量为2 C ，向左迁移的负离子所带的总电荷量为2 C ，那么电解槽中电流大小为( )A ．0B ．0.2 AC ．0.4 AD ．4 A 『答案』 C『解析』 由题，10 s 内通过某一横截面的正离子所带总电荷量为2 C ，负离子所带总电荷量为2 C ，通过横截面的正离子与负离子电荷量绝对值之和为Q ＝2 C ＋2 C ＝4 C ，则电流为I ＝Q t ＝410A ＝0.4 A ，故C 正确． 6．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 A『答案』 D『解析』 由题意，1 s 内通过横截面正离子的电荷量为q 1＝2n 1e ，负离子的电荷量绝对值为q 2＝n 2e ，则电流为I ＝q 1＋q 2t ＝(2n 1＋n 2)e t.将n 1＝5×1018个，n 2＝1×1019个，e ＝1.6×10－19 C ，t ＝1 s ，代入解得I ＝3.2 A ．故选D.7.如图1所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知横截面积S 铝＝2S 铜．在铜导线上取一横截面A ，在铝导线上取一横截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个横截面的电流的大小关系是( )图1A ．I A ＝I BB ．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，例如两个横截面的面积不相等、导线的组成材料不同等．但解题关键是通过两横截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝q t可知电流相等． 考点三 I ＝nq v S 的理解与应用8．(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 ．各处的电流大小相等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A 错误，C 正确；由I ＝nqS v 可得v ＝I nqS ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故B 错误，D 正确．9．(2018·珠海一中期末)如图2所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I .已知导体左侧的横截面积为S ，导体中单位长度的自由电子数为n ，自由电子热运动的速率为v 0，自由电子的电荷量用e 表示，真空中的光速用c 表示．假设自由电子定向移动的速率为v ，则( )图2A ．v ＝v 0B ．v ＝I neSC ．v ＝cD ．v ＝I ne『答案』 D『解析』 t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度v t 内的自由电子数，其数量为n v t ，电荷量q ＝n v te ，所以电流I ＝q t ＝ne v ，所以v ＝I ne，故D 正确，B 错误；易知A 、C 错误．10．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 ＝1.6×10－19 C)( )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【人教版（新教材）高中物理必修第三册】学案11 在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内通过该横截面的电荷量为： q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中运行的电子数N ＝q e ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个． 11．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 ＝1.6×10－19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线定向移动1 m ，平均需要多少小时？『答案』 (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h『解析』 (1)N ＝q e ＝It e ＝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)自由电子沿导线定向移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5s ≈3.78 h ．。
电源和电流+导学案 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
11.1电源和电流学案年级：高二备课人班级：__________________姓名：___________________ 学习目标：1.通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。
2.通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。
3.通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。
重点：1.用类比法理解电源的作用，建立对电流的理解；2.会利用定义式来计算电流大小。
难点：1.对恒定电场和恒定电流的理解；2.电流的微观表达。
学习过程：一、电源1.自主预习，填空：如图所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线H，自由电子便会在__________的作用下沿导线做定向运动，电子的运动方向为_______（选填“A→B”或“B→A”），导线中的电流方向为_______（选填“A→B”或“B→A”）。
2.思考：形成的电流能不能持续下去？为什么？3.如何才能使导线中存在持续的电流？类比讨论及总结：电源的定义及作用（1）定义：能把电子从_______搬运到______的装置；（2）作用：①维持电路两端有一定的_____________；②使电路中存在_____________________。
二、恒定电流思考1：电源、导线等电路元件所积累的电荷在其周围产生电场，使电路中的电荷定向移动。
电荷定向移动，空间的电场是否变化？为什么？思考2：在恒定电场的作用下，导线中自由电荷的定向移动是加速运动、还是速率不变的运动？为什么？3.什么是恒定电流？我们引入哪个物理量描述电流的强弱？对应的定义、定义式、单位、矢量标量？自主预习，完成填空。
（1）定义：和都不随变化的电流叫恒定电流。
（2）电流：表示电流的；（3）定义式：；（4）单位：，简称：，符号：。
1mA（毫安）＝ A，1μA（微安）＝ A。
（5）电流的方向：规定电荷的定向移动方向为电流的方向。
11-1 电源和电流 教案-【新教材】人教版(2019)高中物理必修三
11.1 电源和电流〖教材分析〗由于学生在初中已经接触过电源和电流的概念。
与初中不同的是将结合静电场的知识从本质上理解电源个电流的概念。
本节知识也可以作为静电场的一个延伸，加强学生对物质观的认识。
通过简单对恒定电场与静电场做一对比，以恒定电场会产生恒定电流为本节的重点，结构合理，逻辑清晰，不致使学生从静电场到电路的变化感到突兀。
〖教学目标与核心素养〗物理观念：理解电源、电流的概念，知道物理意义。
科学思维：体会电流的定义法，培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力。
科学探究：理解电源、电流的区别与联系。
科学态度与责任：从雷电到持续的电流，理解物理知识是从自然现象中来的，并运用与生活实践，去感知科学的价值与应用；培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。
〖教学重点与难点〗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，电流的定义式。
〖教学准备〗多媒体课件、南孚电池、充电宝等。
〖教学过程〗一、新课引入通过多媒体课件动图展示：产生电流时的电子微观运动。
无论在自然界还是在生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。
那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？本节课我们就在初中学习的基础上进一步学习有关电流的知识。
通过多媒体课件动图分别展示：打雷现象和手电筒强光照射。
生活现象∶雷鸣时→强大电流、耀眼光芒→一瞬间。
手电简→小灯泡持续发光→为什么?因为它有持续不断的电流。
那产生电流的条件有哪些呢？二、新课教学（一）电源1.产生电流的条件首先要有自由电荷，一段导线有大量可以导电的自由电子，但是通常情况下这些电子都做无规则的热运动。
（动图播放电子的无规则热运动）如果在导体中，任意取一个截面就会发现任意时刻中往左打往右的电子一样多。
因此穿过这个截面的总电荷量为零，导线中没有电流。
看来要想在导体中形成电流，光有电荷还不够必须让他们发生定向移动，才会形成电流。
即：电荷的定向移动形成电流。
11.1 电源和电流 (导学案)—— 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
高二物理必修三11.1《电源和电流》导学案（第1课时）学习目标：1.理解形成电流的条件，理解电源的作用和导体中的恒定电场2. 理解电流的定义，知道电流的单位和方向学习过程：一、电源如图为分别带有正、负电荷的A、B两个导体球，它们各自的电势是的。
（1）如果用导线将它们连接起来，由于A、B间存在，导致发生定向移动，移动的方向是。
（2）最后A、B两个导体球的电势是的，达到一个大的等势体。
（3）上述过程导线中出现电流的特点是。
如何让导线中保持持续的电流？在 A、B 之间连接一个装置 P，如图所示它能在B 失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷。
这样，A、B之间始终存在电势差，H内就会存在的电流。
能把电子从A搬运到B的装置P就是电源（power source），A和B是电源的两个电极。
1、定义：不断把负电荷从搬运到从而维持正负极之间一定电势差的装置。
通过把其他形式的能转化为电能的装置。
2、产生持续电流的条件是导体两端始终存在，电源的作用就是移送，保持导体两端的电势差．3、电流的方向：规定定向移动的方向为电流的方向，则定向移动的方向与电流的方向相反．4、电流的大小：I＝.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．5、电流是量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量．例1：（多选）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.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能变式训练：发电厂一“合闸”，千里之外的用户几乎同时就有了电，人们感叹：“电流的速度好大呀”，关于“电流的速度”，理解正确的是（）A．电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度B．电流的速度就是电场在电路中传播的速度C．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向D．在普通电路中，自由电荷定向移动的速度和普通子弹的速度数量级相当二．恒定电流初中物理我们学习了电流，其大小和方向是恒定不变的，一般而言，通过直流电源得到的电流是恒定的，其原因是直流电源提供了一个恒定的电场。
【精品推荐】(新教材)2019-2020新课程同步人教版高中物理必修第三册新学案课件：第十一章 第1节 电源和电
[易错警示] (1)用公式 I＝qt 计算电流大小时，只需代入电荷量的绝对值， 且 q 要与时间 t 相对应。 (2)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。
[对点练清]
1．一段东西方向放置的横截面积为 0.05 cm2 的导电材料中，每
秒中有 0.4 C 正电荷向东移动，有 0.6 C 负电荷向西移动，则
[解] 设在时间 t 内，通过导体横截面的自由电子数目为 N、 电荷量为 q，则 N＝nSvt
q＝Ne＝nSvte，再由 I＝qt ，得 I＝neSv。
[策略提炼] 从微观视角计算电流，可依据公式 I＝qt ，只是此时电荷量 q 要用微观量描述出来。这也是解决此类问题的关键。
[讨论] 从微观上看，流过金属导体的电流与导体的横截面 积、单位体积内自由电子数目和电子定向移动的平均速率成正 比。若在其他条件不变的情况下，导电性能好的导体在单位体 积内的自由电子数更多，形成的电流会更大。
假设某次雷电持续时间为 0.5 s，所形成的平均电流为 6.0×104 A，若这些电荷以 0.5 A 的电流通过电灯，则电灯可供 照明的时间为多长？
[提示] 该次雷电对应的电荷量 q＝It＝6.0×104×0.5 C＝ 3.0×104 C
可供电灯照明的时间 t′＝I′q ＝3.00×.5104 s＝6.0×104 s。
电流强度是
()
A．0.4 A
B．0.2 A
C．0.6 A
D．1 A
解析：根据电流强度的定义可知 I＝qt ＝0.4＋1 0.6 A＝1 A，
D 正确。
答案：D
2．如图所示的电解槽接入电路后，在 t 秒内有 n1
个 1 价正离子通过溶液内截面 S，有 n2 个 1 价
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第1节电源和电流
【学习目标】
1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。
2．知道电流方向的规定。
3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。
4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。
5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。
【学习重点】
1．电流概念的建立。
2．电流的定义式。
3．电流的微观表达。
【学习难点】
1．电流的微观表达。
2．运动电荷的等效电流。
3．定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。
【学习过程】
一、自主学习
（一）电源
1．电源的定义
①定义：能把_________从_________搬到_________的装置。
②作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有_________的电流。
2．形成电流的条件
①__________________
金属导体——自由电子
电解液——正、负离子
②__________________
（二）恒定电流
1．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。
由_________的电荷产生_________称为恒定电场。
2．恒定电流
（1）________________不随时间变化的电流。
（2）定义：物理上把通过导体横截面的_________跟通过这些电荷量所用的_________的比值称为电流。
用_________表示电流。
（3）电流的定义式是_________。
（4）求电流的三要素
①_________
②_________
③_________
（5）电流的单位___________________________
1mA=_________A；1μA=_________A
国际电工委员会规定的安全电流（即摆脱电流）为_________
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________A。
例2：导体中的电流是5mA，那么在3.2s内有______C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。
1 / 3
例3：某电解池，如果在1s 中内共有5.0×1018个一价正离子和1.0×1019个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？
【思考】一段粗细均匀的导体，长为L。
两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为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，每个自由电荷量为e。
求：
①导体中自由电荷总数N？
②总电量Q是多少？
③所有电荷通过横截面需要的时间？
总结：电流的微观表达式：_________。
3．深入理解：
电子定向移动的速率约_________m/s；
电子热运动的平均速率_________m/s；
电场的传播速率_________m/s。
二、课堂练习
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.氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。
已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？
3．在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动。
可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k为恒量)。
电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中的电子移动的平均速率v为一定值，这一定值是( )
A．
ekU
l B．
eU
kl
C．
elU
k D．elkU
4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过横截面的电荷量乙是甲的2倍，以下说法正确的是( )
A．甲、乙两导体的电流相同
B．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度是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等
5．（多选）如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面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( )
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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．自由电子定向移动的速率不相等
6．(多选)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下列说
法正确的是( )
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则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，电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
7．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？
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