崇信高中物理第二章恒定电流电源和电流学案新人教选修

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( )

A.4.8×10-6 A

B.3×10-13 A

C.9.6×10-6 A

D.3×10-6 A

4.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( )

A.5.0×1011

B.5.0×1019

C.1.0×1013

D.1.0×103

6.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.vq

B.

C.qvS

D.

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→A

B.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