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1、高二年級物理學(xué)科導(dǎo)學(xué)案
課題名稱:3.1電源和電流
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.明確電源在直流電路中的作用,理解導(dǎo)線中的恒定電場的建立
2.知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量---電流
3.從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。
4.通過類比和分析對電源的的概念、導(dǎo)線中的電場和恒定電流等方面的理解。
二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn):
重點(diǎn):理解電流的形成過程及電流的計(jì)算。
難點(diǎn):電源作用的原理,區(qū)別電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率這兩個(gè)不同的概念。
【自主學(xué)習(xí)】
1.電源是能把電路中的 從正極搬到負(fù)極的裝置。
2.導(dǎo)線中的電場是由
2、 、 等電路元件所積累的電荷在導(dǎo)線內(nèi)共同形成的電場,導(dǎo)線內(nèi)的電場保持和 平行。
3.由 分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場,稱為恒定電場。
4.把 、 都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。
5.電流的 程度用電流這個(gè)物理量表示;規(guī)定 定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍浑娏鞯膯挝皇? ,符號是 ;公式為 。
【同步導(dǎo)學(xué)】
1.電流的分析與計(jì)算
(1)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?
(2)金屬導(dǎo)體
3、中電流的方向與自由電子的定向移動(dòng)方向相反。
(3)電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向雖然相反,但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的,此時(shí)中,q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對值之和。
(4)電流雖然有大小和方向,但不是矢量。
在電解液導(dǎo)電時(shí),是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流,在用公式I=q/t計(jì)算電流時(shí)應(yīng)引起注意.
【例題分析】
例1如圖驗(yàn)電器A帶負(fù)電,驗(yàn)電器B不帶電,用導(dǎo)體棒連接A、B的瞬間,下列敘述中錯(cuò)誤的是( )
A、有瞬時(shí)電流形成,方向由A到B
B、A、B兩端的電勢不相等
C、導(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不等于零
D、導(dǎo)體棒內(nèi)的自由電荷受電場力作用做定向移動(dòng)
4、
例2有一條橫截面積為S=1mm2的銅導(dǎo)線,通過的電流I=1A。已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2Kg/mol,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,電子的電量e=-1.6×10-19C.在這個(gè)問題中可以認(rèn)為導(dǎo)線中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子,求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率
例3如圖所示的電解槽中,如果在4s內(nèi)各有8c的正、負(fù)電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB,那么
⑴在圖中標(biāo)出正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向;
⑵電解槽中的電流方向如何?
⑶4s內(nèi)通過橫截面AB的電量為多少?
⑷電解槽中的電流為多大?
5、
同步檢測:
1.形成持續(xù)電流的條件是( )
A.只要有電壓加在物體的兩端 B.必須保持導(dǎo)體兩端有電壓
C.只在導(dǎo)體兩端瞬時(shí)加電壓 D.只要有大量的自由電荷
2.在由電源、導(dǎo)線等電路元件所形成的電路中,以下說法正確的是 ( )
A.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度處處為零
B.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線方向平行
C.導(dǎo)線內(nèi)各點(diǎn)的電勢相等
D.導(dǎo)線內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢逐漸降低
3.以下說法正確的是( )
A.導(dǎo)體中的電流是正電荷的定向移動(dòng)形成的
B.電荷定向移動(dòng)的速率
6、等于電流的傳導(dǎo)速率
C.單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大
D.導(dǎo)體中越粗的地方單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大
4.某電解池,如果在1s內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過面積為0.1m2的某截面,那么通過這個(gè)截面的電流是( )
A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A
5.有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線有n個(gè)自由電子,電子的電荷量為q,此時(shí)電子的定向移動(dòng)速率為u,在t時(shí)間內(nèi),通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為( )
A.nuSt B.nut C. I
7、t/q D. It/Sq
6. 氫原子核外只有一個(gè)電子,它繞氫原子核運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間約為2.4×10-16s,則電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大?
【拓展提高】
1.下列敘述正確的是( )
A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流 B.電流是矢量
C.導(dǎo)體中有電流通過時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)不為零 D.只有自由電子的定向移動(dòng)才能形成電流
2.如圖所示,a、b兩導(dǎo)體板組成一電容器,電容為C,帶電荷量為q,然后用一根虛線所示的導(dǎo)線連接,以下說法中正確的是( )
A.導(dǎo)線中有恒定的電流 B.導(dǎo)線中有短時(shí)間的電流
C.通過導(dǎo)線的
8、電荷量為q D. 通過導(dǎo)線的電荷量為2q
3. 如圖所示,在電解槽中,如果在5s內(nèi)共有2C正離子和2C負(fù)離子通過面積為S=0.1m2的某橫截面,那么5s內(nèi)通過該橫截面積的電荷量為 ,通過該橫截面積的電流為 .
6.初速度為零的質(zhì)子,經(jīng)加速電壓為800kV的直線加速器加速,形成電流為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流,已知質(zhì)子的電荷量q=1.6×10-19C,這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為______.
7.金屬導(dǎo)體的密度是ρ,橫截面積是S,原子量是M,每摩爾這種金屬可提供N個(gè)自由電子,當(dāng)該導(dǎo)體中的電流為I時(shí),導(dǎo)體中自由電子的定向移動(dòng)的速率是 。
選作題
8.電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流,設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運(yùn)動(dòng),用e表示電子的電荷量,則其等效電流為多少?
9.在彩色電視機(jī)的顯像管中,從電子槍射出的電子在加速電壓U的作業(yè)下被加速,且形成的電流強(qiáng)度為I的平均電流,若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,進(jìn)入加速電場之前的速度不計(jì),則在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為多少?
學(xué)后反思: