【导学练】高中物理人教版(2019)必修3：11.1电源和电流导学案.doc

1．电源和电流

核

心

素

养

定

位

物理观念

了解电流的形成条件，知道电源的作用．

科学思维

理解电流的定义和电流方向的规定，会用电流的定义式分析相关问题．

科学探究

了解电流微观表达式的推导过程，从微观角度认识影响电流大小的因素．

科学态度

与责任

通过对电源和电流的学习，培养学生探究生活和生产中物理知识的意识．

一、电源

1．形成持续电流的条件：一是要有移动的________，二是导体两端始终存在电势差．

2．电源的作用：电源能把电子由正极搬运到负极，保持正、负极之间有稳定的电势差．通过非静电力做功

二、恒定电流基本性质与静电场相同

1．恒定电场：由________的电荷所形成的稳定的电场，叫作恒定电场．

2．恒定电流：大小、方向都不随________变化的电流叫作恒定电流．

3．电流的强弱程度用________这个物理量表示．单位时间内通过导体横截面(与导体垂直的截面)的电荷量越多，电流就________．用I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则有I＝qt.电流的单位是安培(国际单位制中的基本单位)

4．电流的微观解释：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，自由电子定向移动的平均速率为v，则时间t内通过某一横截面的自由电子数为________．由于电子电荷量为e，因此，时间t内通过横截面的电荷量q＝________．根据电流的公式I＝qt

【情境思考】

如图是中国宁波公交使用的全球首创超级电容储能式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，核心元器件是“3V12000F”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年．根据上述材料判断以下问题．

(1)电容器放电的过程中，电荷量逐渐减少，电容器的电容和两极板间的电压也逐渐减小．()

(2)电容器充电的过程中，电荷量逐渐增加，电容保持不变．()

(3)若标有“3V12000F”的电容器从电量为零到充满电用时30s，则充电的平均电流为3600A．()

拓展1类比法理解电源的作用

拓展2直流电源和交流电源

(1)直流电源

直流电源的电流、电压方向不随时间作周期性变化，比如蓄电池、直流发电机、干电池、直流稳压源．

(2)交流电源

电流电压方向随时间作周期性变化的装置，如交流发电机．

拓展3恒定电场与静电场的异同

(1)异：静电场是由静止的电荷产生的；恒定电场是由稳定分布的电荷产生的．

(2)同：都是由电荷产生；恒定电场与静电场都不随时间变化；对电荷有力的作用；电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用．

拓展4

[教材问题]

STSE

电池的容量：电池放电时输出的总电荷量，通常以“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位．手机电池的容量可达6000mA·h.

拓展5

如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q′.当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为多大？

提示：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为q＝vt·q′，则等效电流I＝qt＝vq

目标一电流的理解和计算

【导思】——————————————————○

如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2.

(1)怎样确定通过导电液体中电流的方向？

(2)如何计算导电液体中电流的大小？

【归纳】——————————————————○

1．电流的大小

定义式：I＝qt.用该式计算出的电流是时间t

2．对电流的理解

(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则．

(2)在外电路中电流方向由电源正极到电源负极，在电源内部电流方向由电源负极到电源正极．

(3)I＝qt是电流的定义式，或者说是求解电流的一种方法，电流I与q、t

(4)一点说明：电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流的方向是相同的，应用I＝qt求电流时，q

【典例】——————————————————○

例1下列说法正确的是()

A．电源的作用是使电路中产生电荷

B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动

C．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流

D.导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的

例2如图所示，某同学设计了一种利用放射性元素衰变的电池．该电池采