第3章 第1节 电流（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

　 第1节　电流(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.了解电流的形成条件。 2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定。 3.掌握电流的定义式I＝，并能分析相关问题。 学考层级 1.知道电流的概念，理解电流、电荷量以及与时间的关系。 2.通过实验分析，可以得出电流形成的条件。 3.通过电流形成的微观原因，可以解释电流的微观表达式。 选考层级 1.通过对电流与电荷量和时间的定量关系I＝的分析，可以解决生活中的相关现象。 2.通过对电流形成的微观表达式I＝neSv的探究，能对此公式进行正确的应用。 逐点清(一)　电流的形成 [多维度理解] 1．形成电流的条件 (1)回路中存在自由电荷。 (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，金属内的自由电子大约以105 m/s的平均速率做无规则运动。 5．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5m/s，被形象地称为“电子漂移”。 　　 1．形成电流的三种电荷 形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，举例说明： (1)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子； (2)液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子； (3)气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。 2．三种速率的理解 项目 电子定向移动的速率 电子热运动的速率 电场的传播速率 大小 10－5 m/s 105 m/s 3×108 m/s 物理意义 电流就是由电荷的定向移动形成的，电流I＝neSv，其中v就是电子定向移动的速率，数量级一般为10－5 m/s 导体中的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s 等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动(×) (2)在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流(×) (3)导体两端没有电压就不能形成电流(√) 2．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是(　 ) A．电子定向移动速率为光速 B．电子定向移动速率即是电场的传播速率 C．电子定向移动速率是电子热运动速率 D．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动 解析：选D　电子定向移动的速率很小，电场的传播速率等于光速，在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动。故A、B、C错误，D正确。 3．雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间(如图甲)，而手电筒中的小灯泡却能持续发光(如图乙)，这是为什么？ 提示：闪电只是提供了瞬时高压，只能产生瞬时电流；手电筒中的电源为小灯泡提供了持续的电压，能产生持续电流。 逐点清(二)　电流的方向与大小 [多维度理解] 1．电流的方向 (1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (2)金属导体内的电流方向与电子定向移动的方向相反。 (3)在电源外部电路中，电流的方向是从电源正极流向负极。 2．电流的大小和单位 (1)定义：物理学中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，用符号I表示。 (2)定义式：I＝。 (3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号为A,1 A＝1_C/s。常用单位还有mA和μA。 换算关系：1 A＝103 mA＝106 μA。 (4)直流电和恒定电流：方向不随时间变化的电流称为直流电。大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 　　　计算电流大小的三类情形： 1．金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝计算时，q是时间t内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量。 2．电解质溶液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝计算时，q是时间t内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 3．计算周期性运动的电荷形成的电流时，常取一个周期来计算，即利用I＝求等效电流。 [典例]　如图所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C 的正、负离子通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么： (1)正、负离子定向移动的方向如何？ (2)电解槽中的电流方向如何？ (3)4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？ (4)电解槽中的电流为多大？ [解析]　(1)电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极电势，电极之间电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动。 (2)电解槽中的电流方向跟正