2022年人教版高中物理选修-第二章恒定电流精品教案.docx
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1、_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 人教版高中物理选修3-1 其次章恒定电流精品教案 整套 一电源和电流要点导学 1. 能把电子从正级搬运到负级的装置是 _;2. 恒定电场:导线内的电场是由电源、 导线等电路元件所积存的电荷共同形成的;尽管导线中的电荷在运动, 但有的流走,另外的又来补充, 所以电荷的分布是稳固的,电场的分布也不会随时间变化; 这种由稳固分布的电荷所产生的稳固电场称为恒定电场;3形成电流的必要条件: 1要有能自由移动的 _;在导体中存在着大量的能自由移动的电荷,如金属导体中的_,电解液中的 _等;2导体两端有 _,即能产生促使电荷作定向移动的作用力电场力;电源
2、的作用就是保持导体两端的电压,从而使电路中有连续的电流;4电流的定义:通过导体横截面的电量跟所用时间的比值叫电流,表达式 I=q/t;电流的单位:安( A),1A1C/ s,常用单位仍有毫安( mA)、微安 A ,1A=10 3mA=10 6 A;在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基 本单位之一;5电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向;在金属导体中,电 流方向与电子定向移动的方向 _;但电流是标量,电流的方向表示的是电流 的流向,电流的叠加是求代数和,而不是矢量和;6恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流;7电流的微观表达式: I=nqvS;其中, n 是导体每单位
3、体积内的自由电荷数,q 是每个自由电荷的电量, v 是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率,S 是导 体的横截面积;推导过程如下: 如图 1211所示,在加有电压的一段粗细匀称的导体 AD 上选取截面 B 和 C,设导体的截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个电荷的电量为 q,电荷的定向移动速率为v,就在时间 t 内处于相距为 vt 的两截_精品资料_ 面 B、C 间的全部自由电荷将通过截面C;由于 I=q /t 可得: I=qnSvt/t=nqvS第 1 页,共 24 页- - - - - - -_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 范例精析 19个二价正离子和
4、2.0 1019个一价负离例1 某电解池中,如在 2 s 内各有 1.0 10子通过某截面,那么通过这个截面的电流是 A O B 0.8 A C 1.6 A D 3.2 A解析: 电荷的定向移动形成电流,但“+” “ 一” 电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电量应是两者肯定值的和;故由题意可知,电流由正、 负离子定向运动形成,就在 2 s 内通过截面的总电量应为:q=1.6 10-19 2 1.0 10 19C+1.6 10-19 1 2.0 10 19C=6.4C;依据电流的定义式得: I=q/t= 6.4/2=3.2A拓展: 电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量,而正电荷的
5、定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的;的方向与负电荷定向移动的方向相反而已;只不过负电荷定向移动形成电流例2 电子的绕核运动可等效为环形电流;如氢原子中的电子以速率 v 在半径为 r 的轨道上运动,用 e 表示电子的电荷量,就其等效电流等于多少?解析: 假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体,在运动的轨迹上任取一截 面,就在一个周期内只有一个电子通过这个截面,由于电子电荷量题目已经给出,只要求出电子运动的周期, 就可以依据电流的定义求解; 依据圆周运动的学问可知,电子运动的周期为 T=2 r/v, 因此所求电流为 I=e/T=ev/2 r 拓展: 此题用到前面所学有关圆周运动的基本
6、学问,仍用到一种等效的思维方 法;由于没有直观体会,对于不少同学来说,采纳这个思维方法是有肯定难度的,因此此题作为一种类型, 期望同学通过练习积存这种解题思路,在今后解决类似问 题时可以采纳相近的思维方法;例如:一电子沿一圆周顺时针方向高速运动,周期为1010s,就等效电流大小为 A, 电流方向是 (填“ 顺时针” 或“ 逆时针”); 答案 :1.6 10- 9,逆时针 例3 有一横截面积为 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,电子的电量为 e,此电子的定向移动速率为 v,在 t 时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为()Anvs t Bnv t
7、 CI t /e D I t /se解析: 由于 I=q/ t,所以 q=I t_精品资料_ - - - - - - -第 2 页,共 24 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 自由电子数目为: N=q/e= I t /e,就选项 C 正确;又由于电流强度的微观表达式为I=nev s,所以自由电子数目为N=q/e= I t /e =nevs t/e=nvs t 就选项 A 正确;拓展: 此题主要考查电流强度的定义式和微观表达式的应用运算;求解此题的关键是对电流的本质要有深刻的熟悉,依据电流强度的宏观和微观表达式,敏捷运用解题;才能训练 -3-6 11毫安 =_安, 1微安=
8、_安; 110 110 2把 规定为电流的方向,在金属导体中,电流方向与自由电子定向移动的方向 向移动的方向;在电解质溶液中,电流的方向与正离子定 ,与负离子定向移动的方向;正电荷定向移动的方向;相反;相同;相反3关于电源的作用 , 以下说法正确选项 BCD A. 电源的作用是能为电流供应自由电子 B. 电源的作用是使导体中形成电场 C.电源的作用是能够保持导体两端的电压 D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来 4以下表达正确选项( BD)A导体中电荷运动就形成电流 B电流的国际单位是安培 C由于电流强度有方向,所以电流强度是矢量 D导体中有电流通过时,导体内部场强不为零 5关于电流的方向,以
9、下说法正确选项( C )A在金属导体中,电流的方向是自由电子定向移动的方向 B在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向 C无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反 D在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成的电流,所以电流有两个方向 6关于电流的说法正确选项(BD)A依据 I=q/t 可知, I 与 q 成正比 B假如在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等,就导体中的电流是 恒定电流 C电流强度是一个标量,其方向是没有意义的 D电流强度的单位“ 安培” 是国际单位制中的基本单位_精品资料_ - - - - - - -第 3 页,共 24 页_归纳总结汇总_ - - - -
10、 - - - - - 7以下对导体中的电场懂得正确选项(ABD )A导体内的电场在稳固时是和导线平行的B导体内的电场由电源、导线等电路元件所积存的电荷共同形成C导线中电场始终随时间而变化D导体内的电场是一种动态的稳固8通过一根金属导线的电流为 16mA就10s 内通过这根导线横截面的自由电子数为( B )17 18 19 20A1.0 10 B1.0 10 C1.0 10 D1.0 109在某次闪电中,连续时间为 0.005 s 所形成的平均电流为 6.0 10 4A,如闪电过程中产生的电荷以 0.5A 的电流通过电灯,试求可供电灯照明的时间;361010.银导线的横截面积 S=4mm 2,通
11、以 I=2A 的电流,如每个银原子可以供应一个自由电子,试推导银导线单位长度上的自由电子数的运算公式 ,并运算结果 .已知银 的 密 度 =10.5 10 3kg/m 3, 摩 尔 质 量 M=108g/mol, 阿 伏 伽 德 罗 常 数NA=6.02 10 23mol-1,运算结果取 1位小数 23 N AS/M,210二电动势要点导学 1电源:从能的转化角度来看,电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置;2电源的电动势:各种电源把其它形式的能转化为电势能的本事是不同的,这种本事可用电源电动势来描述,电动势在数值上等于非静电力把 1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功;_精
12、品资料_ 3电源电动势的定义式:假如移送电荷q 时静电力所做的功为W,第 4 页,共 24 页- - - - - - -_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 那么电动势 E 表示为 EW/ q;式中 W、q 的单位是焦耳(J)、库仑(C);电动势 E 的单位是伏特( V);对某个电源来说W/ q 是个定值(流过电量 kq,电源供应电能 kW),对不同的电源来说,流过相同的电量时,电源供应的电势能越多 (即 W/ q 越大),就电源转化能的本事大, 也就是电源电动势大;一节干电池的电动势为1.5V,其物理意义是电路中流过电量为 1C时,干电池将化学能转化为电势能的量是 1.5J.
13、 4电源电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压;电动势 的大小可以用内阻极大的伏特表粗略测出;5电动势的符号是 E,国际单位是伏特;是一个标量,但有方向,在电源内部由负极指向正极;6电源内阻:电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个 电阻叫电源内阻;对同一种电池来说,体积越大,电池的容量越大,其内阻越小;电池的内阻在使用过程中变化很大;范例精析 例1:有一电流表零刻度在表盘中心,已知电流从正接线柱流入,从负接线柱流出时,电流表指针向右偏,现将该电流表接入如图 1221所示电路,合上开关,发觉电流表指针向左偏,试判定电源 的正、负极;_精品资料_ - - - - - - -第 5 页,共
14、 24 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 解析: 可依据电流的方一直判定电源的正负极,在电源外部电流 从电流从正极流向负极,由于电流表的指针向左偏,说明电流表中的 电流是从负接线柱流向正接线柱,也就是说,在电源的外部电流从 b 流向 a,所以电源的 b 是正极, a 是负极;拓展:解题关键是依据电流表指针的偏转方一直判定电流的方向,实际上是要求同学懂得电流方向与电源正负极间(电势高低)的关系,从而敏捷动用;例2:关于电源的电动势,下面说法正确选项()A电动势是表征电源把其它形式的能转化为电能本事的物理量B电动势在数值上等于电路中通过1C 电量时电源供应的能量C电源的电动势
15、跟电源的体积有关,跟外电路有关 D电动势有方向,因此电动势是矢量解析: 由电动势的物理意义可知,电动势是表征电源把其它形式的能转化为电能本事的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时_精品资料_ - - - - - - -第 6 页,共 24 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 其两极间的电压,也等于电路中通过1C 电量时所供应的能量;电动势由电源中非静电力的特性打算,跟电源的大小无关,跟外电路也无关;电动势虽然有方向,但电动势是标量;正确答案是: AB 拓展: 懂得电动势的概念,知道电动势的含义是正确解题关键;才能训练 1用干电池与电阻串联组成闭合电路,电路中的能量转换情
16、形是:在干 电池 的内 部, 非 静电 力移 送电 荷做功 , _能 转化 为 _能,正电荷从电源的正极经外电路、内电路再到电源正极绕 行一周,电场力做功, _能转化为 _能;化学,电,电,热 2以下关于电源电动势的说法正确选项(ACD)A电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压 B电源内,电源把其它形式的能转化为电能越多,其电动势也越 大 C电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能本事大小的物理 量 D电源的内阻和其它电阻一样都对电流起阻碍作用_精品资料_ - - - - - - -第 7 页,共 24 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 3以下说法正确选项( CD)
17、A从能量的观点来看, 电源是把电势能转化为其它形式的能的装 置B电源电动势的大小, 等于非静电力在电源内部把正电荷从负极 送到正极所做的功的大小C电动势是标量 D电动势的大小可以用内阻很大的伏特表粗略测出 4铅蓄电池的电动势为 2V,这表示( ACD )A电路通过 1库仑电量,电源把 2焦耳的化学能转化为电能 B电池内电压是 2V C电源没有接入电路时,其两极间的电压是 2V D把化学能转化为电能的本事比一节干电池大 5沿闭合电路移动单位电荷绕行一周,其所需能量打算于(D )A电流 B外电路的电阻 C内外电路的电阻 D电源电动势 6一台发电机用 1A 的电流向外输电,在 1分钟内将 180焦耳
18、的机械能_精品资料_ - - - - - - -第 8 页,共 24 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 转化为电能,就发电机的电动势是多少?180V7铅蓄电池给某电学元件供电时,电流为0.5A,在某次接通开头的10s时间内,铅蓄电池中有多少化学能转化为电能?10J三欧姆定律要点导学 1电阻:表征导体对电流阻碍作用的物理量;符号常用 R 表示,电阻的单位:欧姆,简称欧,符号是 ,11V/A,常用单位仍有千 欧(k)和兆欧( M ),1M =10 3k=10 6;2欧姆定律的内容:导体中的电流I 跟导体 _,跟导体中的 _;公式表示 :I=_;欧姆定律的适用范 围:金属导电和
19、电解液导电,对气体导电不适用;3导体的伏安特性曲线:导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图1231所示;图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即 tan = I/U=1/R4测量小灯泡伏安特性曲线的电路挑选:_精品资料_ - - - - - - -第 9 页,共 24 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 由于小灯泡的电阻较小,为减小误差,可采纳安培表外接法,老师要 引导同学争论,选安培表外接法仍是内接法?为什么选外接法?让学 生学到的学问、方法在新情形中运用,提高同学运用学问解决问题的 才能;本试验教材中滑动变阻器采纳限流接法,电阻
20、R 串联在电路中,即使把 R 的值调到最大,电路中仍有肯定的电流,因此试验绘出的伏 安特性曲线缺少坐标原点邻近的数据;如要求小灯泡的电压变化范畴较大(从零开头逐步增大到接近额定 电压),就滑动变阻器可采纳分压接法;老师要引导同学进行分析,让 同学知道电压如何变化,并知道接通电路前,滑动触点应放在何处;滑动变阻器采纳分压接法的试验电路图如图5试验电路的连接:1232所示;这是同学进入高中第一次做恒定电流试验,在连接电路上要赐予学 生适当的帮忙;接线次序为“ 先串后并” ;电表量程挑选的原就是: 使测量值不超过量程的情形下,指针尽量 偏转至 3/4量程处;_精品资料_ 电路接好后合上电键前要检查滑
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- 2022 年人教版 高中物理 选修 第二 恒定 电流 精品 教案
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