第一篇:《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:《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電源和電流教案
2.1電源和電流
教學目標
一、知識與技能
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、過程與方法
通過類比和分析使學生對電源的的概念、導線中的電場和恒定電流等方面的理解。
三、情感態度與價值觀
通過對電源、電流的學習培養學生將物理知識應用于生活的生產實踐的意識,勇于探究與日常生活有關的物理學問題。
教學重點與難點:
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。
教學過程
教師活動:為什么雷鳴電閃時,強大的電流能使天空發出耀眼的強光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續發光?
通過現象對比,激發學生的求知欲。調動學生的學習積極性。過渡:要回答這個問題,就要從電源的知識學起。1.電源
教師:(投影)教材圖2.1-1,(如圖所示)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?
學生活動:在教師的引導下,分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差的變化情況。認識到,最終A、B兩個導體球會達到靜電平衡狀態。理解導線R中的電流只能是瞬時的。
【問題】如何使電路中有持續電流?(讓學生回答—電源)類比:(把電源的作用與抽水機進行類比)如圖2—1,水池A、B的水面有一定的高度差,若在A、B之間用一細管連起來,則水在重力的作用下定向運動,從水池A運動到水池B。A、B之間的高度差很快消失,在這種情況下,水管中只可能有一個瞬時水流。
教師提問:怎攔才能使水管中有源源不斷的水流呢? 讓學生回答:可在A、B之間連接一臺抽水機,將水池B中的水抽到水池A中,這樣可保持A、B之間的高度差,從而使水管中有源源不斷的水流。
歸納: 電源就是把自由電子從正極搬遷到負極的裝置。(從能量的角度看,電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變為電能的裝置)
2.導線中的電場:
教師:(投影)教材圖2.1-3,(如圖所示)
介紹圖中各部分的意義,取出圖中方框中的一小段導線及電場線放大后進行研究,如圖所示。
教師引導學生討論導線中的電場將如何變化,最終又會達到怎樣的狀態。要把思維的過程展現給學生。
導線中的電場是兩部分電荷分布共同作用產生的結果,其一是電源正、負極產生的電場,可將該電場分解為兩個方向:沿導線方向的分量使自由電子沿導線作定向移動,形成電流;垂直于導線方向的分量使自由電子向導線某一側聚集,從而使導線的兩側出現正、負凈電荷分布。其二是這些電荷分布產生附加電場,該電場將削弱電源兩極產生的垂直導線方向的電場,直到使導線中該方向合場強為零,而達到動態平衡狀態。此時導線內的電場線保持與導線平行,自由電子只存在定向移動。因為電荷的分布是穩定的,故稱恒定電場。
通過“思考與討論”讓學生區分靜電平衡和動態平衡。恒定電場:由穩定分布的電荷所產生的穩定電場稱恒定電場。3.電流(標量)
(1)概念:電荷的定向移動形成電流。
(2)電流的方向:規定為正電荷定向移動的方向。
(3)定義:通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用的時間的比值。定義式:I?Q t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?---引導學生推導
老師歸納:Q=nV=nvtSq
I=Q/t=nvqS
這就是電流的微觀表示式。(4)單位:安培(A),1 A =103mA = 106μA(5)電流的種類
① 直流電:方向不隨時間而改變的電流。直流電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恒定電流;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。分析課本例題
通過例題分析讓學生把電流與導線內自由電子的定向移動的速率聯系起來,同時說明定向移動的速率和在導線中建立電場的速率是兩個不同的概念。