11.1电源和电流 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电源和电流学案 年级：高二 备课人 班级：__________________ 姓名：___________________ 学习目标： 1.通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。 2.通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。 3.通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。 重点： 1.用类比法理解电源的作用，建立对电流的理解； 2.会利用定义式来计算电流大小。 难点： 1.对恒定电场和恒定电流的理解； 2.电流的微观表达。 学习过程： 一、电源 1.自主预习，填空： 如图所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线H，自由电子便会在__________的作用下沿导线做定向运动，电子的运动方向为_______（选填“A→B”或“B→A”），导线中的电流方向为_______（选填“A→B”或“B→A”）。 2.思考：形成的电流能不能持续下去？为什么？ 3.如何才能使导线中存在持续的电流？ 类比 讨论及总结：电源的定义及作用 （1）定义：能把电子从_______搬运到______的装置； （2）作用： ①维持电路两端有一定的_____________； ②使电路中存在_____________________。 二、恒定电流 思考1：电源、导线等电路元件所积累的电荷在其周围产生电场，使电路中的电荷定向移动。电荷定向移动，空间的电场是否变化？为什么？ 思考2：在恒定电场的作用下，导线中自由电荷的定向移动是加速运动、还是速率不变的运动？为什么？ 3.什么是恒定电流？我们引入哪个物理量描述电流的强弱？ 对应的定义、定义式、单位、矢量标量？ 自主预习，完成填空。 （1）定义： 和 都不随 变化的电流叫恒定电流。 （2）电流：表示电流的 ； （3）定义式： ； （4）单位： ，简称： ，符号： 。 1mA（毫安）＝ A，1μA（微安）＝ A。 （5）电流的方向：规定 电荷的定向移动方向为电流的方向。则 电荷的定向移动方向与电流的方向相反。电流是 量。 （6）电流的大小与q、t的大小 （有关、无关）。 （7）由电流的定义式可导出通过电流求电量q＝ 。 三、电流的微观表达式 设导体的横截面积为S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子定向移动的平均速率为v，电子电量为e，试推导电流的微观表达式。 四、随堂练习 1.如图所示，A、B两个导体分别带等量正、负电荷，如果在它们之间连接一根导线，则（　　） A.导线上不会产生电流 B．导线上会产生从A到B的瞬间电流 C．导线上会产生从B到A的瞬间电流 D．导线上会产生从A到B的持续电流 2.关于电流，下列说法正确的是（ ） A．根据可知，I与q成正比 B．电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流 C．电流有方向，因此电流是矢量 D．只有正电荷的移动，才能形成电流 3.如图所示的电解槽中，如果在4s内各有0.8C的正、负电荷通过面积为0.8m2的横截面AB，那么 ⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；电解槽中的电流方向。 ⑵4s内通过横截面AB的电量为多少？ ⑶电解槽中的电流为多大？ 4.导体中电流I的表达式，其中S为导体的横截面积，n为导体单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v表示的是（　　） A．导体运动的速率 B．导体传导的速率 C．电子热运动的速率 D．自由电荷定向移动的速率 5.一条导线中的电流为 50 μA，在 3.2 s 内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？ 拓展提升 1.如图所示的电解液接入电路后，在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是（　　） A.当时，电流大小为零 B.当时，电源外部电流方向由A指向B，电流 C.当时，电源内部电流方向由B指向A，电流 D.电源外部电流方向由A指向B，电流 2. 如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I。已知金属导体的横截面积是S，导体单位长度的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，则下列说法中正确的是（　　） A.