第3章 第1节 电流-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第1节　电　流 【核心素养目标】 物理观念 知道形成电流及持续电流的条件，了解三种速率，知道直流电和恒定电流的概念。 科学思维 理解电流的定义式I＝和微观表达式I＝neSv，掌握电流的计算，能解决相关的物理问题。 科学态度与责任 体验三种速度，能做到实事求是的认识世界，并能培养自己的科学普及能力，提高学习兴趣。 一、电流的形成 1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压。 2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。 3．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s。 4．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105 m/s的平均速率做无规则的运动。 5．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5 m/s，被形象的称为“电子漂移”。 二、电流的方向与大小 1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向。 2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极； 在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极。 3．定义：将流过导体某一横截面的电荷量与所用时间之比定义为电流。 4．定义式：I＝。 5．单位：国际单位为安培，符号为A；常用单位有mA、μA，换算关系为1 A＝103 mA＝106 μA。 6．直流电：方向不随时间改变的电流称为直流电。 恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 1．判断正误 (1)只要导体两端没有电压，就不能形成电流。(　　) (2)导体中的自由电荷是在导体中电场施加的电场力作用下做定向移动的。(　　) (3)电流既有大小又有方向，是矢量。(　　) (4)由I＝可知，I与q成正比。(　　) (5)电流的单位——安培是基本单位。(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　 2．链接实景 如图所示，食盐水中可以形成电流，食盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同？ 提示：　食盐水中的电流是Na＋、Cl－定向移动形成的，金属导体中的电流是电子定向移动形成的。 学生用书第60页 知识点一　电流的理解与计算 (1)有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线R，如图所示，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失。怎样使A、B导体维持一定的电势差，使导线中保持持续的电流？ (2)电荷的定向移动形成电流，如何描述电流的强弱？ 提示：　(1)在A、B间接一电源。 (2)利用单位时间内通过导体横截面的电荷量描述电流的强弱。 1．电流形成的条件 (1)回路中存在自由电荷是形成电流的条件。 (2)电压也是导体中形成电流的条件。 (3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。 2．对I＝的理解 电流定义式 电流方向 (1)I＝是单位时间内通过导体横截面的电荷量，横截面是整个导体的横截面，不是单位横截面积 (2)当电解质溶液导电时，q为通过某一横截面的正、负电荷量的绝对值之和 (3)I与q、t均无关 电流方向与正电荷定向移动方向相同，和负电荷定向移动方向相反(金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反) 如图所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S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．当n1＝n2时电流为零 B．当n1>n2时，电流方向从A→B，电流为I＝ C．当n1<n2时，电流方向从B→A，电流为I＝ D．溶液内电流方向A→B，电流I＝ D　[正电荷定向移动的方向就是电流的方向，负电荷定向移动的反方向也是电流的方向，有正、负电荷反向经过同一截面时，I＝公式中q应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B，与正、负电荷的数量无关，故A、B、C错误，D正确。] 同导体中电流的计算方法 (1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I＝计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。 (2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I＝计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 (3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I＝求气体导电电流时，q应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 (4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I＝求解等效电流。　　 学生用书第61页 针对练1.(多选)下列关于电流的说法正确的是(　　) A．根据I＝可知，I与q成正比 B．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 C．电流是一个标量，其方向是没有意义的 D．电流的单位“安培”是国际单