第十一章 第1节 电源和电流-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

物理必修第三册课堂学案 ●第十一章 电路及其应用 第1节 电源和电流 答案精解Ps [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（物理观念）.2.理解电流 的定义，知道电流的单位和方向（物理观念）.3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的意 义（科学思维）. 课前·教材预案 1自主检测 知识点一电源 1.判断下列说法的正误. 1.定义：能把电子从电源 搬运到电源 (1)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动. 的装置就是电源。 () (2)静电场中的电势、电势差与电场强度的关 2.作用：使导体两端始终存在 系，在恒定电场中同样适用。 () 知识点二恒定电流 (3)电流的方向与电荷定向移动的方向相同. 1.定义： 都不随时间变化的电流 () 称为恒定电流。 (4)电流越大，单位时间内通过导体单位横截 2.电流的定义式：1 ,其物理意义： 面积的电荷量越大 () 时间内通过导体横截面的 ,是表示电 2.闪电是一种强烈的放电现象.若某次发生在云 流强弱程度的物理量。 与地之间的闪电，放电时间t内有n个电子从 3.在国际单位制中，电流的单位是 ,符号 地面向云层移动，每个电子的电荷量为，则该 是 次闪电的放电电流为 ,方向为 4.电流的方向：规定为 定向移动的方 (选填“地面指向云层”或“云层指向 向，与负电荷定向移动的方向 地面”). 课堂，深度探究 考点一 电流的理解和计算 (1)盐水中的电流沿什么方向？ 【情境导学】如图所示，把电源用导线连接在插入 (2)假设电子的电荷量为，t时间内有V个 食盐水中的两个金属电极上，电路中形成 CI和N个Na通过图中虚线面，则电路中 电流。 的电流为多大？ 电游 4 食盐水 电流方问 ·58 第十一章 电路及其应用 【知识拓展】 考点二 电流的微观表达式 1.电流的大小 【知识拓展】 定义式：I=g.用该式计算出的电流是时间( 1.三种速率 (1)电子热运动速率：自由电子做无规则热运 内的平均值.对于恒定电流，电流的瞬时值与 动的速率，平均值约为10m/s.由于自由电子 平均值相等。 向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形 2.对电流的理解 成电流 (1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循 (2)电流的传导速率：就是导体中建立电场的 代数运算法则. 速率，等于光速，为3×10m/s.闭合开关的瞬 (2)在外电路中电流方向由电源正极到负极， 间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中 在电源内部电流方向由电源负极到正极 各处的自由电子几乎同时做定向移动，整个电 (3)1=4是电流的定义式，或者说是求解电流 路也几乎同时形成了电流 (3)电子定向移动速率：导体两端加上电压时， 的一种方法，电流I与q、无正反比关系. 自由电子在做无规则热运动的同时，受静电力 (4)g=1t是电荷量的计算式. 的作用定向移动的速率.自由电子定向移动的 【例题1】某电解池中，若在2s内有1.0×10个 平均速率约为10m/s. 二价正离子和2.0×10"个一价负离子通过 2.建立模型 某截面，那么通过这个截面的电流是( 如图所示，AB表示一段粗细均匀的长为！的 A.0 B.0.8A 导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子 C.1.6A D.3.2A 沿导线定向移动的平均速率为设导体的横 思维导引：电解液中正、负离子定向移动方向 截面积为S,导体单位体积内的自由电子数为 虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流 n,每个自由电子的电荷量为e 方向是相同的，应用1=4时，q为正电荷总 电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和， 【变式1】安培提出了著名的分子电流假说，根据 3推导 这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电 均匀导体AB中的自由电子总量V=nlS, 流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿 总电荷量g=Ne=nlSe, 顺时针方向做半径为”的匀速圆周运动，关 所有电荷通过B端横截面所需要的时间1一I 于该环形电流的说法正确的是 根据电流定义式可得1=q=S =neSv. A电流大小为器电流方向为顺时针 B电流大小为，电流方向为顺时针 4.电流的两个公式I=丝和I=nSu的区别 C电流大小为品，电流方向为逆时针 (1)公式I=9是电流的定义式，q是在时间1 内通过横截面的总电荷量，在这里不能简单地 D.电流大小为，电流方向为逆时针 认为电流与q成正比，与1成反比 ·59 物理必修第三册课堂学案 (2)公式I=eSu是电流的决定式，e是每个自 思维导引：在△：时间内通过导体横截面的电 由电子的电荷量，电流的大小由1、e、S、v四者 子数为体积Sv△1中的自由电子数，或由电流 共同决定， 的定义式I=4,求出△时间内通过的电荷 (3)I=eS是由I-9推导而来的，它从微观 量也可以求出