优质示范课―电源和电流

第二章恒定电流电学已经改变了我们的生活方式，并且产生了一个巨大的工程应用领域。——埃米里奥·赛格瑞情景导入§2.1电源与电流学习目标•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，体会动态平衡的思想；•理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流；•从微观角度理解导体中电荷的定向移动与电流的关系。1.电源在电路中的作用是什么？2.恒定电流有什么特点？3.在国际单位制中电流的单位是，常用的电流单位还有、。预学检查移送电荷，保持导线两端的电势差。大小方向都不随时间变化。1mA=AA1AAmAA10-310-6探究一：电流形成的条件导体中自由电荷的定向移动形成电流。条件1：存在自由电荷金属导体——自由电子，电解液——正、负离子．思考1：有自由电荷就形成电流吗？探究一：电流形成的条件-BA-A++++++++_B_______瞬间电流电流消失A、B之间有电势差A、B电势差为零条件2：导体两端存在电势差当导体两端存在电势差时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，形成电流。探究二：导体中产生持续电流的条件AB连通器水势A水势B抽水机水流思考2：怎样才能使水管中有源源不断地水流呢？--P-+A+++++++___B_____--正极负极思考3：电源的作用是什么？（2）从能量转化和守恒的角度就是通过电源把其它形式的能转化为电能.1.电源的作用：点拨提升--P-+A+++++++___B_____--正极负极（1）把自由电子从正极搬运回负极，保持导体两端的电势差,使电路有持续的电流.--+A+++++++___B_____PMNE0FFnFt探究三：导线中的电场MNE0E0E′MNE导线内的电场保持和导线平行导线内的电场是由电源和导体中积累的电荷共同形成的。2.恒定电场点拨提升（1）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。（动态平衡）由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。（2）恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不变，所以在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此适用。3.恒定电流点拨提升（1）概念：大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。（2）恒定电场使导体中自由电荷定向运动的速率增加;而在运动过程中又会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。4.电流（I）（1）物理意义：表示电流的程度。（2）定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流。（3）公式：（4）单位:国际单位安培(A)1A=1C/s常用单位：毫安（mA）、微安（μA）（5）方向：正电荷定向移动的方向点拨提升强弱qIt几点说明1.电流为标量，电流虽有方向但是标量3.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相同，此时q应为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。2.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。tqqI21探究四：电流的微观解释一段粗细均匀的导体长为l,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。设想在导体中取两个横截面B和C，则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C．nqSvtvtSnqtQI阅读教材中的“例题1”，回答下列问题（1）每一个铜原子核外有多少个电子？是不是这些电子都能自由移动？（2）“例题1”中得出关系式，对于某一特定的导体，此式中那些量是常量？电流I是那些量的函数？MevSNIA（3）“例题1”中计算出的自由电子的速率是多少？如何理解闭合开关，电灯立即变亮的事实？合作交流点拨提升注意几个速度问题电子定向移动速率:一般数量级为10-5m/s（对每个电子而言）电流传导速率：等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流（对整体而言）电子热运动速率：任何微观粒子都做无规则运动，其速率和温度有关，通常情况为105m/s1.现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源，关于电源下列说法正确的是（）A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B.只要电路中有电源，电路中就一定有电流C.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量达标检测答案：C达标检测2.（2015上海）重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可射+5价重离子束，其电流强度为I=1.2×10-5A，则在1s内发射的重离子个数为（）A．3.0×1012B．1.5×1013C．7.5×1013D．3.75×1014答案：B达标检测3.一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每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，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）A．nvS△tB．nv△tC．D．答案：ACqtISqtI1.形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压2.电源的作用：提供持续的电压3.导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(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）电流微观解释归纳总结nqSvI一、知识梳理归结总结二、科学思想与方法1.初步体会动态平衡思想.2.类比思想理解物理问题。3.学习利用数学推导的探究方法，从微观角度理解电流。4.从电场知识入手，分析、讨论问题，将“场”和“路”的知识联系起来。作业2：P431、2、3题作业1：《固学案》