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文本内容:
2019-2020年高中物理
2.1电源和电流导学案新人教版选修3-1II【学习目标】1学生了解电流形成的条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场
2.学生理解电流的含义,知道电流的单位、方向的规定;3.学生从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系【学习重点】1掌握电流的定义及形成条件2从微观上理解电流的大小【学习重点】电流【学法建议】阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习一电源看课本41页图
2.1-1,讨论
1.用导线连接两个分别带正、负电荷的导体导体中有没有电流通过?为什么?如果有,这个电流能持续下去吗?
2.如何让导线中保持持续的电流?电源起到了什么作用?二恒定电流
1.恒定电场的理解看课本41页思考回答导线内的电场是怎样形成的?2.恒定电流
(1)定义
(2)电流的物理意义
(3)公式
(4)单位及换算关系?国际单位是什么?3★★
①电流方向的规定
②金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相同吗?
③电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反,此时I=q/t中的q为谁的电荷量?
④电流强度有大小和方向,它是矢量还是标量?合作探究1.在国际单位制中,电流及其单位的符号分别是()A.CsB.VΩC.IAD.WV2.满足下面哪一个条件,就产生电流()A.有自由电子B.导体两端有电势差C.任何物体两端有电压D.导体两端有恒定电压3.下列关于电流的说法中,正确的是( )A.电流有方向所以电流强度是矢量B.大小不随时间变化的电流叫恒定电流C.方向不随时间变化的电流叫恒定电流D.大小和方向都不随时间变化而变化的电流叫恒定电流4.在10s内,通过某金属导体横截面的电荷量为16C,求导体中的电流强度和每秒钟通过导体横截面的自由电子数归纳总结练习反馈
1.关于导体中的电场,下列说法中正确的是()A.它是由电源两极在空间直接形成的;B.它是导线上的堆积电荷所形成的;C.导线内的电场不是匀强电场;D.它的分布随着电荷的移动而随时间变化
2.下列叙述中正确的是( )A.导体中电荷运动就形成电流B.国际单位制中电流的单位是安培C.电流强度是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,只要其两端电势差不为零,电流强度必定不为零
3.一段横截面积为
0.5cm2的导体材料中,每秒钟有
0.2C正电荷和
0.3C负电荷相向运动,则电流强度是()A.
0.2AB.
0.3AC.
0.5AD.10A4.导体中电流I的表达式为I=nqSv,其中S为导体的横截面积,n为导体每单位体积内的自由电荷数,q为每个自由电荷所带的电荷量,v是 A.导体运动的速率B.电流传导速率C.自由电荷定向移动的速率D.电子热运动速率例1 某电解池中,若在2s内各有
1.0×1019个二价正离子和
2.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是 A.0B.
0.8AC.
1.6AD.
3.2A例2 电子的绕核运动可等效为环形电流.若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动,用e表示电子的电荷量,则其等效电流等于多少?例3 ★截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是 A.nSvΔtB.nvΔtC.D.达标检测1 如图所示,电解池内只含有一种CuCl2电解质的电解液,ts内到达B板的铜离子数是n,设基元电荷为e,试分析电解液中电流的方向和大小怎样?2 如图所示,一个半径为r的细橡胶圆环,均匀地带上负电荷Q,当它以角速度ω绕中心轴线逆时针匀速转动时,环中等效电流的大小为 A.QB.C.D.3★ 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有 A.自由电子定向移动的速率为v0B.自由电子定向移动的速率为v=C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD.自由电子定向移动的速率为v=【课堂小结】课后反思【课后作业】1.关于电流,下列说法正确的是 A.通过截面的电荷量多少就是电流的大小B.电流的方向就是电荷定向移动的方向C.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流D.导体两端没有电压就不能形成电流2.以下说法正确的是 A.只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了3.★关于电流的方向,下列说法中正确的是 A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板4.电路中,每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为
0.64×10-6m2的导线,那么电路中的电流是 A.
0.016mA B.
1.6mAC.
0.16μAD.16μA5.如右图所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为 A.vqB.C.qvSD.qv/S6.★半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有 A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B.若电荷量不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小7.★★夏季某日午后,某地区距地面约1km的空中有两块乌云,相距3km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变.已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算.1当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?2当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电荷量为500C,可释放多少能量?3]这次放电现象历时约
0.01s,则其平均电流约为多大?答案不印刷预习自测答案
1.C
2.BD
3.D
4.
1.6A1019个预习检测答案
1.C
2.BD
3.C
4.C例题答案见课件变式训练答案1 正离子定向移动方向为电流方向,负离子定向移动方向和电流方向相反,所以电解液中的电流方向由A向B.因电解液中只含电解质CuCl2,二价正离子数为n,则一价负离子数为2n.电解液中是正、负两种离子的定向移动形成电流,故ts内流过某截面的正、负离子的总电荷量为4ne,所以电流I=4ne/t.2 C [由电流的定义式得I===.]3 D [本题考查的是对电流微观表达式I=nqSv的理解,关键是理解v和n的物理意义,式中的n为单位体积内自由电子数,v为自由电子定向移动的速率,而本题中n为单位长度内的自由电子数,t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子,其数量为nvt,电荷量q=nvte,所以电流I==nev,所以v=,故正确答案为D.]课后作业答案
1.解析 根据电流的概念,电流是单位时间内通过截面的电荷量,知A项错.规定正电荷移动的方向为电流方向,知B项错.自由电荷持续的定向移动才会形成电流,C错,D对.答案 D2解析 要有持续电流必须有电压,A不对;导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流,B正确.电流的传导速度等于光速,电子定向移动的速率很小,C不对.在形成电流时电子定向移动,并不是热运动就消失了,其实电子仍然做无规则的热运动,D不对.答案 B3解析 在电源的外部电路中,电流从电源正极流向负极,在电源的内部,电流从负极流向正极,电源正极电势高于负极电势,所以A正确,B错误.电子带负电,电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反,C错误.电容器充电时,电子流入负极板,所以电流从负极板流出,流入正极板,D正确.答案 AD
4.解析 电流的大小是通过导体横截面积的电荷量与所用的时间的比值,即I==A=
0.16μA,故选C.答案 C5解析 在运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量为Q=vt·q,等效电流I=Q/t=vq,故A正确.答案 A
6.解析 截取圆环的任一截面S,则在橡胶环运动一周期的时间内通过这个截面的电荷量为Q,即I====,由上式可知A、B正确.答案 AB
7.解析 1由E=得d==m=1000m.2释放的能量E能=qU=500×3×109J=
1.5×1012J.3由电流的定义得I==A=5×104A.答案 11000m
21.5×1012J 35×104A。