第3章 第1节 电流-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第1节　电流 学习目标：1.[物理观念]知道形成电流及持续电流的条件及三种速率，电流的两个表达式及大小、方向和单位，能解释自然现象。2.[科学思维]理解电流的定义式I＝和微观表达式I＝neSv，掌握电流的计算，能解决相关的物理问题。3.[科学探究]通过对微观电流表达式的探究，从微观角度认识影响电流大小的因素，提高科学探究推理能力。4.[科学态度与责任]体验三种速度，能做到实事求是的认识世界，并能培养自己的科学普及能力，提高学习兴趣。 一、电流的形成 1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压。 2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。 3．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s。 4．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105 m/s的平均速率做无规则的运动。 5．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5 m/s，被形象的称为“电子漂移”。 说明：因为导体两端有持续的电压即电势差，自由电荷才能在电场力的作用下，持续的定向移动，才会有持续的电流。 二、电流的方向与大小 1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向。 2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极。 3．定义：将流过导体某一横截面的电荷量与所用时间之比定义为电流。 4．定义式：I＝。 5．单位：国际单位为安培，符号为A；常用单位有mA、μA，换算关系为1 A＝103 mA＝106 μA。 6．直流电：方向不随时间改变的电流称为直流电。 恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 注意：q是通过横截面的电荷量，是通过的正电荷总电荷量与反向移动的负电荷总电荷量的绝对值之和。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的。 (√) (2)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的。 (√) (3)电流既有大小又有方向，是矢量。 (×) (4)由I＝可知，I与q成正比。 (×) 2．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即自由电子定向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，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 C　[电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，与电子定向移动的方向相反，A、D错误，C正确；在电解质溶液中正离子和负离子定向移动形成电流的方向是相同的，都和正离子定向移动的方向相同，B错误。] 3．(多选)下列对公式I＝的理解正确的是(　　) A．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 B．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多 C．导体的通电时间越短，则形成的电流越大 D．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 AD　[在国际单位制中，共有七个基本物理量，电流是其中之一，A正确；电流是单位时间内流过导体某一横截面的电荷量的多少，则B、C错误，D正确。] 电流的理解与计算 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。 探究：(1)用导线连接后，电荷怎样移动？ (2)电荷的定向移动形成电流，如何描述电流的强弱？ 提示：(1)导线中移动的是自由电子，故导体B上负电荷流向导体A。 (2)利用单位时间内通过导体横截面的电荷量描述电流的强弱。 1．电流形成的条件 (1)回路中存在自由电荷是形成电流的条件。 (2)电压也是导体中形成电流的条件。 (3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。 2．对I＝的理解 电流定义式 电流方向 (1)I＝是单位时间内通过导体横截面的电荷量，横截面是整个导体的横截面，不是单位横截面积 (2)当电解质溶液导电时，q为通过某一横截面的正、负电荷量绝对值之和 (3)I与q、t均无关 电流方向与正电荷定向移动方向相同，和负电荷定向移动方向相反(金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反) 【例1】　在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示。如果测得2 s内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流多大？ 思路点拨：―→―→ [解析]　水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动。电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A指向B。 每个离子的电荷量是e＝1.60×10－19 C。该水溶液导电时负离子由B向A运动，负离子的定向移动可以等效看