电流和电源导学案
1电源和电流导学案
编号10 课题1、电源和电流周次8 主编人王恒波审核人审批人课时 1 姓名班和组组评师评学习目标1、了解电流的形成过程，明确电源在电路中的作用，认识导线中恒定电场的建立和恒定电流的形成过程。
2、掌握电流的定义式、单位、方向及微观表达式。
学习重点理解电流的产生条件、定义式、单位、方向及微观表达式。
学习难点恒定电流的形成，电流的定义式的应用、电流微观表达式的推导。
学习过程自主学习【自主预习案】一、电源1、电源：能把自由电子从________极搬到_________极的装置。
2、其作用是：保持导体两端的_____________，使电路中保持持续的__________。
二、电流1、电流（I）：描述电路中电流强弱的物理量。
若用I表示，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则它们间的关系式为:_______。
2、单位：国际单位制中，电流的单位是_________，简称______，符号是_______。
常用单位：毫安（mA）、微安（μA），1 A = mA = µA3、电流的方向：规定正电荷的定向移动方向为电路中的电流方向，但电流是量。
在金属导体中，只有能定向移动，其效果相当于电子不动，而有等量的正电荷沿的方向定向移动，即电流方向与自由电子定向移动方向。
【回顾总结·感悟提升】1、形成电流的条件：2、电源的作用：3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线 .(恒定电场)4、恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流.5、电流：表示电流的强弱程度的物理量.（1）定义式：I=q / t（2）金属导体中电流的计算式：I=nqsv （其中n 为导体单位体积内自由电荷数目，s 为合作探究导体横截面积， v为电荷定向移动速率， q为每个自由电荷的电量。
）【何作探究案】【训练案】1．关于形成电流的条件，下列说法正确的是( )A．物体内有自由移动的电荷B．物体内有自由电荷且两端有电势差C．物体两端存在电压D．导体两端存在电压2．下列叙述中正确的是( )A．导体中电荷运动就形成电流B．国际单位制中电流的单位是安培C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零3．一段横截面积为0.5cm2的导体材料中，每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动，则电流强度是( )A．0.2 A B．0.3 A C．0.5 A D．104 A4．关于电流，下列说法中正确的是( )A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B．同种材料制成的两个金属导体都通电，则电流大的那个导体内自由电荷定向移动速率大C．由于电荷做无规则热运动的速度比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多 D．电荷做无规则热运动不形成电流5．有稳定电流时关于导体中的恒定电场．下列说法正确的是( )A．导体中的电场是由电源两极电荷在空间直接形成的B．导体中的电场是由导体内自由电荷形成的C．由于处于静电平衡状态，导体内场强为零D．导体中的电场分布不随时间变化6．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？。
高中物理《电源与电流》公开课导学案
2.1电源和电流学案【学习目标】1．明确电源在直流电路中的作用，了解导线中的恒定电场的建立2．知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流的概念（重点）3．理解电流形成的微观实质并学会推导电流的微观表达式（难点）学习过程一、认识电源1.如图所示，Ａ、Ｂ为带等量异种电荷的导体球，如果用一导线将其连接，请分析会出现什么现象。
原因是什么？这种现象能一直持续下去吗？最后的结果怎样？2.如何使电路中有持续电流？类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）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R 连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A 运动到水池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。
类比：电源——抽水机电源的正极——水池A电源的负极——水池B提问：怎样才能使水管中有源源不断的电流呢?回答：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。
3.我们把图中P 称为______。
它的作用就是将自由电子从 搬迁到 ，从而使A 、B 两端保持一定的 ，使电路中有 电流。
二、恒定电场 分析导线中的电场形成：导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。
此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。
因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。
恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
注意： 1、导线内的电场是由 和 等电路元件积累电荷共同产生的结果。
(人教版)物理选修【3-1】：2.1《电源和电流》导学案学生版
第一节、电源和电流课前预习学案一、预习目标（一）知识与技能1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法通过类比和分析对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
二预习内容：1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置。
2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和平行。
3.由分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5.电流的程度用电流这个物理量表示；规定定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是，符号是；公式为。
提出疑惑课内探究学案学习目标（一）知识与技能1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法通过类比和分析对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
学习过程1.电流的分析与计算(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(3)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方向是相同的，此时tqI =中，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。
2.电流的微观表达式nqSv I =的应用在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I =q ／t 计算电流时应引起注意. 例1如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ ） A 、有瞬时电流形成，方向由A 到BB 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动例2在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速，且形成的电流强度为I 的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。
11 电源和电流 导学案 高中物理人教版(2019)必修第三册
11.1电源和电流导学案年级班姓名物理备课组主备人：【学习目标】：1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用。
（物理观念）2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。
（科学思维）3.知道描述电流强弱程度的物理量——电流。
（科学思维）【自主学习】：问题：电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，而教室里的电灯却能持续发光，这是为什么？产生电流的条件（初中知识回顾）问题1：什么是电流？问题2：哪里存在自由电荷呢？问题3：有自由电荷就形成电流吗？【合作探究】：探究一、导体中产生持续电流的条件思考与讨论：(1)如图是两个分别带正负电荷的导体，用导线连接两导体，导线和导体中会有电荷定向移动吗？若有，怎样移动？(2)怎样才能使A、B产生持续的电流？(3)如图所示，若在水池A、B之间用一个细管连起来，则水在重力的作用下从水池A到水池B做定向移动，A、B之间的高度差很快消失，水管中只可能有一个瞬间的水流。
怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？探究结论：1、电源的作用：2、形成电流的条件：探究二、恒定电流问题一、看PPT上问题用一根导线将电源正、负极之间相连，会形成怎样的电场以及电路中的电流有什么特点呢？探究小结：问题二：导体中的恒定电流是如何形成的？探究小结：探究结论：恒定电流1、公式：2、单位：3、物理意义：4、方向：5、标矢性：【课后练习】：1.下列关于电源的说法正确的是()A.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压B.电源内部把正、负电荷从电源一极搬运到另一极的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C.电荷的移动形成电流D.只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流2.关于电流,下列说法正确的是 ()A.电子的运动速率越大,电流就越大B.单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流越大C.因为电流有方向,所以电流是矢量D.导体中的电流,一定是自由电子的定向移动形成的3.医学有一种叫作心脏除颤器的设备,通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。
电源和电流（导学案）
11.1电源和电流（导学案）【学习目标】1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。
2．知道电流方向的规定。
3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。
4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。
5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。
【学习重点】1．电流概念的建立。
2．电流的定义式。
3．电流的微观表达。
【学习难点】1．电流的微观表达。
2．运动电荷的等效电流。
3．定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。
【学习过程】一、自主学习（一）电源1．电源的定义①定义：能把_________从_________搬到_________的装置。
②作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有_________的电流。
2．形成电流的条件①__________________金属导体——自由电子电解液——正、负离子②__________________（二）恒定电流1．恒定电场导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
由_________的电荷产生_________称为恒定电场。
2．恒定电流（1）________________不随时间变化的电流。
（2）定义：物理上把通过导体横截面的_________跟通过这些电荷量所用的_________的比值称为电流。
用_________表示电流。
（3）电流的定义式是_________。
（4）求电流的三要素①_________②_________③_________（5）电流的单位___________________________1mA=_________A；1μA=_________A国际电工委员会规定的安全电流（即摆脱电流）为_________例1：在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为________A。
高二物理 电流和电源导学案
§3.1 直流电路现代的生活、生产都已经离不开电，然而电是怎样形成的？什么电学元件在源源不断地向用电器提供电能呢？学习了本节内容你就知道了，让我们开始吧！课标新视窗熟练掌握每一个知识点1．了解电源的发明对人类的生活产生的巨大影响．2．知道电流的定义及其定义式，知道电流的方向是如何规定的．3．了解电源在电路中的作用．4．了解电动势的概念和单位，了解常见电池电动势的大小．思维启动器千里之行,始于足下自主探究1、电流是如何形成的？产生电流条件是什么？电荷的定向移动形成电流；（1）导体内存在可以自由移动的电荷（2）导体内存在电场。
2、电流的方向是如何规定的？电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。
3、为了描述电流的强弱引入了什么物理量？该物理量是如何定义的？其单位是什么？电流I；通过导体某一横截面的电荷量与所用时间的比值，I=q/t；安培（A）。
4、常见的电源有哪些？它们工作时能量是如何转化的？电池：化学能→电能直流发电机：机械能→电能牛刀小试1．发明白炽灯的科学家是（C ）A、伏打B、法拉第C、爱迪生D、西门子2．物理学中规定的电流方向是（ A ）A、正电荷定向移动的方向B、负电荷定向移动的方向C、自由电荷定向移动的方向D、正负离子定向移动的方向3．在一条通有恒定电流的导线中，电流强度是I。
如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__It/e ____。
4．一只普通家用照明白炽灯泡正常发光时，通过它的电流与下列哪一数值较为接近（ C ）A. 20AB. 2AC. 0.2AD. 0.02A互动大课堂 学而不思则罔，思而不学则殆一、要点导悟（一）电流1、定义：电荷的定向移动形成电流。
2、产生电流的条件：①要有自由移动的电荷；②导体两端存在电压。
3、电流的方向①规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。
金属中电流方向和电子运动的方向相反。
电源和电流导学案
2.1 电源和电流导学案【MeiWei_81重点借鉴文档】恒定电流:【学习目标】1、了解电源的形成过程，明确电源在电路中的作用。
2、知道描述电流强弱的物理量一一电流。
3、经历电流微观表达式的推导过程，学会从微观的角度理解电流。
【重难点】重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：会灵活运用公式计算电流的大小。
【自学检测】1、分别带正负电荷的A B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个 ____________ 电流，若要保持持续的电流，A B需维持一定的__________ 。
能使A B间维持一定的电势差的装置称为___________ .2、达到稳定状态时，导线内的电场是由 ________ 、_______ 等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是_____ 的，电场的分布也是________ 的，且导线内的电场线保持和导线 ___________ 。
3、有稳定分布的_______ 所产生的稳定的_______ ，称为恒定电场.4、我们把____ 、______ 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5、I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为：______ 。
【合作探究】、电源『思考1』分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。
如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、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？R中出现了怎样的电流？、电流（I）:1、物理意义：2、定义：3、公式：4、单位：5、方向：电流是_量.它的运算__________ 平行四边形定则『即学即练』例1 :关于电流的方向，下列叙述中正确的是（）A •金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B .在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C .不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D .电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同例2:在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为______________ A;例3: 一条导线中的电流为 1.6A，在1s内通过的这条导线横截面的电子有多少个（已知一个电子的电荷量为1.6 10-19）？四、电流的微观表示：一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,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,每个自由电荷量为qAB之间接上一个装置P,它能把经过R流到A的电子取走，补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？电源发挥了怎样的作用?+ 十A、B把电源的作用与抽水机进行类比）如图所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在—I I-罕百连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。
新课标人教版物理2.1电源和电流导学案
21 电源和电流课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．理解电源的作用．2．理解恒定电场的形成过程．q 分析相关问题．3．掌握恒定电流的概念，会用It【自主预习】1．电流是怎样形成的？答：．2．电流的产生条件是：和．3．电流的方向：规定为电流的方向．在金属导体中，能够移动的是电子．所以，金属中电流的方向与相反；电解质溶液中有可以自由移动的正、负离子．电流是量．4．电流──描述电流的物理量．定义：通过导线某横截面的与所用的比值．定义式：．单位：；简称，符号，常用单位和．单位换算关系：1A= mA= μA【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】1．电源的作用2．恒定电场3．恒定电流【典例剖析】【例1】关于电流的下列说法中正确的是（）A．因为电流有方向，所以电流是矢量B．通过导线截面的电量越多，电流越大C．通电时间越短，电流越大；D．单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大．【例2】下列关于电流方向的说法中，不正确的是（）A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同【例3】在示波管中，电子枪2秒内发射了6×1013个电子，则示波管中电流强度的大小为多少？课后篇（学会应用与拓展——不练不通）1．形成持续电流的条件是( )A．只要有电压加在物体的两端 B．必须保持导体两端有电压C．只在导体两端瞬时加电压 D．只要有大量的自由电荷2．以下说法正确的是（）A．导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B．电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C．单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D．导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大3．某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0．1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是( )A．0 B．0．8A C．1．6A D．3．2A4．下列叙述正确的是( )A．导体中电荷运动就形成电流B．电流是矢量C．导体中有电流通过时，导体内部场强不为零D．只有自由电子的定向移动才能形成电流高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
人教版高中物理选修(3-1)-2.1《电源和电流》导学案
C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流
4．某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是（）
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
6．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为（）
A．0 B．2ne/tC．3ne/tD．4ne/t
7．北京正负离子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道．当环中的电流为10 mA时，若电子的速率为十分之一光速．则在整个环中运行的电子数目为（）
3．关于电源的作用，下列说法正确的是（）
A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
B．电源的作用是能直接释放电能
C．电源的作用就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
D．电源的作用就是使自由电荷运动起来
4．关于电流的方向，下列说法中正确的是（）
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
合作
探究
交流
知识点一导线中的电场
1．导线中恒定电场的建立过程：在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的（更多）电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场（导线）移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________．
A．5×1011个B．5×1019个
电源和电流(导)学案
1电源和电流[目标定位]1.了解形成电流的条件，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、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题．一、电源[问题设计]有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一条导线R，如图1所示，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失．怎样使A、B导体维持一定的电势差，使导线中保持持续的电流？图1答在A、B间接一电源．[要点提炼]1．产学生电流的条件：导体两端存在电压．2．形成持续电流条件：导体两端存在持续电压．3．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．4．恒定电场(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学形成的．这种由稳定分布的电荷所产学生的稳定的电场，叫恒定电场． (2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化．[延伸思考] 电容器放电过程瞬间完成，不会形成持续电流，而干电池可使电路中保持持续的电流，为什么？答 电容器放电过程中正、负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在电路中形成持续的电流，而干电池内部能够通过非静电力的作用维持电池两极电势差不变，使电路中保持持续的电流．二、电流表达式I ＝qt 及其方向[问题设计]对电流表达式I ＝qt ，有人认为“I 与q 成正比，与t 成反比”，对吗？I 与q 、t 有关吗？答 不对；I 与q 、t 无关． [要点提炼]1．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流定义式：I ＝qt 或q ＝It ，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，符号A ；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(μA )． 1 A ＝103 mA ；1 A ＝106 μA.4．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方向相反．5．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是的，应用I ＝qt 时，q 为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．[延伸思考] 有的同学 说：“电流有方向，电流就是矢量”对吗？答 不对，电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量是标量． 三、电流的微观表达式 [问题设计]如图2所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，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 ，每个自由电荷的电荷量为q .试证明：导体内的电流可表示为I ＝nqS v .图2答 AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝lv 根据公式Q ＝It 可得：导体AD 中的电流I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v .[要点提炼]1．从微观上看，电流I ＝nqS v ，即I 决定于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量q 、自由电荷定向移动速率v ，导体的横截面积S . 2．三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I ＝neS v 的v ，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同学时定向移动，整个电路也几乎同学时形成了电流．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．一、对电流的理解及电流定义式I ＝qt 的应用例1 关于电流的概念，下列说法中正确的是( ) A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零解析 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则．为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确． 答 CD例2 某电解池中，若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是( ) A ．0 B ．0.8 A C ．1.6 AD ．3.2 A解析 电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同学时向相反方向定向移动时，通过某横截面的电荷量应是两者绝对值的和．在 2 s 内通过横截面的总电荷量应为q ＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C ＝6.4 C ．由电流的定义式知：I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A. 答 D针对训练 一硫酸铜电解槽的横截面积为2 m 2，在0.04 s 内若相向通过同学一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.625×1018个和4.735×1018个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？答 82.88 A ，方向与铜离子定向移动的方向解析 电解槽中的电流是铜离子和硫酸根离子分别向相反的方向运动形成的，因为铜离子带正电荷，硫酸根离子带负电荷，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电流的方向与铜离子定向移动的方向．铜离子和硫酸根离子都是二价离子，每个离子的电荷量为q 1＝q 2＝2×1.6×10－19C设铜离子的个数为n 1，硫酸根离子的个数为n 2， 所以I ＝q t ＝n 1q 1＋n 2q 2t＝(5.625×1018＋4.735×1018)×2×1.6×10－190.04 A＝82.88 A.二、电流的微观表达式I ＝nqS v例3 铜的摩尔质量为M ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动速率为( ) A ．光速c B.I neS C.IρneSmD.mI neSρ解析 假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积v t ·S 中的自由电子数，而体积为v tS 的铜的质量为v tSρ，物质的量为v tSρM，所以电荷量q ＝v tSρne M ，I ＝q t ＝v Sρne M ，于是得：v ＝IM neSρ.答 D三、三个速率的区别例4 在横截面积为1.0 mm 2铜导线中通过1.0 A 的电流．铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028个，电子的电荷量为1.6×10－19C.试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热运动的平均速率约为105 m /s ，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向移动速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速，为3.0×108 m/s ，就这些知识，你能否描述一下电路接通后金属导体中自由电子运动的情景．解析 由I ＝q t ，且q ＝nS v te ，则I ＝neS v ，所以v ＝IneS ，可算出自由电子的定向移动速率v约为7.4×10－5 m /s.金属导体中各处都是自由电子，电路一旦接通，导线中便以电场的传播速率3.0×108 m/s 在各处迅速地建立起电场，在这个电场的作用下，导线各处的自由电子几乎同学时开始以很小的定向移动速率7.4×10－5 m /s 做定向移动，整个电路几乎同学时形成了电流，但同学时由于金属中自由电子热运动的平均速率约为105 m/s ，显然这个速率远大于自由电子的定向移动速率，所以金属导体通电后，导体各处的自由电子几乎同学时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动． 答 见解析1．(对电流的理解)关于电流的方向，下列叙述中正确的是( ) A ．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B ．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定 C ．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D ．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向，有时与负电荷定向移动的方向 答 C解析 电流的方向是人为规定的，物理上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一定与电流的方向相反．2．(公式I ＝qt 的应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( ) A ．1 500个 B ．9.375×1019个 C ．9.375×1021个 D ．9.375×1020个答 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．3．(电流的微观表达式)导体中电流I 的表达式为I ＝nqS v ，其中S 为导体的横截面积，n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 是( ) A ．导体运动的速率 B ．电流传导的速率 C ．电子热运动的速率 D ．自由电荷定向移动的速率 答 D解析 从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量和定向移动速率，还与导体的横截面积有关，故选D.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率就是电流微观表达式I ＝nqS v 中的v .4．(三个速率的区别)在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率很小B ．电子定向移动速率即是电场传导速率C ．电子定向移动速率是电子热运动速率D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动 答 AD解析 电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m /s ，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动，故A 、D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105 m/s ，故B 、C 错．题组一 对电源、电流概念的理解 1．下列关于电源的说法正确的是( ) A ．电源就是电压B ．电源的作用是使电源的正、负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差C ．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D ．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极 答 BD解析 在电源内部由非静电力将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差，电源不是电压，故A 错，B 、D 正确．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学形成的，故C 错． 2．下列关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝qt，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 答 D解析 依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，显然选项A 错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B 、C 错误． 3．下列关于电流的说法中，正确的是( )A ．金属导体中，电流的传播速率就是电场的传导速率B ．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大C ．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能到达用电器D ．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速 答 AD题组二 对公式I ＝qt的理解和应用4．在示波管中，电子枪2 s 发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A ．4.8×10－6 A B ．3×10－13AC ．3×10－6 A D ．9.6×10－6 A答 A解析 电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．5．我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，在整个环中运行的电子数目为5×1011个，设电子的运行速度是3×107 m/s ，则环中的电流是( ) A ．10 mA B ．1 mA C ．0.1 mA D ．0.01 mA答 A解析 电子运动一周的时间为T ＝lv ，在T 时间内通过任意横截面的电荷量为：q ＝ne ， 电流为：I ＝q T ＝ne v l ＝5×1011×1.6×10－19×3×107240 A ＝10 mA.题组三 电流的微观表达式I ＝nqS v6．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属内的自由电子的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导体中通过的电流为I .则下列说法中正确的有( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝IneSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝Ine答 D解析 解决本题的关键是理解v 和n 的物理意义，电流微观表达式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是v t 内的自由电子数，其数量为n v t ，电荷量q ＝n v te ，所以电流I ＝qt ＝ne v ，所以v ＝Ine，故正确选项为D. 7．一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速度为v ，在t 时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A ．n v St B ．n v t C.It q D.ItSq答 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqS v 代入N ＝Itq 可得N ＝n v St ，故A 正确，B 错误．8．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流B ．乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等 答 B解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqS v ，所以v ＝InqS ，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． 题组四 综合应用9．非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100 V ，电流可达50 A ，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看做如图1所示的图线．则放电1秒钟非洲电鳐放出的电荷量为( )图1A ．25 CB ．50C C ．150 CD ．250 C答 A解析 由题图象可得1秒钟该鱼的放电时间为0.5 s ，根据电流的定义式I ＝qt ，可得q ＝It ＝50×0.5 C ＝25 C ，故A 正确．10．如果导线中的电流为1 mA ，那么1 s 内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V 60 W ”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA ，则20 s 内通过灯丝的横截面的自由电子数目是多少个？答 6.25×1015个 3.4×1019个 解析 q ＝It ＝1×10－3×1 C ＝1×10－3 C 设自由电子数目为n ，则 n ＝qe＝6.25×1015个当“220 V 60 W ”的白炽灯正常发光时，I ′＝273 mA. q ′＝I ′t ＝273×10－3×20 C ＝5.46 C 设自由电子数目为N ，则 N ＝q ′e≈3.4×1019个．11．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？ 答 e 22πr 2mkmr解析 根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e ，则有：I ＝Q t ＝e T ，再由库仑力提供向心力，有： e 2r 2＝m 4π2T 2r 得T ＝2πr emr k解得I ＝e 22πr 2mkmr。
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电流和电源导学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
学习目标
1.了解电流的产生条件及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。
2.了解电源在电路中的作用。
了解电动势的概念和单位。
了解常用电池电动势的大小。
自主学习
【问题1】历史印迹
意大利医学教授伽伐尼和意大利化学物理学家伏打对用相连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引起肌肉的收缩实验分别有什么样的认识伏打为静电转入电流的研究做出了怎样的贡献
【问题2】认识电流
①电流是怎样形成的：。
②电流的产生条件是：。
③电流的方向：规定为电流的方向。
在金属导体中，
电流的方向与相反；电解质溶液中有可以自由移动
的正、负离子。
电流是量。
④电流——描述电流强弱
．．的物理量。
定义：通过导线某横截面的与所用的比值。
定义式：
单位：简称，符号，常用单位和。
单位换算关系：1A= mA= μA
【问题3】关于电流的下列说法中正确的是（）
A．因为电流有方向，所以电流是矢量 B．通过导线截面的电量越多，电流越大
C．通电时间越短，电流越大
D．单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大
【问题4】认识电源和电动势。
①电源两极间电压的大小是由决定的，这种特性，物理学中用来描述。
②如何测出电源的电动势：。
③电动势的符号：。
电动势的单位：。
④列举出几种常见电源的电动势大小：
⑤从能量的角度看，电源就是把的装置，电动势反映了电源把其它形式的能转化为的物理量。
【问题5】关于电源电动势，下列说法正确的是（）
A．电源两极间的电压一定等于电源电动势
B．电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势
C．所有电源的电动势都是相同的
D．2号电池比5号电池的电动势大
合作探究
【问题1】下列关于电流方向的说法中，不正确的是（）
A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向
C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同
【问题2】在示波管中，电子枪2秒内发射了6×1013个电子，则示波管中电流×10－13A
×10－6A
课堂检测
A
1、关于电流强度正确的是（）
A.根据I=q / t可知I与q成正比
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流
C.电流有方向，电流强度是标量
D.电流强度的单位“安培”不是国际单位制。