11.1 电源和电流 教学设计-2022-2023学年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 课时11.1 电源和电流 1、 教材分析 本章介绍电路的基本概念和规律，是前两章内容的延续和应用。虽然电源和电流学生在初中时已经简单的了解和认识但是内部的原理和形成原因并不清楚。因此本节内容需要结合前面两章的知识并利用微观的方法进行解释，可以采用类比的方法进行讲解。 2、 学情分析 学生已经基本掌握了学习物理的思维方法，例如分析、抽象、类比等等，在学习本节内容之前学生已经学习了静电场和导体平衡的知识，有了一定的电场基础。电源虽然在生活中比较常见但本节内容重点讲授的是电源内部的工作原理和导线中的电流，是比较抽象的知识。 3、 教学目标 1.让学生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定向移动平均速率的关系。 4、 重难点 重点难点：1.理解电源原理及其作用 2.从微观的角度解释电流 5、 授课内容 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。 【典例】关于电源的以下说法，正确的是 (B　　) 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，从而使两极之间有一定的电势差 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，从而使两极之间有一定的电势差 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 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均速率不随时间变化。 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＝。 (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。 【典例1】(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是 (　BD　) 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.导线处于静电平衡状态 D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 【典例2】(多选)关于电流的方向，下列说法中正确的是 (　AD　) 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 B.电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同 D.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反 【练习1】关于电流，下列说法中正确的是 (　C　) A.通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向 C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 D.因为电流有方向，所以电流是矢量 【练习2】如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，其中Na+水平向右移动。若测得4 s内分别有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M，那么溶液中的电流方向和大小为 (　B　) A.水平向左　0.8 A B.水平向右　0.08 A C.水平向左　0.4 A D.水平向右　0.04 A 【练习3】如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知两导线横截面积满足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　) 　　　　　 　　　　　 　　　　　 A.IA=IB B.IA=2IB C.IB=2IA D.不能确定 【练习4】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，单位体积内的电荷量为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　 (　C　) A. vq B. C.qvS D. 【典例3】一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I。已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率为 (　A　) A. B. C. D. 【典例4】(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 (AC　　) A.nvSt B.nvt C. D. 六、