第1节　电源和电流 教学设计.docVIP

第1节电源和电流

[学习目标]

1．了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。

2．理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会运用公式q＝It分析相关问题。

3．从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。

知识点1电源

1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置。

2．作用

(1)维持电路两端有一定的电势差。

(2)使闭合电路中保持持续的电流。

知识点2恒定电流

1．恒定电场

当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。

2．恒定电流

(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流(我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向)。

(2)公式：I＝eq\f(q,t)。其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。

(3)单位：安培，简称安，符号A；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1A＝103mA＝106μA。

[判一判]

(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动。()

(2)电流既有大小，又有方向，是矢量。()

(3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的。()

(4)电子定向移动的方向就是电流的方向。()

(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。()

提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√

1．(对电源的理解)关于电源的以下说法，正确的是()

A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差

B．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差

C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流

D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量

解析：选B。电源的作用是维持正、负极之间稳定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错误，B正确；电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C错误；电源是对电路提供能量的装置，故D错误。

2．(I＝eq\f(q,t)的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A，当通电5min时，通过电阻横截面的电子数为()

A．1500个 B．9.375×1019个

C．9.375×1021个 D．9.375×1020个

解析：选C。q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021个。

3．(对电流微观表达式的理解)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的两倍，以下说法正确的是()

A．通过甲、乙两导体的电流相同

B．通过乙导体的电流是甲导体的两倍

C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍

D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等

解析：选B。由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的两倍，因此通过乙导体的电流是甲导体的两倍，故A错误，B正确。由于I＝nqSv，所以v＝eq\f(I,nqS)，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断v，故C、D错误。

4．(电流微观表达式的应用)导线中的电流是1A，导线的横截面积为1mm2。

(1)在1s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19C)?

(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?

(3)自由电子沿导线定向移动1m，平均要多少时间？

解析：(1)N＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝6.25×1018个。

(2)由公式I＝neSv，得

v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(1,8.5×1028×1.6×10－19×1×10－6)m/s

≈7.35×10－5m/s。

(3)沿导线移动1m需用时t＝eq\f(1,7.35×10－5)s≈3.78h。答案：(1)6.25×1018个(2)7.35×10－5m/s

(3)3.78h

探究一对电流的理解和计算

【问题导引】

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)确定通过导电液体中电流的方向。

(2)计算导电液体中电流的大小。

[要点提示](1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右。

(2)I＝eq\f(|q1|＋|q2|,t)。

1．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。

2．电流的定义式