11.1 电源和电流（第一课时）导学案 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

11.1 电源和电流（第一课时） 学习目标 1．了解电流的形成，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．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解释。 新课导入 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? 合作探究 一、电源 1、如图为分别带有正、负电荷的A、B两个导体球 （1）如果用导线将它们连接起来，A、B间的电势差会发生什么变化？ （2）最后A、B两个导体球会达到什么状态？ （3）导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？ 2、如何让导线中保持持续的电流？（和水流的形成比较） 归纳：1、电源：（1）定义：电源是能不断把 从 极搬运到 极的装置 （2）作用 ①移送电荷：使电源正、负极间有一定的 ，使电路中有 的电流。 ②能量转化：把其他形式的能转化为 能。 2、产生持续电流的条件： 二、恒定电流 1、通过阅读教材P54，说明下列问题： （1）导体周围电场是如何形成的？ （2）恒定电场及其特性。 （3）恒定电流及其形成过程。 2、恒定电流： 、 都不随时间变化的电流。 3.电流: (1)物理意义：表示电流的 程度的物理量。 (2)定义：通过导体某一横截面的 与所用时间的比值，叫做导体的电流。 (3)表达式： （式中电荷量q取绝对值） (4)单位：①国际单位: ，简称安，符号为 。 ②常用单位：毫安mA、微安μA。关系:1 A= mA = μA。 (5)方向：规定 电荷定向移动的方向为电流的方向。 三、电流微观表达式 1、推导 如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为的导体，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。 （1）AD导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？ （2）这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？ （3）导体AD中的电流是多大？ 2．三种速率 (1)电流的传导速率等于光速，为3×108 m/s。 (2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为10－4 m/s。 (3)电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s。 【典例1】下列说法中正确的是(　　) A.导体中电荷运动就形成了电流 B.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在 C.导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D.在国际单位制中,电流的单位是A 【典例2】如图所示,电解池内有一价的电解液,时间t内通过溶液内截面S（未画出）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的电流方向从A→B,负离子定向移动形成的电流方向从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,电流强度 D.溶液内电流方向从A→B,电流强度 【典例3】半径为R的均匀带电圆环,横截面积为S,所带电荷量为Q,现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流为(　 　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 巩固练习 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．电源把正、负电荷分开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、关于电流的说法中正确的是(　　) A．根据I＝q/t，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，电流是矢量 D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 3、关于电流的方向，下列说法中正确的是(　　) A．在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向 B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向 C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反 D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成电流，所以电流有两个方向 4、一条金属导体中的电流是5 μA,那么在3.2 s内通过金属导体横截面定向运动的自由电荷个数是(　　) A.1×1014个　　　　B.1×1015个 C.2×1014个 D.2×1015个 5、如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v