第11章 第1节 电源和电流-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

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P [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 教材梳理 I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：I= ,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人 (2)假设电子的电荷量为e,t时间内有N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？ 电源 食盐水 电流方 ·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=号用该式计算出的电流是时间t 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105m/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、t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)q=t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1.0×101个 平均速率约为104m/s. 二价正离子和2.0×101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I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1一号时，9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N=nlS, 流.设电荷量为e的电子以速率o绕原子核沿 总电荷量q=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t二马 于该环形电流的说法正确的是 根据电流定义式可得I=9=ne=eSu 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=9和I=neS0的区别 C电流大小为器，电流方向为递时针 (1)公式I=9是电流的定义式，g是在时间t 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t成反比 ·59 物理必修第三册课堂学案 (2)公式I-neSw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n、e、S、o四者 子数为体积S0△1中的自由电子数，或由电流 共同决定 的定义式I=号，求出△：时间内通过的电荷 (3)I=mSu是由I-9推导而来的，它从微观 量也可以求出电子数， 的角度阐明了决定电流强弱的因素， 【变式2】某根导线的横截面积为S,通过的电流 【例题2】（多选）截面积为S的导线中，通过大小 为I.已知该导线材料密度为P,摩尔质量为 为I的电流.已知导线单位体积中有n个自 M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为Na, 由电子，每个自由电子的电荷量是e,自由电 设每个原子只提供一个自由电子，则该导线 子定向移动的速率是，则在时间△t内通过 中自由电子定向移动的速率为 () 导线横截面的电子数是 A.nSv△t B.nv△t A B.MINA ASe C.l INA D.INASe e n器 C.MpSe Mp 课末·随堂演练 1.(对电源的理解)（多选）下列关于电源的说法 体棒B的号 正确的是 A.电源是使电路中有持续电流的装置 D.两导体棒中自由电子定向移动的速率相同 B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不 3.(I=9的应用)在示波管中，电子枪2s内发射 断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定 了6×103个电子，则示波管中电流的大小为 的电势差 () C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流 A.4.8X10-6A B.3×10-13A D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提 C.3×106A D.9.6X10-6A 供能量 4.(电流的微观表达式)对一粗细不均匀的同种 2.(对电流的理解与计算)某实验室有同种材料 材料制成的导体通电，下列说法正确的是 制成的两个导体棒A和B,其中A的横截面积 () 为B的2倍，经相等的时间流过导体棒B横截 A.粗的地方电流大，细的地方电流小 面的电荷量为流过导体棒A横截面的电荷量 B.粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 的2倍.则下列说法正确的是 C.各处的电流大小相等 A.流过两导体棒的电流相等 B.导体棒B中的电流为导体棒A的2倍 D.粗的地方电荷定向移动速率与细的地方相同 C.导体棒A中自由电子定向移动的速率是导 友情提示完成P6课时作业（十五） ·60·null