第一篇:《2.1電源和電流》學案設計
《電源和電流》學案設計
云南昭通市鹽津縣第三中學 蔣顯翠
學時:1學時
一、學習目標
1.了解形成電流的條件,知道電源的作用和導體中的恒定電場。初步體會動態平衡的思想;
2.理解電流的定義,知道電流的單位、方向的規定;理解恒定電流;
3.經歷金屬導體內自由電子定向移動速率的推導過程,從微觀的角度理解導體中電荷的定向移動與電流之間的關系。
二、學習重點與難點
重點:理解電源的形成過程及電流的產生。
難點:電源作用的道理,區分電子定向移動的速率和在導線中建立電場的速率這兩個不同的概念。
三、自主學習過程
目標一:了解形成電流的條件,知道電源的作用和導體中的恒定電場。初步體會動態平衡的思想;
1.電流的形成思考討論:分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球,它們的周圍存在電場。如果用一條導線R將它們連接起來,分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發生什么變化?最后,A、B兩個導體球會達到什么狀態?R中出現了怎樣的電流?
導體中的 在電場力的作用下發生 形成電流。
倘若在A、B之間連接一個裝置P,作用是不斷地把電子從A搬運到B,使AB之間始終存在一定的電場,從而保持持續電流。
裝置P
2.電源的作用
,能把自由電子從正極搬到負極的裝置。
保持導體兩端的,使電路有。
3.形成電流的條件
①存在自由電荷
金屬導體── ;電解液──。
②導體兩端存在電壓
當導體兩端存在電壓時,導體內建立了電場,導體中的自由電荷在電場力的作用下發生定向移動,形成電流。
4.恒定電場
導線中的電場是由、等電路元件所積累的電荷在導線內共同形成的電場,導線內的電場保持和平行。盡管這些電荷也在運動,但有的流走了,另外的又來補充,所以電荷的分布是穩定的,電場的分布也穩定。由 產生穩定的電場稱為恒定電場(動態平衡)。
目標二:理解電流的定義,知道電流的單位、方向的規定;理解恒定電流;
恒定電場電場強度不變
自由電子在各個位置的定向運動速率也不變
串聯一個電流表,讀數不會變(恒定電流)
1.由 分布的電荷所產生的穩定的電場,稱為恒定電場。
2.把、都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。
3.電流的 程度用電流這個物理量表示;規定 定向移動的方向為電流的方向;電流的單位是,符號是 ;公式為。
目標三:經歷金屬導體內自由電子定向移動速率的推導過程,從微觀的角度理解導體中電荷的定向移動與電流之間的關系。
1.請你在教師的引導下學習課本例題;
2.請你獨立完成教材“問題與練習”第2、3題。
3.請你推導:取一段粗細均勻的導體,兩端加一定的電壓,設導體中的自由電子沿導體定向移動的速率為v。設想在導體中取兩個橫截面B和C,橫截面積為S,導體中每單位體積中的自由電荷數為n,每個自由電荷帶的電量為q,則t時間內通過橫截面C的電量Q是多少?電流I為多少?
四、小結本節課的內容
_________________________________________________________。
五、課后鞏固
1.對于金屬導體,還必須滿足下列哪一個條件才能在導體中產生恒定的電流?(A.有可以自由移動的電荷
B.導體兩端有電壓;
C.導體內存在電場
D.導體兩端加有恒定的電壓
2.關于電流,下列說法中正確的是()
A.通過導線截面的電量越多,電流越大)
A B.電子運動的速率越大,電流越大
C.單位時間內通過導體截面的電量越多,導體中的電流越大
D.因為電流有方向,所以電流是矢量
3.某電解池,如果在1s鐘內共有5×10個二價正離子和1.0×10個一價負離子通過某截面,那么通過這個截面的電流是()
A.0A B.0.8A C.1.6A D.3.2A
4.導體中的電流是5μA,那么在3.2S內有______C的電荷定向移動通過導體的橫截面,相當于______個電子通過該截面。
5.設金屬導體的橫截面積為S,單位體積內的自由電子數為n,自由電子定向移動速度為v,那么在時間t內通過某一橫截面積的自由電子數為______;若電子的電量為e,那么在時間t內,通過某一橫截面積的電量為______;若導體中的電流I,則電子定向移動的速率為______。
6.某電解槽內,在通電的2s內共有3C的正電荷和3C的負電荷通過槽內某一橫截面,則通過電解槽的電流為______A。
7.在氫原子模型中,電子繞核運動可等效為一個環形電流。設氫原子中電子在半徑為r的軌道上運動,其質量、電量分別用m和e來表示,則等效電流I等于多少?
8.在彩色電視機的顯像管中,從電子槍射出的電子在加速電壓U作用下被加速,且形
19成電流為I的平均電流,若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設電子質量為m,電量為e,進入加速電場之前的初速不計,則t秒內打在熒光屏上的電子數為多少?
課后鞏固參考答案
1.D
2.C
3.D
4.1.6×10,1×10
5.nsvt,ensvt,I/ens
6.3;
7.8.
第二篇:第一節 電源和電流 學案
讀書使人充實,思索使人深邃,探討使人明智。
§2.1 電源和電流
主備: 審核:
班級:__________ 姓名: 目標詮釋----我來認識
1.了解形成電流的條件,知道電源的作用和導體中的恒定電場。初步體會動態平衡的思想。2.理解電流的定義,知道電流的單位、方向的規定;理解很定電流。
3.經歷金屬導體內自由電子定向移動速率的推導過程,從微觀角度理解導體中電荷的定向移動與電流之間的關系。
導學菜單----我來預習
1.電荷為什么會流動?電荷流動服從什么規律,產生哪些效應?這些效應對人類的生產、生活方式和社會進步又起著怎樣的作用呢?
2.如圖分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球,它們的周圍存在電場。如果用一條導線R將它們連接起來,分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發生什么變化?最后,A、B兩個導體球會達到什么狀態?R中出現了怎樣的電流?
3.如果在AB之間接上一個裝置P,它能把經過R流到A的電子取走,補充給B,使AB始終保持一定數量的正、負電荷,情況會怎樣呢?
4.電源P在把電子從A搬運到B的過程中,電子的電勢能如何變化?電源發揮了怎樣的作用?
5.為什么說導線內的電場是恒定電場?
6.什么是恒定電流?是怎樣產生的?
7.電流的方向是如何規定的?電流用什么方法定義的,定義式是什么?
困惑掃描----我來質疑 讀書使人充實,思索使人深邃,探討使人明智。
感悟平臺----我來探究
電流的微觀表示:取一段粗細均勻的導體,兩端加一定的電壓,設導體中的自由電子沿導體定向移動的速率為v,設想在導體中取兩個橫截面B和C,橫截面積為S,導體中每單位體積中的自由電荷數為n,每個自由電荷帶的電量為q,則t時間內通過橫截面C的電量Q是多少?電流I為多少?
建立網絡----我來歸納
過關窗口----我來練習
1.以下說法正確的是
()A.只要有可以自由移動的電荷,就能存在持續電流
B.金屬導體內的持續電流是自由電子在導體內的電場作用下定向移動形成的 C.電流的傳導速率就是導體內自由電子的定向移動速率
D.在金屬導體內當自由電子定向移動時,它們的熱運動就消失了
2.某電解池中,若在2 s內同時有1.0×1019個二價正離子和2.0×1019個一價負離子通過某截面,那么通過這個截面的電流是
()A.0 A B.0.8 A
C.1.6 A
D.3.2 A 3.有甲、乙兩個由同種金屬材料制成的導體,甲的橫截面積是乙的兩倍,而單位時間內通過導體橫截面的電荷量,乙是甲的兩倍,以下說法中正確的是
()A.甲、乙兩導體的電流相同
B.乙導體的電流是甲導體的兩倍 C.乙導體中自由電荷定向移動的速率是甲導體的兩倍
D.甲、乙兩導體中自由電荷定向移動的速率大小相等 4.導線中的電流是1 A,導線的橫截面積為1 mm2.(1)自由電子的平均移動速率是多大(設導體每立方米有8.5×1028個自由電子)?(2)自由電子沿導線移動1 m,平均要多少時間?
第三篇:《電源和電流》導學案3
《電源和電流》導學案
一、學習目標: 1.讓學生明確電源在直流電路中的作用,理解導線中的恒定電場的建立 2.知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量---電流 3.從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關系。
二、學習重點
理解電源的形成過程及電流的產生
三、學習難點
電源作用的道理,區分電子定向移動的速率和在導線中建立電場的速率這兩個不同的概念
四、教學過程(一)知識準備
1、靜電場的相關知識
2、電流的相關知識 ☆導學一:電源
分別帶正、負電荷的A、B兩個導體,若用導線R連接,導線R中可能存在一個________電流.若要保持持續的電流,A、B間需維持著一定的________.能使A、B間維持一定的電勢差的裝置稱為________. ☆導學二:恒定電流
1.達到穩定狀態時,導線內的電場是由________、________等電路元件所積累的電荷共同形成的.電荷的分布是________的,電場的分布也是________的且導線內的電場線保持和導線________.
2.由穩定分布的________所產生的穩定的________,稱為恒定電場.
靜電場中的電勢、電勢差及其與電場強度的關系等在恒定電場中________適用. 3.我們把________都不隨時間變化的電流稱為恒定電流.
4.I表示電流、q表示在時間t內通過導體橫截面的電荷量,它們間的關系式為:________.答案:瞬時 電勢差 電源 1.電源 導線 穩定 穩定平行 2.電荷 電場 同樣 3.大小、方向 4.q=It(二)新課教學
一、電源
1、導體中的自由電荷在電場力作用下發生___________形成電流 注意:金屬導體中的自由電荷是,帶 電。
2、電源的作用: 類比:電源——抽水機
電源的正極——水池A 電源的負極——水池B
答案:定向移動 電子 負 使電路中保持持續電流
練習1:把一個金屬導體的兩端與具有不同電勢的帶電物體接觸,導體中的電荷將怎樣運動? 答案:金屬導體中能夠自由移動的電荷是帶負電荷的電子,而負電荷在電場力作用下,將由低電勢處向高電勢處移動,因此金屬導體中的電荷(電子)將從低電勢的物體向高電勢的物體運動.
二、恒定電場
1、導線中電場的形成
金屬導線本身由許多帶電粒子(電子和質子)組成,當它和電源連通后,在電源兩極上的正、負電荷產生的電場作用下,導線中的電子在電場力作用下發生定向移動,但是導線的形狀是多種多樣的,電源提供的電場并不一定沿著導線方向,因此導線的表面處就會有電荷積累,這些電荷會產生另一個電場,所以導線中的電場是電源兩極電荷與導線表面堆積電荷分別產生電場的合電場。
注意:形成過程是在接通電源后的極短時間內(以光速)完成。
2、定義:
3、基本性質:
4、導線中合電場沿 方向,電場線和導線。答案:導線的切線平行
練習1:下列關于電源的說法正確的是()A.電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置
B.電源的作用是使電源的正負極保持一定量的正、負電荷,維持一定的電勢差 C.與電源相連的導線中的電場是由電源正、負極上的電荷形成的 D.在電源內部正電荷由負極流向正極,負電荷由正極流向負極 答案:ABD 解析:在電源內部由非靜電力做功(如洛倫茲力等后面將學到)將正電荷由負極搬到正極,將負電荷由正極搬到負極,使正、負極維持一定的電勢差;同時將其他形式的能轉化為電能,故A、B、D正確.導線中的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的,故C錯.
練習2:關于導線中的電場,下列說法正確的是()A.導線內的電場線可以與導線相交
B.導線內的電場E是由電源電場E0和導線側面堆積電荷形成的電場E′疊加的結果 C.導線側面堆積電荷分布是穩定的,故導線處于靜電平衡狀態 D.導線中的電場是靜電場的一種 答案:B 解析:導線內的電場線與導線是平行的,故選項A錯.導線中的電場是電源電場和導線側面堆積電荷形成的電場疊加而成的,故選項B對.導線內電場不為零,不是靜電平衡狀態,導線中的電場是恒定電場,并不是靜電場的一種,故選項C、D錯.
三、電流
1.形成電流的條件:(1);(2)答案:要有自由移動的電荷 導體兩端存在電壓 2.物理意義:
3、定義:通過導體某一橫截面的電荷量q跟所用時間t的比值I叫做電流。
定義式:
4.單位:國際單位:,符號 ;常用單位:毫安()、微安()1 A= mA= μA.答案:I=q/t 安培 A mA μA 103 106 5.電流方向:規定 電荷定向移動的方向為電流方向.
注意:①金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向 ;電解液中正、負離子定向移動的方向,但正負離子定向移動形成的電流方向是 的,此時I=q/t中,q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量。②電流雖有大小和方向,但電流是。答案:正 相反 相同 絕對值之和 標量 6.電流的種類
(1)直流電: 不隨時間而改變的電流。直流電又分為恒定電流和脈動直流電兩類,其中大小和方向都不隨時間而改變的電流叫 ;方向不隨時間改變而大小隨時間改變的電流叫脈動直流電。
(2)交流電:方向和大小都隨時間做周期變化的電流。答案:方向 恒定電流
練習1.電路中每分鐘有60萬億個自由電子通過橫截面積為0.64×10-6 m2的導線,那么電路中的電流是()A.0.016 μA
B.1.6 mA C.16 μA D.0.16 μA 答案:D 練習2.關于電流的說法中正確的是()A.根據I=q/t,可知I與q成正比
B.如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等,則導體中的電流是恒定電流 C.電流有方向,電流是矢量
D.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位 答案:D 解析:依據電流的定義式可知,電流與q、t皆無關,顯然選項A是錯誤的;雖然電流是標量,但是卻有方向,因此在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量雖然相等,方向變化,電流也不是恒定電流,所以,選項B也是錯誤的.電流是標量,故選項C也不對.
練習3.某電解池中,若在2 s內各有1.0×10個二價正離子和2.0×10個一價負離子相向通過某截面,那么通過這個截面的電流是()A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A 答案:D 解析:由題意可知,電流由正、負離子定向運動形成,負離子的反向運動與正離子的正向運動等價.則在2 s內通過某截面的總電荷量應為:q=1.6×10-19×2×1.0×1019 C+1.6×10-19
19×1×2.0×1019 C=6.4 C。由I=q/t得答案D 練習4.一個半徑為r的細橡膠圓環,均勻的帶上電荷量為Q(C)的負電荷,當它以角速度ω繞中心軸線順時針勻速轉動時,環中的等效電流大小為()A.Q B.Q/2π C.Qω/2π D.2 Qω/π 答案:C
四、電流的微觀表達式
1.電流的微觀表達式為I= 推導:
如圖所示,AD表示粗細均勻的一段長為l的導體,兩端加一定的電壓,導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v,導體的橫截面積為S,導體每單位體積內的自由電荷數為n,每個自由電荷的電荷量為q.設A端自由電荷經過時間t到達D端,t=,該t也是AD段導體中所有電荷通過D端的所用時間
AD導體中自由電荷的總個數: AD導體中自由電荷的總電荷量:Q= 導體中的電流I= / = 答案:nqSv l/v nlS qnlS Q t nqSv 例:教材P42例題1 2.三種速率的區別(1)電流傳導速率:
等于光速(3×10m/s)。電路一接通,電路中各處以真空中的光速建立恒定電場,在恒定電場的作用下,電路中各處的自由電荷幾乎同時開始定向移動,整個電路也幾乎同時形成電流.
(2)電子定向移動速率:
電荷定向移動形成電流,該移動速率一般數量級為10-5 m/s.(3)電子熱運動速率:
構成導體的電子在不停做無規則的熱運動,由于熱運動向各個方向運動的機會相等,故不能形成電流,常溫下,電子熱運動的速率數量級為10 m/s.練習1.關于電流,下列說法中正確的是()A.通過導體橫截面的電荷量越多,電流越大 B.電子運動速率越大,電流越大
C.單位時間內通過導線橫截面的電荷量越多,導體中的電流就越大 D.因為電流有方向,所以電流是矢量 答案:C 練習2.如果導線中的電流為1 mA,那么1 s內通過導體橫截面的自由電子數是多少? 答案:6.25×1015 練習3.【隨堂檢測】
1.下列關于電流的說法中,正確的是:()A.只要導體中有電荷運動,就有電流; B.導體中沒有電流時,導體內的電荷是靜止的; 解析:假設電子定向移動的速率為v,那么在t秒內通過導體橫截面的自由電子數相當于在體積vt·S中的自由電子數,而體積為vtSvtSρvtSρne的銅的質量為vtSρ,摩爾數為m,所以電荷量q=m.因電流I=qvSρneIm=,解得:v=tmneSρ.8.銅的相對原子質量為m,密度為ρ,每摩爾銅原子有n個自由電子,今有一根橫截面積為S的銅導線,當通過的電流為I時,電子平均定向移動的速率為()IA.光速c B.neS ρImIC.neSm D.neSρ 58 C.導體中的電流一定是自由電子定向移動形成的; D.電流可能是由正電荷或負電荷的定向移動形成的。2.下列說法中錯誤的是:()A.金屬導體導電,只是自由電子作定向移動; B.電解液導電,正負離子都作定向移動; C.氣體導電,一定只有正離子作定向移動; D.氣體導電,正、負離子和自由電子都作定向移動。3.關于電源的作用,下列說法中正確的是:(C)A.它能為電路持續地提供自由電荷; B.它能直接釋放出電能;
C.它能保持導體兩端的電壓,使電路中有持續的電流; D.它能使自由電荷運動起來。
4.關于導體中的電場,下列說法中正確的是:()A.它是由電源兩極在空間直接形成的; B.它是導線上的堆積電荷所形成的; C.導線內的電場線最終和導線平行; D.它的分布隨著電荷的移動而隨時間變化
5.有一電解池,如果在1s內共有5.0×10個二價正離子和1.0×10個一價負離子通過某一橫截面,則通過這個截面的電流是:()A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A 6.下列關于電流的說法中,正確的是()A.電流的方向就是自由電荷定向移動的方向 B.電流的方向規定為正電荷定向移動的方向
C.在金屬導體中,電流的方向與自由電子定向移動的方向相反 D.在電解液中,電流的方向與離子定向移動的方向相同 7.滿足下列哪一個條件就產生電流()A.有自由電子 B.導體兩端有電壓 C.任何物體兩端有電壓 D.導體兩端有恒定電壓 8.下列說法正確的是()A.B.C.導線內自由電子定向移動速率等于電流的傳導速率 電子運動的速率越大,電流強度越大
電流強度是一個矢量,其方向就是正電荷定向運動方向
19D.在國際單位制中,電流強度是一個基本物理量,其單位安培是基本單位
9.在示波管中,電子槍在2s內發射了6.0?1013個電子,則示波管中電流的大小為()A.4.8?10 B.3.0?10 C.9.6?10 D.3.0?10
23310.有一條橫截面積S=1mm的銅導線,通過的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9×10kg/m,-223-1銅的摩爾質量6.4×10kg/mol,阿伏加德羅常數N=6.02×10mol,電子的電量e=-1.6
A×10-19C,求銅導線中自由電子定向移動的速率.可認為銅導線中平均每個銅原子貢獻一個-6
3-6
-6自由電子.11.在電解液中,正負離子沿相反方向運動,5s內通過液體橫截面的電量均為5.0C,則電解液中的電流強度為多少?
12.一個電子繞氫原子核以半徑為r做勻速圓周運動,其等效電流為多少?(已知電子質量為m,帶電量為e)
答案:1D 2C 3C 4C 5D 6BC 7BD 8BD 9A
12、I = q = e = 2et
T2?rkmr
第四篇:第二章第一節電源和電流學案 qyb
第二章第一節電源和電流學案 qyb/zf 10.1 出示目標;
①了解電源的形成過程。
②掌握恒定電場和恒定電流的形成過程 教學重點、難點
1、理解電源的形成過程及電流的產生。
2、會靈活運用公式計算電流的大小。
自主學習:閱讀課本電源完成一下問題
根據教材圖2.1-1,(如圖所示)回答以下問題 分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球,它們的周圍存在電場
如果用一條導線R將它們連接起來,分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發生什么變化?最后,A、B兩個導體球會達到什么狀態?R中出現了怎樣的電流?
提出問題:如果在AB之間接上一個裝置P,它能把經過R流到A的電子取走,補充給B,使AB始終保持一定數量的正、負電荷,情況會怎樣呢?
總結歸納:
一、電源
電源的定義:
自我檢測:如圖驗電器A帶負電,驗電器B不帶電,用導體棒連接A、B的瞬間,下列敘述中錯誤的是()
A、有瞬時電流形成,方向由A到B B、A、B兩端的電勢不相等
C、導體棒內的電場強度不等于零 D、導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動
自主學習:看課本恒定電流一段回答:
二.恒定電流 1.恒定電場 一個完整的電路是由幾部分組成的? 恒定電場: 2.電流強度(平時我們習慣稱為電流)
(1)電流的定義: 符號(2)電流的定義式是 單位:
(3)電流(有或無)方向;在電路中規定與 移動的方向相同,與 移動的方向相反;是(標量不是矢量)。(金屬中,能夠移動的是。所以,金屬中的電流的方向與電子移動的方向。)(4)產生電流的條件
①必須有能夠 的電荷--自由電荷;②導體兩端。(5)物理意義表示 的物理量。1A的物理意義是什么?
(6)恒定電流恒定電流:恒定電場中的電流是恒定不變的,稱為恒定電流(為什么?)定義: 注意問題:
(1)電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反,但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的,此時I?q
中,q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。t(2)電流雖然有大小和方向,但不是矢量
合作探究 講解提高:
電流的微觀表達式:(注意每個字母的含義)
自查反饋: 對于電流你學會了哪些知識? 當堂訓練:
1.形成持續電流的條件是()A.只要有電壓加在物體的兩端B.必須保持導體兩端有電壓 C.只在導體兩端瞬時加電壓 D.只要有大量的自由電荷 2.以下說法正確的是()
A.導體中的電流是正電荷的定向移動形成的 B.電荷定向移動的速率等于電流的傳導速率 C.單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大
D.導體中越粗的地方單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大
3.某電解池,如果在1s內共有5×10個二價正離子和1×10個一價負離子通過面積為0.1m的某截面,那么通過這個截面的電流是(A.0 B.0.8A
C.1.6A
D.3.2A
218
19)4.我國北京正負電子對撞機的儲存環是周長為240 m的近似圓形軌道,電子電荷量e=1.6×10C,在整個環中運行的電子數目為5×10,設電子的速度是3×10 m/s,則環中的電流是:()
A.10mA B.1mA C.0.1mA D.0.01mA 5.如圖所示,a、b兩導體板組成一電容器,電容為C,帶電荷量為q,然后用一根虛線所示的導線連接,以下說法中正確的是()
A.導線中有恒定的電流 B.導線中有短時間的電流 C.通過導線的電荷量為q D.通過導線的電荷量為2q 6.課本問題與練習第3題 解:-19
第五篇:2.1.2電源和電流、電動勢教學設計
《電源和電流、電動勢》教學設計
學校: 瀘源中學 學科: 物理 主備人: 王江才 備課組長: 鄭仕潮
一、內容及其解析
1.內容
本單元教學內容如下:
二、目標及其解析
1.目標
①了解電流的形成過程。
②了解電流的微觀機理及其定義式,知道電流的方向是如何規定的。
③了解電源在電路中的作用。了解電動勢的概念和單位。了解常見電池電動勢的大小。
2.解析
學生在學習了第一章的電荷、庫倫定理、電場以及電容等相關知識后,對電荷的產、電場的形成及其變化已經有了較深刻的認識,此刻不失時機的引導學生電流,是符合學生心里特點和認知規律的。本節首先向學生呈述了電流的形成過程,向同學們介紹了伏打和伽伐尼對發現電流所作的貢獻,然后引導學生分析電流是怎樣形成的,以及如何判斷電流的方向。并引出了電源和電動勢的定義,和單位。最后想同學介紹了日常生活中的電流和電源裝置。教師引導學生分析思考,這樣更能激發學生的求知欲和學習物理的興趣。
三、教學過程設
第一課時 電源和電流
課堂引入:學生看課本41頁,思考電流的形成,什么是電源,恒定電流的計算
教師歸納總結
一、電源
1.能把自由電子從正極搬到負極的裝置
2.作用: ①保持導體兩端的電勢差(電壓)②使電路有持續的電流.二、恒定電場
1.定義:由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。2.特點:導體內電場線與導體平行;電場強度不隨時間變化 3.恒定電場與靜電場性質相同
三、恒定電流
1、恒定電流:大小、方向都不隨時間變化的電流。
2、電流:物理上把通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流。表示電流強弱程度的物理量。
3、單位:安培(簡稱安),符號:A
4、公式:
5、說明 I?qt(1)電流方向的規定:規定正電荷定向移動的方向為電流方向。(2)金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。
(3)電解液中正、負離子定向移動方向雖然相反,但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的,此時: I?q1?q2t(4)電流強度雖然有大小和方向,但不是矢量,而是一個標量。
目標檢測:
關于電流,以下說法正確的是()A.通過橫截面的電荷量的多少就是電流的大小 B.負電荷定向移動的方向規定為電流的方向
C.在導體中,只要自由電荷在運動,就一定會形成電流 D.導體兩端沒有電壓就不能形成電流
E.根據I=Q/t可知I與Q成正比 F.電流有方向,電流是矢量
G.如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等,則導體中的電流是恒定電流
H.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位
四、電流的微觀意義 1.引入:
一個粗細均勻的,長為L的導體,兩端加一定電壓,導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v,設導體的橫截面積為S,導體每單位體積內的自由電荷數為n,每個自由電荷所帶電量為q,求此導體中的電流是多少?
2.電流的微觀意義的應用
例:有一個橫截面積S=1mm2的銅導線,通過的電流I=1A。已知銅的密度為ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質量為6.4×10-2kg/mol,阿佛加德羅常數為NA= 6.02×1023mol-1,電子的電量為e。在這個問題中可以認為每個銅原子貢獻一個自由電子。求銅導線中自由電子定向移動的速率v?
3、三種微觀速度的區別
討論:如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導速率,和我們的生活經驗是否相符?怎樣解釋?
(1)電流傳導速率等于光速,電路一接通,導體中的電子立即受到電場力的作用而定向移動形成電流。(對整體而言)
(2)電子定向移動速率,其大小與電流有關,一般數量級10-5m/s。(對每個電子而言)
(3)電子的熱運動速率,任何微觀粒子都做無規則的運動,其速率與溫度有關,通常情況為105m/s。
五、典型例題討論
如圖示,電解液接入電路后,在tS內有n1個一價正離子通過溶液內截面S,有n2個二價負離子通過溶液內截面S,設e為元電荷,則以下關于通過該截面電流的說法正確的是()
課堂小結
目標檢測
1.一條導線中的電流為1.6A,在1s內通過這條導線某一橫截面積的電子有多少個?
2.原子中的電子饒原子核的運動可以等效為環行電流。設氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上饒核運動,電子的電荷量為e,等效電流有多大?
3.(天津高考)在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場,設其初速度為零,經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m,則在剛射出加速度時,一小段長為△l的電子束的電子個數是()
A.I?leSm2eUB.I?lem2eUC.1meS2eUB.IS?lem2eU第二課時 電動勢
課堂引入1:
如圖所示,在外電路,電流由電源正極流向負極,即從高電勢流到低電勢,電流在電源內部只能從負極流向正極,即從低電勢流到高電勢.根據電場知識可知,靜電力不可能使電流從低電勢流向高電勢,反而起阻礙作用.(1)是什么力把正電荷從電源的負極搬運到電源的正極?(2)電源中的能量是如何轉化的?
電源:通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電能的裝置 課堂引入2:
日常生活中我們經常接觸到各種各樣的電源,如圖所示的干電池、手機電池,它們有的標有“1.5 V”字樣,有的標有“3.7 V”字樣.
如果把1 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極,電荷的電勢能增加了多少?非靜電力做了多少功?如果把1 C的正電荷從3.7 V的手機電池的負極移到正極呢?哪個電池做功本領大?
電動勢在數值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功 總結
二、電動勢
1.定義:非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功w跟被移送的電荷量q的比值
2.定義式:E=W/q,(E的大小與W和q無關,由電源自身的性質決定的)3.單位:伏特(V), 1V=1J/C 4.標量,電動勢只有大小,沒有方向
5.物理意義:描述電源把其他形式的能量轉化為電勢能的本領 目標檢測
1.關于電動勢E的說法中正確的是()A.電動勢E的大小,與非靜電力所做的功W的大小成正比,與移送電荷量q的大小成反比
B.電動勢E是由電源本身決定的,跟電源的體積和外電路均無關 C.電動勢E是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領強弱的物理量 D.電動勢E的單位與電勢差的單位相同,故兩者在本質上相同
2.關于電動勢,下列說法中正確的是
()A.在電源內部把正電荷從負極移到正極,非靜電力做功,電勢能增加 B.對于給定的電源,移動正電荷非靜電力做功越多,電動勢就越大
C.電動勢越大,說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極向正極移動時,單位電荷量做功越多
D.電動勢越大,說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極移到正極時,移送的電荷量越多 例1 由六節干電池(每節的電動勢為1.5 V)串聯組成的電池組,對一電阻供電.電路中的電流為2 A,在10 s內電源做功為180 J,則電池組的電動勢為多少?從計算結果中你能得到什么啟示?
例2 如圖所示是兩個電池外殼的說明文字.圖中所述進口電池的電動勢是________ V;國產電池最多可放出________ mA?h的電荷量,若電池平均工作電流為0.03 A,則最多可使用_____h.圖中還提供了哪些信息:_____________________.目標檢測
1.(對電動勢概念的理解)關于電壓和電動勢,下列說法正確的是()A.電動勢就是電源兩極間的電壓
B.電壓和電動勢單位都是伏特,所以電壓和電動勢是同一物理量的不同叫法 C.電壓U=W/q和電動勢E=W/q中的W是一樣的,都是靜電力所做的功 D.電壓和電動勢有本質的區別,反映的能量轉化方向不同 2.(對電源的理解)關于電源,下列說法正確的是()A.當電池用舊之后,電源電動勢減小,內阻增大 B.當電池用舊之后,電源電動勢和內阻都不變 C.當電池用舊之后,電源電動勢基本不變,內阻增大 D.以上說法都不對
3.(非靜電力及其做功的特點)以下說法中正確的是()A.電源內部和外電路,正電荷都受靜電力作用,所以能不斷定向移動形成電流 B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動,所以本質上都是使電荷的電勢能減少 C.在電源內部正電荷能從負極到達正極是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力
D.靜電力移動電荷做功電勢能減少,非靜電力移動電荷做功電勢能增加 4.(電池容量的理解)電池容量就是電池放電時輸出的總電荷量,某蓄電池標有“15 A?h”的字樣,則表示()A.該電池在工作1 h 后達到的電流為15 A B.該電池在工作15 h 后達到的電流為15 A C.電池以1.5 A 的電流工作,可用10 h D.電池以15 A 的電流工作,可用15 h