11.1电源和电流 导学案-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

第十一章第十一章 电路及其应用电路及其应用11.1 电源和电流电源和电流 【学习目标学习目标】1. 通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。2. 通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。3. 通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。【开启新探索开启新探索】我们高中所学的电场和初中所学的电路有怎样的关系？我们高中所学的电场和初中所学的电路有怎样的关系？【质疑提升质疑提升 1】对电源的理解对电源的理解1. 如图所示，回顾电容器的放电实验：由已充电的电容器、小灯泡、电键组成电路，当电键闭合时，我们会观察到什么现象？并以闭合开关的时间为 0，画出通过小灯泡的 i-t 图。2. 结合实验现象，思考：什么原因使导线中的自由电子发生定向移动，形成电流？形成的电流为什么不能持续下去？3. 如何才能使导线中存在持续的电流？【质疑提升质疑提升 2】恒定电流恒定电流1. 电源、导线、元件所积累的电荷在其周围产生电场，使电路中电荷定向移动。电荷定向移动，空间的电场是否变化？为什么？2. 在恒定电场的作用下，导线中自由电荷的定向移动是加速运动、还是速率不变的运动？为什么？3. 什么是恒定电流？ 和 都不随 变化的电流叫恒定电流。4. 我们引入哪个物理量描述电流的强弱？ 对应的定义、定义式、单位、矢量标量？ （1） 电流：表示电流的 程度。（2） 定义： 时间内通过导体 的电荷量。（3） 定义式：用 I 表示电流，用 q 表示在时间 t 内通过导体横截面的电荷量，则 I 。（4） 电流的单位是 ，简称 ，符号 。 1A1C/s。1mA（毫安） A，1A（微安） A。 （5） 电流的方向：规定 电荷的定向移动方向为电流的方向。则 电荷的定向移动方向与电流的方向相反。电流是 量。 (6) 电流的大小与 q、t 的大小 （有关、无关） 。（7） 由电流的定义式可导出通过电流求电量 q 。5. 设导体的横截面积为 S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为 n，自由电子定向移动速度的平均速率为 v，电子电量为 e，试推导电流的微观表达式。【学以致用学以致用 1】1 关于电流，下列说法中正确的是 （ ）A单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流可能越小B通过导线截面的电量越多，电流越大C根据 I=q/t 可知，I 与 q 成正比D电源能保持导体中电场，使电路中有持续的电流2. 如图所示的电解槽中，如果在 4s 内各有 0.8C 的正、负电荷通过面积为 0.8m2的横截面AB，那么 在图中标出正、负离子定向移动的方向；电解槽中的电流方向。 4s 内通过横截面 AB 的电量为多少？ 电解槽中的电流为多大？(1)略，电流从左向右（2）1.6C（3）0.4A3. 某手机的说明书标明该手机电池容量为 4 000 mAh，待机时间为 22 d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是 17 h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。约 31 倍【素养提升专练素养提升专练】1 如图所示，A、B 两个导体分别带等量正、负电荷，如果在它们之间连接一根导线，则（）A导线上不会产生电流B导线上会产生从 A 到 B 的瞬间电流C导线上会产生从 B 到 A 的瞬间电流D导线上会产生从 A 到 B 的持续电流2关于电源的作用，下列说法不正确的是（）A保持导体两端的电压B使导体中形成电场C为电流提供自由电子D使自由电荷定向移动起来3关于电流，以下说法正确的是（）A导体没有电场也能形成电流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单位时间内通过截面的电荷量多少就是电流的大小4关于电流的大小，下列说法正确的是()A通过导体的横截面的电量越多，电流越大B导体的横截面越大，电流越大C单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大D导体中的自由电荷越多，电流越大5关于电流，下列说法正确的是（ ）A根据可知，I 与 q 成正比qItB电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流C电流有方向，因此电流是矢量D只有正电荷的移动，才能形成电流6 用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，下面四个物理量都是用比值法定义的，以下公式不属于定义式的是（）A电流强度B电容UIRQCUC电势D场强pEqFEq7. 在一段横截面积为 0.5cm2的导体材料中，每秒钟有 0.2C 的正电荷和 0.3C 的负电荷相向运动，则通过导体的电流是（）A0.5AB1.0AC0.2AD104A8. 一太阳能电池对一用电器供电时，电流为 40mA，则在 10s，通过该用电器的电荷量为（）A0.04 CB0.24 C C0.4C D2.4 C9 导体中电流 I 的表达式，其中 S 为导体的横截面积，n 为导体单位体积内的InqSv自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 表示的是（）A导体运动的速率B导体传导的速率C电子热运动的速率D自由电荷定向移动的速率10有一横截面积为的铜导线，流经其中的电流为，设每单位体积的导线中有个自SIn由电子，电子的电荷量为，此时电子的定向移动速度为，在时间内，通过导线qvt横截面的自由电子数目为（）ABtnsnv tCDI tqI tSq11 “*暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能而受热捧，下列表格列出了这种产品的几个主要参数：根据上述信息，下列说法正确的是（）A5000 mAh 的 mAh 是能量的单位B参数“DC 5V”中“DC”指交流电的意思产品名称*暖手充电宝重量285 g尺寸7468.533.8(mm)电池容量5000 mAh输入DC5V/2.5A（最大）发热输出DC5V/0.4AC以最大电流给该充电宝充电，充电需 2.5hD该产品仅用作暖手，理论上可持续工作 12.5 小时12. 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的 10 s 内通过某一横截面的电荷量为 3 C，则电流是多少？ 0.3A13. 电子绕核运动可等效为一环形电流，设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，则其等效电流为多少?Irev214. 一条导线中的电流为 50 A，在 3.2 s 内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？ 11015个第十一章第十一章 电路及其应用电路及其应用11.1 电源和电流电源和电流 【学习目标学习目标】1. 通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。2. 通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。3. 通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。【开启新探索开启新探索】为什么在导体和元件两端加上电源，电路中会有电流呢？为什么在导体和元件两端加上电源，电路中会有电流呢？【质疑提升质疑提升 1】对电源的理解对电源的理解1. 如图所示，回顾电容器的放电实验：由已充电的电容器、小灯泡、电键组成电路，当电键闭合时，我们会观察到什么现象？并以闭合开关的时间为 0，画出通过小灯泡的 i-t 图。2. 结合实验现象，思考：什么原因使导线中的自由电子发生定向移动，形成电流？形成的电流为什么不能持续下去？3. 如何才能使导线中存在持续的电流？【质疑提升质疑提升 2】恒定电流恒定电流1. 电源、导线、元件所积累的电荷在其周围产生电场，使电路中电荷定向移动。电荷定向移动，空间的电场是否变化？为什么？2. 在恒定电场的作用下，导线中自由电荷的定向移动是加速运动、还是速率不变的运动？为什么？3. 什么是恒定电流？ 和 都不随 变化的电流叫恒定电流。4. 我们引入哪个物理量描述电流的强弱？ 对应的定义、定义式、单位、矢量标量？ （1） 电流：表示电流的 程度。（2） 定义： 时间内通过导体 的电荷量。（3） 定义式：用 I 表示电流，用 q 表示在时间 t 内通过导体横截面的电荷量，则 I 。（4） 电流的单位是 ，简称 ，符号 。 1A1C/s。1mA（毫安） A，1A（微安） A。 （5） 电流的方向：规定 电荷的定向移动方向为电流的方向。则 电荷的定向移动方向与电流的方向相反。电流是 量。 (6) 电流的大小与 q、t 的大小 （有关、无关） 。（7） 由电流的定义式可导出通过电流求电量 q 。5. 设导体的横截面积为 S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为 n，自由电子定向移动速度的平均速率为 v，电子电量为 e，试推导电流的微观表达式。【学以致用学以致用 1】1 关于电流，下列说法中正确的是 （ ）A单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流可能越小B通过导线截面的电量越多，电流越大C根据 I=q/t 可知，I 与 q 成正比D电源能保持导体中电场，使电路中有持续的电流2. 如图所示的电解槽中，如果在 4s 内各有 0.8C 的正、负电荷通过面积为 0.8m2的横截面AB，那么 在图中标出正、负离子定向移动的方向；电解槽中的电流方向。 4s 内通过横截面 AB 的电量为多少？ 电解槽中的电流为多大？3. 某手机的说明书标明该手机电池容量为 4 000 mAh，待机时间为 22 d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是 17 h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。【素养提升专练素养提升专练】1 如图所示，A、B 两个导体分别带等量正、负电荷，如果在它们之间连接一根导线，则（）A导线上不会产生电流B导线上会产生从 A 到 B 的瞬间电流C导线上会产生从 B 到 A 的瞬间电流D导线上会产生从 A 到 B 的持续电流2关于电源的作用，下列说法不正确的是（）A保持导体两端的电压B使导体中形成电场C为电流提供自由电子D使自由电荷定向移动起来3关于电流，以下说法正确的是（）A导体没有电场也能形成电流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单位时间内通过截面的电荷量多少就是电流的大小4关于电流的大小，下列说法正确的是()A通过导体的横截面的电量越多，电流越大B导体的横截面越大，电流越大C单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大D导体中的自由电荷越多，电流越大5关于电流，下列说法正确的是（ ）A根据可知，I 与 q 成正比qItB电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流C电流有方向，因此电流是矢量D只有正电荷的移动，才能形成电流6 用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，下面四个物理量都是用比值法定义的，以下公式不属于定义式的是（）A电流强度B电容UIRQCUC电势D场强pEqFEq7. 在一段横截面积为 0.5cm2的导体材料中，每秒钟有 0.2C 的正电荷和 0.3C 的负电荷相向运动，则通过导体的电流是（）A0.5AB1.0AC0.2AD104A8. 一太阳能电池对一用电器供电时，电流为 40mA，则在 10s，通过该用电器的电荷量为（）A0.04 CB0.24 C C0.4C D2.4 C9 导体中电流 I 的表达式，其中 S 为导体的横截面积，n 为导体单位体积内的InqSv自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 表示的是（）A导体运动的速率B导体传导的速率C电子热运动的速率D自由电荷定向移动的速率10有一横截面积为的铜导线，流经其中的电流为，设每单位体积的导线中有个自SIn由电子，电子的电荷量为，此时电子的定向移动速度为，在时间内，通过导线qvt横截面的自由电子数目为（）ABtnsnv tCDI tqI tSq11 “*暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能而受热捧，下列表格列出了这种产品的几个主要参数：根据上述信息，下列说法正确的是（）A5000 mAh 的 mAh 是能量的单位B参数“DC 5V”中“DC”指交流电的意思C以最大电流给该充电宝充电，充电需 2.5h产品名称*暖手充电宝重量285 g尺寸7468.533.8(mm)电池容量5000 mAh输入DC5V/2.5A（最大）发热输出DC5V/0.4AD该产品仅用作暖手，理论上可持续工作 12.5 小时12. 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的 10 s 内通过某一横截面的电荷量为 3 C，则电流是多少？ 13. 电子绕核运动可等效为一环形电流，设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，则其等效电流为多少?14. 一条导线中的电流为 50 A，在 3.2 s 内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？