高中物理第二章恒定电流11简单的逻辑电路教案新人教版选修3_1

（精心整理，诚意制作）§1导体中的电场和电流【典型例题】【例1】如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ A ）A 、有瞬时电流形成，方向由A 到B B 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【解析】A 、B 两个导体，由A 带负电，在A 导体周围存在指向A 的电场，故B 端所在处的电势B ϕ应高于A 端电势A ϕ；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A 指向B ，电流方向应有B 到A 。

【答案】A【例2】在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速，且形成的电流强度为I 的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。

设电子的质量为m ，电荷量为e ，进入加速电场之前的速度不计，则在t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少？【解析】本题已知的物理量很多，有同学可能从电子被电场加速出发，利用动能定理来求解，如这样做，将可求得电子打到荧光屏的速度，并不能确定打到荧光屏上的电子数目，事实上，在任何相等时间里，通过电子流动的任一横截面的电荷量是相等的，荧光屏是最后的一个横截面，故有t 时间里通过该横截面的电量Q=It ，这样就可得到t 时间里打在荧光屏上的电子数目，n =e It eQ =【例3】如图所示的电解槽中，如果在4s 内各有8c 的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB ，那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向； ⑵电解槽中的电流方向如何？⑶4s 内通过横截面AB 的电量为多少？ ⑷电解槽中的电流为多大？【解析】⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动 ⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面AB ，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C⑷由电流强度的定义I=416=tQ =4A 【基础练习】 一、 选择题：⑶该导体的电阻多大？【能力提升】1、对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是：（）A、导体内部的电场强度为零B、导体是个等势体C、导体两端有恒定的电压存在D、通过导体某一横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等2、对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在电路中产生恒定电流？（）A、有可以自由移动的电荷B、导体两端有电压C、导体内存在电场D、导体两端加有恒定的电压3、银导线的横截面积S=4mm2，通以I=2A的电流，若每个银原子可以提供一个自由电子，试推导银导线单位长度上的自由电子数的计算公式，并计算结果（已知银的密度=10.5×103㎏/m3，摩尔质量M=108g/mol，阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol-1，计算结果取一位小数）4、如图所示，AD表示粗细均匀的一段金属导体L，两端加上一定电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v设导体的横截面积为S，导体内单位体积内的电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，试证明导体中的电流强度I＝nqSv§2、3电动势欧姆定律【典型例题】【例1】下列关于电源电动势的说法正确的是（）A、电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置B、在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C、电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领D、把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化【解析】在电源内部,存在由正极指向负极的电场,正电荷受静电力的阻碍不能向正极移动,正是电源内部的化学化学作用或电磁作用提供非静电力才使正电荷从低电势的负极向高电势的正极移动,正是通过非静电力做功,实现了其它形式的能转化为电能。

第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流〔1课时〕一、教学目标〔一〕知识与技能1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

〔二〕过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。

〔三〕情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

三、重点与难点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

四、教学过程〔一〕先对本章的知识体系及意图作简要的概述〔二〕新课讲述----第一节、导体中的电场和电流1．电源：先分析课本图2。

1-1 说明该装置只能产生瞬间电流〔从电势差入手〕[问题]如何使电路中有持续电流？〔让学生回答—电源〕类比：〔把电源的作用与抽水机进行类比〕如图2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，假设在A、B之间用一细管连起来，那么水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。

A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。

教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。

〔从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置〕2．导线中的电场：结合课本图2。

1-4分析导线中的电场的分布情况。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。

高中物理选修3-1全册精品教案目录第一章静电场.................................................................... - 2 -1.1电荷及其守恒定律........................................................ - 2 -1.2库仑定律................................................................ - 4 -1.3.1电场强度.............................................................. - 5 -1.3.2专题：静电平衡....................................................... - 10 -1.4电势能电势........................................................... - 13 -1.5电势差................................................................. - 14 -1.6电势差与电势强度的关系................................................. - 17 -1.7电容器与电容........................................................... - 19 -1.8带电粒子在电场中的运动................................................. - 21 - 第二章、恒定电流............................................................... - 24 -2.1、导体中的电场和电流（1课时）.......................................... - 24 -2.2、电动势（1课时）...................................................... - 26 -2.3、欧姆定律（2课时）.................................................... - 28 -2.4、串联电路和并联电路（2课时）.......................................... - 30 -2.5、焦耳定律（1课时）.................................................... - 32 - 第三章磁场.................................................................... - 34 -3.1 磁现象和磁场（1课时）................................................ - 34 -3.2 、磁感应强度（1课时）................................................ - 36 -3.3 、几种常见的磁场（1.5课时）........................................... - 38 -3.4 、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）................................... - 41 -3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时）........................................ - 44 -3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）............................................................. - 46 -第—章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标（—）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

选修3-1知识点第二章 恒定电流2.1电源和电流一、电源1、电流：电荷的定向移动形成电流。

条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子液体中的正负离子。

②导体两端始终存在电压，导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。

2、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置。

作用：保持导体两端的电势差(电压)，使导体中有持续的电流。

3、类型：①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。

②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。

二、恒定电流（恒定电场：电场强度和大小都不变。

）1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流。

用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。

2、电流公式：qt I tI q =⇒=3、单位:国际单位安培(A)，常用单位：毫安（mA ）、微安（μA ）4、方向：正电荷定向移动的方向。

金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

注意：电流是标量。

2.2电动势一、电动势1、常见的两种非静电力：化学作用，电磁作用。

在外电路，正电荷由电源正极流向负极。

电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地送往正极。

非静电力使正电荷在电源内部由负极移至正极。

在非静电力做功下，电源把正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加。

电源是一种能把电子从一个地方搬运到另一个地方的装置。

2、电动势：描述电源非静电力做功能力的强弱。

3、定义：电源内部非静电力移送电荷 q 所做的功W 与 q 的比值，qw E 定义式，不成比例关系。

4、电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。

5、内阻r ：电源也是由导体组成的，所以也有电阻。

6、电源重要参数：电源电动势E ，电源容量，电源内阻r 。

2.3欧姆定律一、电阻1、定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。

2、物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。

人教版高中物理选修3-1课程目录与教学计划表
教材课本目录是一本书的纲领，是教与学的路线图。

不管是做教学计划、实施教学活动，还是做复习安排、工作总结，都离不开目录。

目录是一本书的知识框架，要做到心中有书、胸有成竹，就从目录开始吧！
课程目录教学计划、进度、课时安排
第一章静电场
1电荷及其守恒定律
2库仑定律
3电场强度
4电势能和电势
5电势差
6电势差与电场强度的关系
7静电现象的应用
8电容器的电容
9带电粒子在电场中的运动
第二章恒定电流
1电源和电流
2电动势
3欧姆定律
4串联电路和并联电路
5焦耳定律
6导体的电阻
7闭合电路的欧姆定律
8多用电表的原理
9实验：练习使用多用电表
10实验：测定电池的电动势和内阻11简单的逻辑电路
第三章磁场
1磁现象和磁场
2磁感应强度
3几种常见的磁场
4通电导线在磁场中受到的力
5运动电荷在磁场中受到的力
6带电粒子在匀强磁场中的运动
课题研究
总复习。

2020--2021人教物理选修3—1第2章恒定电流附答案人教选修3—1第二章恒定电流1、(双选)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为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e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为()A．n v SΔt B．n vΔtC．IΔte D．IΔtSe2、下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是() A．导线内部的电场就是电源所形成的电场B．在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部的电场不是稳定的C．因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的3、关于电源的说法不正确的是()A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能4、某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中的描点如图，分别用R a、R b、R c、R d代表电阻的阻值，则()A．R a>R d B．R d>R aC．R c>R b D．R b>R c5、(双选)两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V1、V2，若将两表串联后去测某一线路的电压，则两只表()A．读数相同B．指针偏转的角度相同C．量程大的电压表读数大D．量程大的电压表读数小6、下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min产生的热量为()电热水壶型号SP—356 A 额定电压220 V额定功率 1 800 W 额定频率50 Hz额定容量 1.5 L34C．1.32×104 J D．1.08×105 J7、某兴趣小组探究发现导电液体电阻变化规律与金属电阻相同。

人教版高中物理(选修3-1) 重、难点梳理第一章电场§1.1 电荷及其守恒定律一、课标及其解读1、了解摩擦起电和感应起电，知道元电荷（①知道自然界存在两种电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；②了解摩擦起电、感应起电，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质；③知道元电荷、电荷量的概念，知道电荷量不连续变化。

）2、用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象（①知道电荷守恒定律；②应掌握完全相同的两个带电金属球相互接触后，电荷间的分配关系。

）3、了解静电现象及其在生产、生活中的应用（如静电喷涂、静电复印、经典植绒、静电除尘等。

）二、教学重点从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。

三、教学难点起电的本质四、教学易错点1、在静电感应现象中，金属导体内移动的是电子，而不是质子；2、元电荷是电荷量，并不是某个实体电荷；3、电荷量是不连续的，电荷的正负表示其带电性质。

五、教学疑点1、对起电方式及实质的理解（①对物质内部微观结构分析，说明部分物质内部电子可以自由移动；②电荷守恒，说明起电的实质不是新电荷的产生。

）2、电中性的解释，加深学生对起电的理解。

六、教学资源（一）教材中重视的问题1、关于静电现象方面的知识，初中已有介绍，而高中则更侧重于从物质微观结构的角度去认识物体带电的本质，如教材中提到的导体与绝缘体；2、能用静电现象解释生活中的现象（如课本P5第1题）。

（二）教材中重要的思想方法1、各种守恒定律是物理学的基本规律，本节进一步突出守恒的思想；2、培养学生对实验现象进行归纳、总结的能力，教材中各种实验现象均未给出具体的结论，这就要求教学中要渗透科学探究的思想方法。

§1.2 库仑定律一、教学要求1、知道点电荷，体会科学探究中的理想模型方法（①了解点电荷；②明确点电荷是个理想模型及把物体看成点电荷的条件；③体会理想化物体模型在科学研究中的作用与意义。

）2、知道两个点电荷间的相互作用规律（①通过实验,探究影响电荷间相互作用力的因素,了解库仑定律的建立过程；②知道两个点电荷相互作用的规律（库仑定律及其适用条件）；③能用数学知识解决库仑定律中存在的极值问题。

高二物理选修3－1第二章《恒定电流》复习提纲一． 知识要点（一）导体中的电场和电流、电动势1.导体中的电场和电流(1)电源：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。

电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

(2)导线中的电场：当导线内的电场达到动态平衡状态时，导线内的电场线保持与导线平行。

（3）电流定义式：tQ I = 2．电动势定义：在电源内部非静电力所做的功W 与移送的电荷量q 的比值，叫电源的电动势，用E 表示。

定义式为：E = W/q注意：① 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。

②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。

③电动势在数值上等于非静电力把1C 电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

（二）部分电路欧姆定律，电路的连接，电功、电功率、电热，电阻定律1．部分电路欧姆定律定义式 R =U/I导体的伏安特性曲线：常用纵坐标表示电流I 、横坐标表示电压U ，而画出的I —U 图象。

2．电路的连接串联电路与并联电路的特点3．电表改装和扩程：主要根据“当流过电流计的电流达到满偏电流是改装或扩程后的电表也达到了它的量程值”这一点进行计算。

4．电功、电功率、电热（1）电功公式：W =UIt（2） 电功率公式：P =UI（3） 电热（焦耳定律）公式：Q =I 2Rt5. 电阻定律（1）电阻定律:公式 sL R ρ= （2）ρ——材料的电阻率，跟材料和温度有关；各种材料的电阻率一般随温度的变化而变化；对金属，温度升高，ρ增大。

（三）闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律的三种表达式：E = IR + Ir ，E = U 内+ U 外，以及I = E/（R+r ）2.路端电压与负载变化的关系根据I=E/（R+r ）, U 内=Ir ，E=U 内+U 外,当E 、r 一定时：↑↓⇒↓⇒↑⇒U U I R 内外电路电阻E U U I R ===∞→外内,0,0,(断路)↓↑⇒↑⇒↓⇒U U I R 内外电路电阻0,,/0====外内U E U r E ，I R (短路)3．多用电表欧姆表基本构造：由电流表、调零电阻、电池、红黑表笔组成。

第二章恒定电流2.1电源和电流一、电源1.定义：能把电子从A搬运到B的装置2.作用：能使电路中维持持续的电流3.种类：干电池、蓄电池、发电机二、恒定电场1.定义：闭合回路中电源两极上带的电荷和导线和其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的电场。

这种由稳定分布的电荷所产生的电场，称为恒定电场。

2.特点：1）基本性质与静电场相同，但不是静电场，是动态平衡。

2）电场线处处沿着导体的方向。

三、恒定电流1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流。

2.定义式：q表示时间t内通过导体某横截面的电荷量单位：安培，简称安，符号A。

3.方向1）规定正电荷定向移动的方向为电流方向2）在电源外部电路，电流从正极流向负极3）在电源内部电路，电流从负极流向正极4.测量仪器：电流表5.电流分类1）交变电流：方向随时间作周期性变化的电流2）直流电流：方向不随时间变化的电流3）恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流4）脉动电流：强弱随时间变化的直流电流6.电流的微观式：n单位体积电荷数；s导体横截面积；l导体长度，e单位电荷量，v电荷定向移动速率7.电流的决定式（欧姆定律）四、补充：三个速度电荷定向移动：10-5m/s，极小，电流成因热运动：105~106m/s，电阻成因场传播：3×108m/s，即电流的传播速率注意：电荷定向移动速率不是电流的传播速率2.2电动势一、电源的作用1.电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。

2.电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。

3.干电池1）非静电力：化学作用2）化学能→电势能4.发电机1）非静电力：电磁作用2）机械能→电势能二、电动势1.定义：非静电力把电荷从电源负极送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势。

1）等于电源没有接入电路时两级间的电压2）等于短路时的路端电压3）等于电路内、外电压之和4）等于将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力做的功2.公式：电源从负极到正极移送电荷q时非静电力所做的功为W单位：伏特（V）3.物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。