2.1 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(chǎng)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。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)
重點(diǎn):理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。
難點(diǎn):電源作用的道理,區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率這兩個(gè)不同的概念。
學(xué)法指導(dǎo)
自主、合作、探究
學(xué)習(xí)過(guò)程
用案人自我創(chuàng)新
【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(chǎng)是由 、 等電路元件所積累的電荷在導(dǎo)線內(nèi)共同形成的電場(chǎng),導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)保持和 平行。
3.由 分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng),稱(chēng)為恒定電場(chǎng)。
4.把 、 都不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)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;電流的單位?,符號(hào)是 ;公式為 。
6.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?br />
(2)金屬導(dǎo)體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(duì)值之和。
(4)電流雖然有大小和方向,但不是矢量。
7.電流的微觀表達(dá)式 的應(yīng)用
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.
【例題與習(xí)題】
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(shì)不相等
C、導(dǎo)體棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零
D、導(dǎo)體棒內(nèi)的自由電荷受電場(chǎng)力作用做定向移動(dòng)
例2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(chǎng)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?
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(guò)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(guò)橫截面AB的電量為多少?
⑷電解槽中的電流為多大?
練習(xí):
一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S,導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e,自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率為V0,導(dǎo)體中通過(guò)的電流為I,則下列說(shuō)法中正確的有 ( )
A.自由電子定向移動(dòng)的速率為V0
B.自由電子定向移動(dòng)的速率為V=I/nes
C.自由電子定向移動(dòng)的速率為真空中的光速c
D.自由電子定向移動(dòng)的速率為V=I/ne
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
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(shuō)法正確的是 ( )
A.導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零 B.導(dǎo)線中的電場(chǎng)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(shì)相等 D.導(dǎo)線內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢(shì)逐漸降低
3.以下說(shuō)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)的速率等于電流的傳導(dǎo)速率
C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(guò)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(guò)面積為0.1m2的某截面,那么通過(guò)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(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為( )
A.nuSt B.nut C. It/q D. It/Sq
7.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(guò)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零
D.只有自由電子的定向移動(dòng)才能形成電流
8. 示波管中,2s內(nèi)有6×1013個(gè)電子通過(guò)橫截面大小不知的電子槍?zhuān)瑒t示波管中電流大小為( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A C.9.6×10-6A D.無(wú)法確定
9.我國(guó)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道,電子電荷量e=1.6×10-19C,在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為5×1011,設(shè)電子的速度是3×107 m/s,則環(huán)中的電流是:( )
A.10mA B.1mA C.0.1mA D.0.01mA
10.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(shuō)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(guò)導(dǎo)線的電荷量為q
D.通過(guò)導(dǎo)線的電荷量為2q
11. 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(guò)面積為S=0.1m2的某橫截面,那么5s內(nèi)通過(guò)該橫截面積的電荷量為 ,通過(guò)該橫截面積的電流為 .
12..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?
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