11.1电源和电流人教版—（新教材）（人教版（2019）高中物理必修第三册教案）.doc

1、课课 时时 教教 案案 第第 11 11 单元单元 第第 1 1 案案 总第总第 15 15 案案 课题课题： 11. 1 电源和电流 【教学目标与核心素养】【教学目标与核心素养】 1了解电源及电源的作用 2理解恒定电场和电流的形成过程 3会用/Iqt计算电流 【教学重点教学重点】 1电流的产生及计算 2 【教学难点】【教学难点】 1电流的微观解释Inqsv的理解 【教学过程教学过程】 引入： 人类对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干电学概念和研究方法，成为 电学理论的基础；但是无论在自然界还是生产生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应，电荷 为什么会流动？电荷

2、流动服从什么规律，产生哪些效应，这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又 起着怎样的作用呢？ 本节课我们就在初中学习的基础上进一步学习有关电流的知识。 生活现象：雷鸣时 强大电流、耀眼光芒 一瞬间。 手电筒 小灯泡持续发光 ？ 分别带正、负电的导体 A、B，它们之间有电场，有电势差。 如果用导线把 A、B 连接起来呢？ 现象：有电流，自由电子定向移动 瞬时的 一、电源一、电源 思考 1若有一个装置，源源不断的把电子从 AB： 电势差消失 静电平衡 等势体 持续的电流持续的电流 使 A、B 始终保持一定数量的正负电荷 始终存在一定的电场 A、B 间维持一定的电势差 1定义定义：能把电子从正极搬

3、运到负极的转置 思考 2电源把自由电子从 A 搬运到 B 的过程中，电子的电势能如何变化？电源发 挥了怎样的作用？ 学生答：电子的电势能增加，电源对电荷做了功。 2作用：作用：保持导体两端有一定的电压，使电路中有持续的电流。 思考 3导线中的电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极？（因为导线 中有电场） 在有电源的电路中导线内部的场强有何特点呢？导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状 态？ 二、恒定电二、恒定电流流 恒定电场恒定电场 导线内电场是由电源、 导线等元件所积累的电荷共同形成的， 尽管这些电荷也在运动， 但有的流走了， 另外的又来补充，故电荷分布稳定，电场的分布也稳定，称为

4、恒定电场。 定义：由稳定分布的电荷产生的稳定的电场，称为。 以前所讲的 、U 及 U=Ed 的关系，同样适用。 恒定电场场强不变自由电子在各个位置的定向移动的运动速率不变串一电流表，读数不变，此 电流称为稳恒电流。 恒定恒定电流电流 1电流：电流： 定义：电荷的定向移动形成电流 电子的杂乱无章的热运动，从宏观上看不能形成电流。 产生条件：产生条件： 内因：自由电荷： 金属导体：自由电子 电解液：正、负离子 电离气体：正、负离子和自由电子 外因：导体两端有电压（电场） 电流的方向：电流的方向： 规定：正电荷的定向移动的方向 标量： （方向表示电流的流向） 双向标量 代数和 2恒定电流：恒定电流：

5、电流的大小、方向都不随时间变化 3电流的强弱：电流电流的强弱：电流 物理意义：描述电流强弱程度的物理量。 定义：流过导体横截面的电量 q 跟所用时间 t 的比值叫电流。 作图分析某一截面的含义和 q 的含义 表达式：/Iqt 单位：A mA A 七个基本单位之一 例例 1 有甲乙两导体， 甲的横截面积是乙的 2 倍， 而乙在单位时间内通过的电荷量乙是甲的 2 倍， 则 下 面说法中正确的是（ B ） A.甲、乙两导体电流相同 B.乙导体电流是甲导体的 2 倍 C.乙导体中自由电荷定向移动速率是甲导体的 2 倍 D.甲、乙两导体自由电荷定向移动速率相等 2如果导线中的电流为 1mA，那么 1s

6、内通过导体横截面的自由电子数是多少？若将“220V，60W” 规格的白炽灯正常发光时的电流为 273mA，则 20s 内通过灯丝横截面的电子是多少个？ 3如图所示，在 NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示。若测得 2s 内各有 1.01018个 钠离子和氯离子通过溶液内部的横截面 M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多 大？ 4已知电子的电荷量为 e，质量为 m，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为 r 的匀速圆周 运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少? 解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电量 e，由圆周运 动的知识有： 电源

7、外部：由“” “” 内部：由“” “” 2 2 2 ev km rr 2 r T v 根据电流的定义式得： 2 2 eek I Trmr （kmr mr e 2 2 2 ） 4电流的微观电流的微观解释解释 如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子沿导体定向移 动的速率为 v，设导体的横截面积为 S，自由电子数密度为 n，每个自由电荷的电荷量为 e. 理论推导 则时间 t 内通过某一横截面的自由电子数为：Nnsvt 总电荷量Qnesvt 所以导体 AD 中的电流： Q I= nesv t 由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，还与 导体的横截面积有关。 区分：三种速率区分：三种速率 电场传播速率（或电流传导速率） ：它等于光速，电路一旦接通，电源就以光速在电路各处建立 电场，整个电路上的电子几乎同时受到电场力作用做定向移动。所以一合上开关，用电器中立即就有电 流，就是这个原因。 无规则热运动速率，其数量级约为 105m/s 自由电荷定向移动速率：它与导体中的电流、横截面大小以及自由电荷的密度有关，电路中自由 电荷定向移动速率数量级仅为 10-410-5 m/s 小结： 作业：