电流最终修改版.docVIP

1　电源和电流 教学媒体　　　　　 投影片，多媒体课件，电闪雷鸣的，小灯泡发光的简单电路。 知识准备　　　　　 1．静电场的电场线，电势、电势差的有关知识。1．静电场的电场线，电势、电势差的有关知识。2．初中电流的形成的有关知识。 主要教学环节与事件：分任务、师生活动、设计说明。 导入新课　　　　　 [事件1]教学任务：创设情景，导入新课。师生活动： ：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光？ 通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。 结论：小灯泡电路中有电源。 推进新课　　　　　 [事件2] 师生活动： 投影面的图片 思考与讨论： 分别带正、负电荷的A、B两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？ 结论：最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态，导线中的电流只能是瞬时的。 思维拓展：如何使电路中有持续电流？ 类比：如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A流动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。 　　　　　　 思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？ 结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。 思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。 结论：电源能使电路中产生持续电流。 [事件] 教学任务：电流 师生活动： 问题引导：在电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，电场中的电流？ 教学任务：电流强弱的描述——电流。 师生活动： 电流的定义：物理上把通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。用I表示电流。 电流定义式：I＝。 单位：国际单位：安培(A)，1 A＝1 C/s。常用单位：毫安(mA)、微安(μA)。 电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。思维拓展： (1)电流是标量； (2)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反； (3)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。导电时，电荷量q表示通过截面的正、负离子电荷量绝对值之和。 [事件] 教学任务：电流的微观表达式。 问题引导： 在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v。 请你用以上物理量表示电流I。 参考解释： 在时间t内通过导体某截面的电荷量为：Q＝(vtS)nq 所形成的电流为：I＝Q/t＝nqSv。 1有一条横截面积S＝1 mm2的铜导线，通过的电流I＝1 A。已知铜的密度ρ＝8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，电子的电荷量e＝－1.6×10－19 C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。 解：设自由电子在导线内定向移动的速率是v 取一段导线(如图) 导线左端的自由电子经过时间t到达右端 自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS。这段导线中的原子数为n＝NA 可以认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子(一般条件下铜可视作一价元素)，则这段导线中的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n。 由于时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是q＝ne＝NAe 把这个式子代入I＝，得I＝ 从中解出v＝ 代入数值后得v＝7.5×10－5 m/s。 思维拓展：你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符？怎样解释？ 结论：电子的定向运动速率与导线中电场的速率不同。 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s. 三种速度的区别 （1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言） （2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2— -10-3m的数量级。（对每个电子而言） （3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与 温度有关，通常情况为每秒几百米。 课堂巩固与反馈　　　　　 [事件] 教学任务：形成性测试：学生独立完成。时间：5分钟。 1．下列叙述中正确的有(　　)