1 电源和电流-2022-2023学年高一物理同步备课讲义 (人教版2019必修第三册)

Chapter 11第十一章 电路及其应用 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． 知识点一、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 知识点二、恒定电流 1． 定义： 、 都不随时间变化的电流称为恒定电流． 2． 电流形成的条件：导体中有 ；导体两端存在 ． 3． 电流的定义式：I＝，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． 4． 在国际单位制中，电流的单位是 ，符号是A. 5． 电流的标矢性：电流是 量，但有方向， 荷定向移动的方向规定为电流的方向，与负电荷定向移动的方向 ． 6． 电流的三种表达式及其比较 公式 适用范围 字母含义 公式含义 I＝ 一切电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ I＝nqSv 一切电路 n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：电荷定向移动速率 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 I＝ 金属、电解液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U、I∝ 1. 导体中有电荷运动就会形成电流(　　) 2. 对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零(　　) 3. 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(　　) 4. 电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量(　　) 5. 如果在任何相等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(　　) 6. 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(　　) 7. 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(　　) 8. 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(　　) 9. 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(　　) 10. 电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率(　　) 11. 只有自由电子的定向移动才能形成电流(　　) 12. 电荷定向移动产生电流，所以，电荷的移动速率就是电流的传导速率．(　　) 知识点一：电流的理解和计算 1． 如图1所示，用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有无电流？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？ 2． 如图2所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？ 3． 如图3，盐水中可以形成电流，盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同？ 【探究重点】 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：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． 3． 电流是标量：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． 【例题精讲】 1. (2021·江苏卷·2)有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1×10－8 F的电容器，在2 ms内细胞膜两侧的电势差从－70 mV变为30 mV，则该过程中跨膜电流的平均值为(　　) A．1.5×10－7 A B．2×10－7 A C．3.5×10－7 A D．5×10－7 A 【巩固训练】 2. （2021·辽宁·高二期末）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 知识点二：电流的微观表达式 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＝.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＝＝＝nqvS. 【探究重点】 1． I＝是电流的定义式，I＝nqvS是电流的决定式，因此