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1、2022年人教版高中物理選修3-1 第2章 第1節(jié) 電源和電流（教案）
【知識(shí)與技能】
1、了解電源的形成過程。
2、掌 握恒定電場(chǎng) 和恒定電流的形成過程
【過程與方法】
1、在理解恒定電流的基礎(chǔ)上，會(huì)靈活 運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
1、通過本節(jié)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生 活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問題。
【教學(xué)過程】
★重難點(diǎn)一、對(duì)電流的理解★
一、電源
1．電源的定義
電源是不斷把負(fù)電荷從正極搬運(yùn)到負(fù)極從而維持正負(fù)極之間存在一定電勢(shì)差的裝置。
2．電源的作用
(1)從電荷移動(dòng)角度看
電源的
2、作用就是移送電荷，維持電源正、負(fù)極間有一定的電勢(shì)差，從而保持電路中有持續(xù)電流．
電源在內(nèi)部能把電子從正極A搬運(yùn)到負(fù)極B，如圖所示
(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度看
搬運(yùn)電荷的過程就是克服靜電力做功的過程，是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．
【特別提醒】
有電源不一定得到持續(xù)的電流，要得到持續(xù)的電流需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件：
(1)電路中有電源．
(2)電路還必須是閉合的，即必須用導(dǎo)體將電源連接起來．
所以只有電源，電路不閉合也不會(huì)有持續(xù)電流．
二、恒定電場(chǎng)
1．形成
導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的合電場(chǎng)．
2．特點(diǎn)
導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線和導(dǎo)線平行；電荷的
3、分布是穩(wěn)定的；導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是沿導(dǎo)線切線方向的穩(wěn)定電場(chǎng)．
三、對(duì)電流的理解
1．電流的形成條件
(1)產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端有電壓。
(2)形成持續(xù)電流的條件：導(dǎo)體兩端有持續(xù)電壓。
2．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?，則負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反，金屬導(dǎo)體中自由移動(dòng)的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。
3．電流的大小
(1)I＝是電流的定義式，I＝nqSv是電流的決定式，故電流的大小與通過導(dǎo)體橫截面的電荷量以及通電時(shí)間無關(guān)。
(2)q＝It是求電荷量的重要公式，而公式I＝求出的是電流在時(shí)間t內(nèi)的平均值，對(duì)于恒定電流其瞬時(shí)值與
4、平均值相等。
(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，應(yīng)用I＝時(shí)，q為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的絕對(duì)值之和。
4．電流是標(biāo)量
電流雖然有方向但是它遵循代數(shù)運(yùn)算法則，電流不是矢量而是標(biāo)量。
【特別提醒】
不同導(dǎo)體中電流的計(jì)算方法
(1)金屬導(dǎo)體中的自由電荷只有自由電子，運(yùn)用I＝計(jì)算時(shí)，q是某一時(shí)間內(nèi)通過金屬導(dǎo)體橫截面的電子的電荷量．
(2)電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子，運(yùn)用I＝計(jì)算時(shí)，q應(yīng)是同一時(shí)間內(nèi)正、負(fù)兩種離子通過橫截面的電荷量的絕對(duì)值之和．
(3)處于電離狀態(tài)的氣體中的自由電荷既有正、負(fù)離子，也有自由電子，利用公式
5、I＝求氣體導(dǎo)電電流時(shí)，q應(yīng)是三種帶電粒子通過橫截面的電荷量的絕對(duì)值之和．
【典型例題】關(guān)于電流，下列說法中正確的是 ( )
A．導(dǎo)體中無電流的原因是其內(nèi)部自由電荷停止了運(yùn)動(dòng)
B．同一個(gè)金屬導(dǎo)體接在不同的電路中，通過的電流強(qiáng)度往往不同，電流大說明那時(shí)導(dǎo)體內(nèi)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)速率大
C．由于電荷做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率比電荷定向移動(dòng)速率大得多，故電荷做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)形成的電流也就大得多
D．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
【答案】B
★重難點(diǎn)二、電流的微觀表達(dá)式★
一、電流的微觀表達(dá)式
1、建立模型：如圖所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)為l的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，
6、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.
2、理論推導(dǎo)
AD導(dǎo)體中的自由電荷總數(shù)：N＝nlS.
總電荷量Q＝Nq＝nlSq.
所有這些電荷都通過橫截面D所需要的時(shí)間：t＝.
根據(jù)公式q＝It可得：導(dǎo)體AD中的電流：I＝＝＝nqSv.
(3)結(jié)論：由此可見，從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、定向移動(dòng)速率的大小，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)．
【特別提醒】
使用公式I＝nqSv計(jì)算時(shí)，一定要注意以下幾點(diǎn)：
(1)各個(gè)物理量都要用國(guó)際單位．
(2)正確理解各符
7、號(hào)的意義，特別是n表示導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，v表示自由電荷定向移動(dòng)速度的大?。?
(3)若已知單位長(zhǎng)度的自由電荷數(shù)為n，則電流的微觀表達(dá)式為I＝nqv.
3、導(dǎo)體內(nèi)三種速率的比較
電流微觀表達(dá)式為I＝nqSv，其中v表示電荷定向移動(dòng)的速率．實(shí)際上電荷的運(yùn)動(dòng)存在三種速率，下面對(duì)電荷的三種速率進(jìn)行區(qū)別.
【特別提醒】
由I＝nqSv可以看出，同一段導(dǎo)體，橫截面積越大的位置，自由電荷定向移動(dòng)的速率越小，如圖所示．
【典型例題】（多選）截面積為S的導(dǎo)線中通有電流I，導(dǎo)線每單位體積中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動(dòng)的速率是v，則在時(shí)間Δt內(nèi)通過導(dǎo)線某一橫截面的自由電子的個(gè)數(shù)是 （ ）
A． B． C． D．
【答案】AD
2022年人教版高中物理選修3-1 第2章 第1節(jié) 電源和電流（教案）
