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高三物理人教版選修3-1課件:第2章第一節(jié)《電源和電流 》

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高三物理人教版選修3-1課件:第2章第一節(jié)《電源和電流 》

,歡迎進(jìn)入物理課堂,第一節(jié)電源和電流,課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解形成電流的條件,知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng),初步體會(huì)動(dòng)態(tài)平衡的思想2理解電流的定義,知道電流的單位、方向的規(guī)定;理解恒定電流,會(huì)用公式qIt分析相關(guān)問(wèn)題3能從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系重點(diǎn)難點(diǎn):導(dǎo)體中電流的形成原因,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第一節(jié)電源和電流,課前自主學(xué)案,課前自主學(xué)案,一、電源使電路中保持_的電流,能把_從一個(gè)位置搬運(yùn)到另一位置的裝置就是電源二、恒定電場(chǎng)1導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由_等電路元件所積累的電荷共同形成的2盡管這些電荷在運(yùn)動(dòng),但電荷的分布是_的,這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的_的電場(chǎng),稱為恒定電場(chǎng),持續(xù),電子,電源、導(dǎo)線,穩(wěn)定,穩(wěn)定,三、恒定電流1把_、_都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流2電流:(1)定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的_與通過(guò)這些電荷量所用_的比值,叫做電流強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱電流(2)公式表達(dá):I_.,大小,方向,電荷量,時(shí)間,(3)單位:在國(guó)際單位制中是_,簡(jiǎn)稱安,符號(hào)是A.更小的單位還有_(mA)、_(A),換算關(guān)系為:1A103mA106A.(4)物理意義:表示電流_的物理量(5)標(biāo)量:電流雖然有方向,但不是矢量,不符合矢量對(duì)方向的要求電流的方向是這樣規(guī)定的:導(dǎo)體內(nèi)_定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?安培,毫安,微安,強(qiáng)弱,正電荷,思考感悟在電解液和金屬導(dǎo)體中都可以形成電流,它們形成電流時(shí)有什么不同?提示:金屬導(dǎo)體中是自由電子定向移動(dòng)形成電流,而電解液中是正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流,核心要點(diǎn)突破,特別提醒:計(jì)算電流時(shí),首先要分清形成電流的電荷種類(lèi),是只有正電荷或負(fù)電荷,還是正、負(fù)離子同時(shí)存在其次要注意計(jì)算電流大小時(shí),只需代入電量的絕對(duì)值另外公式是Iq/t而不是Iq/(St),即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破,小試牛刀)1某電解池中,若在2s內(nèi)有1.01019個(gè)二價(jià)正離子和2.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面,那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()A0B0.8AC1.6AD3.2A,二、電流的微觀表達(dá)式1建立模型:如圖211所示,AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體l,兩端加一定的電壓,導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q.,圖211,三、三種速率的比較1電子定向移動(dòng)的速率(1)物理意義:電流就是由電荷的定向移動(dòng)形成,電流IneSv,其中v就是電子定向移動(dòng)的速率,一般為105m/s的數(shù)量級(jí)(2)大?。?05m/s2電子熱運(yùn)動(dòng)的速率(1)物理意義:構(gòu)成導(dǎo)體的電子在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等,故不能形成電流,常溫下電子熱運(yùn)動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)為105m/s.(2)大?。?05m/s,3電流傳導(dǎo)的速率(1)物理意義:等于光速,閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,電路中各處以真空中光速c建立恒定電場(chǎng),在恒定電場(chǎng)的作用下,電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開(kāi)始定向移動(dòng),整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流(2)大小:3108m/s,特別提醒:由于電荷定向移動(dòng)的速率很小,所以當(dāng)電路閉合后,電荷并不是瞬間從電源運(yùn)動(dòng)到用電器,而是瞬間在系統(tǒng)中形成電場(chǎng),使導(dǎo)體中所有自由電荷同時(shí)做定向移動(dòng)形成電流,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破,小試牛刀)2以下說(shuō)法正確的是()A只要有可以自由移動(dòng)的電荷,就存在持續(xù)電流B金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)作用下形成的C電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率D在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí),它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了,解析:選B.要有持續(xù)電流必須有電壓,A不對(duì)導(dǎo)體中形成電流的原因是在導(dǎo)體兩端加上電壓,于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場(chǎng),導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流,B正確電流的傳導(dǎo)速率等于光速,電子定向移動(dòng)的速率很小,C不對(duì)在形成電流時(shí)電子定向移動(dòng),并不是熱運(yùn)動(dòng)就消失了,其實(shí)電子仍然做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),D不對(duì),課堂互動(dòng)講練,如果導(dǎo)線中的電流為1mA,那么1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少?若“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273mA,則20s內(nèi)通過(guò)燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個(gè)?【思路點(diǎn)撥】根據(jù)公式qIt計(jì)算,注意單位的統(tǒng)一,記住每個(gè)電子所帶電荷量e1.61019C.,【答案】6.251015個(gè)3.41019個(gè)【借題發(fā)揮】(1)金屬導(dǎo)體中導(dǎo)電的是自由電子,自由電子所帶電荷量e1.61019C.(2)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)通過(guò)導(dǎo)體橫截面時(shí),若通過(guò)的自由電子個(gè)數(shù)為n,則qItne.變式訓(xùn)練1一硫酸銅電解槽的橫截面積為2m2,在0.04s內(nèi)若相向通過(guò)同一橫截面的銅離子和硫酸根離子分別為5.6251018個(gè)和4.7351018個(gè),則電解槽中的電流是多大?方向如何?,答案:83A方向與銅離子定向移動(dòng)的方向相同,半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速率沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流方向沿什么方向?電流多大?【思路點(diǎn)撥】不管是否真的形成電流,假想成形成電流然后依據(jù)電流的定義式求得電流大小,【答案】見(jiàn)精講精析,變式訓(xùn)練2半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有()A若不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B若電荷量Q不變而使變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C若使、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,電流將變大D若使、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,電流將變小,【答案】AC【規(guī)律總結(jié)】在電流的微觀表達(dá)式InqSv中,n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),是由導(dǎo)體本身的材料決定的,與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面的大小無(wú)關(guān),變式訓(xùn)練3(2011年包集高二檢測(cè))如圖212所示,將左邊的銅導(dǎo)線與右邊的鋁導(dǎo)線連接起來(lái),已知鋁導(dǎo)線的橫截面積是銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍,在銅導(dǎo)線上取一個(gè)截面A,在鋁導(dǎo)線上取一個(gè)截面B,若在1秒內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等,那么,通過(guò)這兩個(gè)截面的()A電流相等B電流不相等C自由電子定向移動(dòng)的速率相等D自由電子定向移動(dòng)的速率不相等,圖212,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,

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