物理必修 第三册电源和电流学案设计

这是一份物理必修 第三册电源和电流学案设计，共6页。
班级：__________________ 姓名：___________________
学习目标：
1.通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。
2.通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。
3.通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。
重点：
1.用类比法理解电源的作用，建立对电流的理解；
2.会利用定义式来计算电流大小。
难点：
1.对恒定电场和恒定电流的理解；
2.电流的微观表达。
学习过程：
一、电源
1.自主预习，填空：
如图所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线H，自由电子便会在__________的作用下沿导线做定向运动，电子的运动方向为_______（选填“A→B”或“B→A”），导线中的电流方向为_______（选填“A→B”或“B→A”）。
2.思考：形成的电流能不能持续下去？为什么？
3.如何才能使导线中存在持续的电流？
类比
讨论及总结：电源的定义及作用
（1）定义：能把电子从_______搬运到______的装置；
（2）作用：
①维持电路两端有一定的_____________；
②使电路中存在_____________________。
二、恒定电流
思考1：电源、导线等电路元件所积累的电荷在其周围产生电场，使电路中的电荷定向移动。电荷定向移动，空间的电场是否变化？为什么？
思考2：在恒定电场的作用下，导线中自由电荷的定向移动是加速运动、还是速率不变的运动？为什么？
3.什么是恒定电流？我们引入哪个物理量描述电流的强弱？ 对应的定义、定义式、单位、矢量标量？
自主预习，完成填空。
（1）定义： 和 都不随 变化的电流叫恒定电流。
（2）电流：表示电流的 ；
（3）定义式： ；
（4）单位： ，简称： ，符号： 。
1mA（毫安）＝ A，1μA（微安）＝ A。
（5）电流的方向：规定 电荷的定向移动方向为电流的方向。则 电荷的定向移动方向与电流的方向相反。电流是 量。
（6）电流的大小与q、t的大小 （有关、无关）。
（7）由电流的定义式可导出通过电流求电量q＝ 。
三、电流的微观表达式
设导体的横截面积为S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子定向移动的平均速率为v，电子电量为e，试推导电流的微观表达式。
四、随堂练习
1.如图所示，A、B两个导体分别带等量正、负电荷，如果在它们之间连接一根导线，则（ ）
A.导线上不会产生电流
B．导线上会产生从A到B的瞬间电流
C．导线上会产生从B到A的瞬间电流
D．导线上会产生从A到B的持续电流
2.关于电流，下列说法正确的是（ ）
A．根据可知，I与q成正比
B．电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流
C．电流有方向，因此电流是矢量
D．只有正电荷的移动，才能形成电流
3.如图所示的电解槽中，如果在4s内各有0.8C的正、负电荷通过面积为0.8m2的横截面AB，那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；电解槽中的电流方向。
⑵4s内通过横截面AB的电量为多少？
⑶电解槽中的电流为多大？
4.导体中电流I的表达式，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表示的是（ ）
A．导体运动的速率 B．导体传导的速率
C．电子热运动的速率 D．自由电荷定向移动的速率
5.一条导线中的电流为 50 μA，在 3.2 s 内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
拓展提升
1.如图所示的电解液接入电路后，在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是（ ）
A.当时，电流大小为零
B.当时，电源外部电流方向由A指向B，电流
C.当时，电源内部电流方向由B指向A，电流
D.电源外部电流方向由A指向B，电流
2. 如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I。已知金属导体的横截面积是S，导体单位长度的自由电子数为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v0，则下列说法中正确的是（ ）
A.自由电子定向移动的速率为v0
B.自由电子定向移动的速率为v＝
C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D.自由电子定向移动的速率为v＝
五、课堂小结