同步学案第十一章电路及其应用-【学易优】2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版）

第十一章 电路及其应用 第1节 电源和电流 1.了解持续电流形成的原因，知道电源的作用，认识常见的电源。 目标2.对比静电平衡条件，认识导体中的恒定电场和恒定电流。 导航，3.理解电流的定义，知道电流的单位和方向。 4.理解电流形成的微观实质。 1目标一 电源与恒定电流 [情境导思] [梳理导学] 如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中 1.电源 的两个金属电极上，电路中形成电流。 (1)定义：能把电子从电源 搬运到电源 屯源 的装置就是电源。 (2)作用：使导体两端始终存在 食盐水电流方向 2.恒定电场 (1)形成：电源正、负极周围空间的电场是由 等电路元件所积累的电荷共同形 成的。 的分布和 的分布不随 (1)盐水中的电流沿什么方向？ 时间变化。 (2)假设电子的电荷量为e,t时间内有N个 (2)定义：由稳定分布的 所产生的稳定 CI一和N个Na+通过图中虚线面，则电路中的电 的电场，叫作恒定电场。 流为多大？ (3)特点：在恒定电场中，任何位置的 和 都不随时间变化，所以它的基本性质与 静电场相同。 3.恒定电流 (1)定义：大小、方向都 的电流， 叫作恒定电流。 (2)电流：表示电流的 ①表达式：I= ②单位：在国际单位制中，电流的单位是 简称安，符号是A。常用的单位还有 ·55 必修第三册·物理(RJ) (mA)、 (uA)。1A mA= A,电荷的定向移动形成电流 HA。 B.金属导体中电流方向是自由电子移动的方向 ③方向：规定 定向移动的方向为电流的 C.电流既有大小又有方向，所以电流是矢量 方向。 D.由1=9可知，电流越大，单位时间内通过导 [归纳导通] 体横截面的电荷量就越多 1.电流的形成 角度2电流的计算 电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连 【例2】某电解池中，若在2s内有5.0×1015个二 接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷 价正离子和1.0×1016个一价负离子通过某截面 在静电力的作用下定向移动形成电流。 M,其中正离子水平向右移动，那么通过这个截 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 面的电流的大小和方向是 (2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路 业源 闭合。 2.对电流的理解 M B (1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代 数运算法则。 (2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在 A.0.8mA,水平向左 电源内部电流方向由电源负极到正极。 B.0.08mA,水平向左 (3)1=9是电流的定义式，用该式计算出的电流 C.1.6mA,水平向右 是时间t内的平均值。 D.0.16mA,水平向右 (4)g=It是电荷量的计算式。 【对点训练1】下列有关有电源的电路中，导线内 3.电流大小的计算 部的电场的说法正确的是 (1)金属导体中电流的计算 A.导线内部的电场就是电源所形成的电场 金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用1=9 B.处于静电平衡状态的导体内部的电场强度为 零，而导线内部的电场不是稳定的 计算时，q是时间1内通过金属导体横截面的电 C.因为导线处于电源的电场中，所以导线内部 子的电荷量。 的电场强度处处为零 (2)电解液中电流的计算 D.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所 电解液中的自由电荷是正、负离子，运用=9计 积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于 算时，9应是时间1内正、负两种离子通过横截面 平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳 的电荷量的绝对值之和。 定的 【对点训练2】一太阳能电池对一用电器供电时，在 [典题导练] 1min时间内，通过该用电器的电荷量为1.2C, 角度1对电流的理解 则通过用电器的电流为 【例1】（多选）下列关于电流的说法正确的是 A.10 mA B.20 mA ( C.40 mA D.1.2A ·56· 第十一章 电路及其应用 目标二 电流的微观表达式 (2)公式I=neSv是电流的决定式，e是每个自由 [归纳导通] 电子的电荷量，电流的大小由、、S、v四者共同 1.三种速率 决定。 (1)电子热运动速率：自由电子做无规则热运动 的速率，平均值约为105m/s。由于自由电子向 (3)1=Su是由1=4推导而来的，它从微观的 各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成 角度阐明了决定电流强弱的因素。 电流。 【特别提醒】·-·· (2)电流的传导速率：就是导体中建立电场的速 (1)公式中的n是单位体积内的自由电子数， 率，等于光速，为3×108m/s。闭合开关的瞬间， 也称数量密度，不是总电荷数。若”为单位长度内 电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的 的自由电子数，则电流的微观表达式为I=nu。 自由电子儿乎同时做定向移动，整个电路也几乎 (2)表示电子定向移动的速率。 同时形成了电流。 (3)电子定向移动