高中物理人教版选修3-1 精品导学案：2.1电源和电流 打印版

2.1电源和电流课堂探究合作学习一、电源及其作用[问题1]有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一条导线R，如图1所示，导线R中的便会在静电力的作用下定向运动，B失去，A得到，A、B之间的电势差很快就消失，整套导体成为一个，达到静电平衡。

怎样使导线中保持持续的电流呢？[要点提炼]1．产生电流的条件：导体两端存在。

2．形成持续电流条件：导体两端存在。

3．电源的作用：维持电路两端始终有一定的，使闭合电路中保持持续的。

[延伸思考] 照相机的闪光灯是通过电容器供电的，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光。

缺点是不能立即再闪光拍照，这是为什么？二、恒定电场[问题2]如果A、B是电源的两极，假定两极发出的电场线如图所示，导线内的电场线最终将会怎样分布？[要点提炼]1．导体内部 （有或没有）电场线，方向与导线 ，沿电场线方向电势 ，所以导线 （是或不是）等势体，表面也不是等势面。

它不处于静电平衡状态。

2．导体内部这种由周围稳定电荷产生的叠加电场，称为 。

三、恒定电流[问题3]导体中自由电子定向运动的速率有何特点？定向运动的平均速率有什么特点？[要点提炼]1．自由电子定向运动的速率指的是 速率。

2．导体中电流的大小、方向都不随时间变化时，这种电流叫做 电流。

四、电流的意义[问题4]甲水管每分钟流出3.0m 3的水，乙水管每秒钟流出0.1m 3的水。

怎样区别水的流量？你怎样区别两根导线的电流强弱？[要点提炼]1．电流的概念： 时间内通过导体任一横截面的电荷量。

表达式：I ＝ 。

2．电流的方向： 电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流方向 。

3．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，它们形成的电流方向却是 ，求解电流强度时，q 为通过某截面正、负电荷量的 。

4．在应用I ＝q t计算时注意：(1)各个物理量均采用国际制单位．安培(A)是国际单位制中七个基本单位之一。

(2)单位换算：1A=1C/s 1A= mA = μA[延伸思考] 有的同学说：“电流有方向，电流就是矢量”对吗？五、电流的微观表达式[问题5]如图2所示，AD 表示粗细均匀的长为l 、横截面积为S 、单位体积内自由电荷数为n 、每个自由电荷的电荷量为q 。

第一节《电源和电流》学习目标：1、通过观察对比实验知道电流的形成条件.2、组织合作学习知道恒定电场的形成和恒定电流的形成.3、通过类比水流量、人流量等进行讨论，理解电流强度的定义.4、组织合作学习推导电流的微观表达式。

5、通过应用体验发现电流的传导速度和电荷定向移动的速度是不同的。

自主学习：1、分别带正、负电荷的A、B两个物体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个_______ 电流，若要保持持续的电流，A、B间需维持着一定的__________.能使A、B间维持一定的电压的装置叫_________.2、达到稳定状态时，导线内的电场是由__________、__________等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是____________________的，电场的分布也是________________的且导线内的电场线保持和导线_______________________.3、由稳定分布的________________所产生的稳定的_________________，称为恒定电场。

4、我们把_____________________都不随时间变化的电流称为恒定电流。

5、I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系是___________. 课前导学：1、以下说法正确的是：（）A、只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流.B、金属导体内的持续电流是由自由电子在导体内的电场的作用下形成的.C、电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动的速率.D、在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了.2、关于电源的作用，下列说法中正确的是（）A、电源的作用是能为电路提供自由电荷.B、电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流.C、电源的作用是能直接释放电能.D、电源的作用就是使自由电荷运动起来.3、在一次闪电形成过程中，流动的电荷量大约是300C，持续的时间大约是0.005秒，那么所形成的平均电流强度为多大？这些电荷如果以0.5A的电流强度流过灯泡，则可供灯泡照明多长时间？课堂互动：雷鸣电闪时强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它们只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？活动一：问题1、产生电流的条件是什么？问题2：当导体两端的电压恒定时，导体中产生什么样的电场？问题3：本实验中为何没有能够形成持续电流？怎样才能形成持续电流呢？活动二：理解电流强度的定义问题4：电流这个物理现象既有方向也有强弱，怎样描述电流的强弱程度？问题5：电流强度定义式中的q怎么理解？应用中怎么进行计算？例题1、一段横截面积为0.5m2的导体材料中，每秒钟有0.2C的正电荷和0.3C的负电荷相向运动，则电流大小为：（）A、0.2AB、0.3AC、0.5AD、104A问题6：电流强度是矢量还是标量？活动三：理论探究电流的微观表达式例2、关于恒定电场和恒定电流，以下说法中正确的是（）A、恒定电场就是任何位置的电场强度都不随时间改变的电场.B、恒定电场就是任何位置的电场强度的大小和方向都相等的电场.C、恒定电流已经大小和方向总是不变的电流.D、恒定电流就是大小和方向处处相等的电流.例3、假设金属导体的横截面积为S，导体中每单位体积的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为e，自由电子定向移动的平均速度为v，那么⑴请你写出在时间内通过该横截面的电荷量q的表达式；⑵写出通过该导体的电流I的表达式。

第1节电源和电流学习目标核心提炼1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。

2个概念——电源、电流2个公式——I＝qt、I＝nqs v 3个速率——电荷的定向移动速率电场的传导速率电荷的热运动速率2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会用公式q＝It分析相关问题。

3.从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。

一、电源1.电荷的移动与电流的形成如图1所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R 中自由电子会在静电力的作用下定向移动，电子移动方向为B→A(选填“A→B”或“B→A”)，导线中瞬间电流方向为A→B(选填“A→B”或“B→A”)，此种情况下，导线R中的电流只是瞬时的。

图12.电源(1)定义：把电子从正极搬运到负极的装置。

(2)作用：①维持电路两端有一定的电势差。

②使电路中保持持续的电流。

二、恒定电流1.恒定电场(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场称为恒定电场。

(2)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。

2.恒定电流(1)定义：把大小、方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流。

(2)表达式：I＝q t。

(3)物理意义：表示电流强弱程度。

(4)单位：国际单位制中的单位是安培，简称安，符号是A。

常用的单位还有：毫安(mA)、微安(μA)。

1 A＝103 mA＝106 μA。

(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

思考判断1.静电场中的电势、电势差与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。

(√)2.电流既有大小，又有方向，是矢量。

(×)3.电流的方向与电荷定向移动的方向相同。

(×)4.恒定电流的大小、方向均不变。

(√)5.由于I＝qt，所以说I正比于q，反比于t。

(×)对电流的理解[要点归纳]1.电流的形成电荷的定向移动形成电流。

电源和电流学案一．学习目标1.知道什么是电源2.知道什么是恒定电流3.正确理解电流的确切含义重点：恒定电流的产生条件以及电流I的计算难点：对电流的正确理解预习案二．课前预习1.电源是能把电路中的________________________________从正极搬到负极的装置。

2.导线中的电场是由_____________、______________等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和_______________平行。

分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定3.由____________________________电场。

、__________________都不随时间变化的电流称为恒定电4.把_______________流。

5.电流的___________ 程度用电流这个物理量表示；规定___________定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是___________，符号是_______；公式为__________________。

导学案三．合作探究1.电流的分析与计算(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。

(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。

2.电流的微观表达式的应用在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q ／t计算电流时应引起注意.探究一验电器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．有瞬时电流形成，方向由A到BB．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探究二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。

选修3-1第二章第一节《电源和电流》教学设计一教材分析学生在学习了第一单元的静电场，对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识，此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。

教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。

教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

二教学目标1、知识与技能：①了解电源的形成过程。

②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。

3、情感与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

三、教学重点、难点1、理解电源的形成过程及电流的产生。

2、会灵活运用公式计算电流的大小。

四学情分析恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待，但是静电场的电势能，电场力做功，让学生觉得知识有些凌乱，因此，课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结（最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。

五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备投影片，多媒体辅助教学设备七课时：一课时八、教学过程之间接上一个装置【说明】图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段中，电流的单位是安培，简称安，号是电流的常用单位还有毫安微安（们之间的关系1mA=101μ回答：如果在内通过导体横截面的电荷量是C，导体中的电流就是1电流的定义式：十【教学反思】通过连接电路的操作性练习来认识电流与电路的关系,电源和用电器在电路中所起的作用。

本着学生是学习的主体为指导原则，在学习的过程中采用实验法、观察法、分析归纳法、练习法等，培养学生的兴趣、观察能力、分析归纳能力、电学实验习惯，提高认识电路、连接电路、画电路图的能力。

单位体积中的自由电荷数为n ，每个自由电荷带的电量为q ，则 （1）在时间t 内，是哪一段导体范围内的自由电子都能通过右端的横截面？
（2）如何用已知量表示出这一段导体内的自由电子数目？
（3）t 时间内通过横截面S 的电荷量Q 是多少？
（4）电流I 如何表示？ 【堂堂清检测】
（A 类）1、下列叙述正确的是（ ） A ．导体中电荷运动就形成电流
B ．电流的单位安培，是国际单位制的基本单位之一
C ．因为电流有方向，所以电流是矢量
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
（A 类）2、形成电流的条件是（ ）
A 、只要有电压加在物体的两端
B 、导体两端必须有电压
C 、导体两端必须存在恒定电压
D 、只要有大量的自由电荷
(A 类)3．关于电流，下列说法中哪些是正确的 （ ） A 、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率； B 、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大； C 、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向； D 、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。

（A 类）4、某电解池中，若在 2 s 内各有19100.1⨯个二价正离子和19100.2⨯个一价负离子通过某截面，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
方法指导 小组展示，教师对学生的回答做评析，指明正确的观点。

温馨提示： （用时10分钟）
v s
v。

2。

1 《电源和电流》导学案【学习目标】1．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。

初步体会动态平衡的思想。

2．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。

3．经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程,从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。

【重点难点】理解电源的作用，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.【学法指导】认真阅读教材，观察插图,体会电源的作用和电流的形成过程【知识链接】1．结合课本图2.1—1，请说明电源在电路中的作用。

2．什么是恒定电场？3．恒定电流如何定义?【学习过程】探究1、如何形成持续电流①有AB两个导体，分别带等量异种电荷,它们的周围存在着电场.如果在它们之间连接一条导线R,导线中的自由电荷将如何移动？②AB周围的电场如何变化？③AB间的电势差如何变化？④导线中的电流吗？如果有是瞬时的还是持续的?电流方向如何？⑤你有办法让导线中有持续的电流吗?如果想要有持续的电流，我们需要有一个怎样的装置？⑥什么叫电源?电源的作用是什么？⑦请类比下面水流装置体会电源作用。

例1．下例关于电源的说法正确的是（）A．电源是将其他形式的能转化为电能的装置B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正负电荷,维持一定的电势差C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极探究2．恒定电场①你知道导线R中电场的方向吗？导线中的电场仅由电源产生吗？1．如何定义恒定电场？恒定电场是不是匀强电场？2．如何形成恒定电场？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。

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。

3．恒定电场的特点：例2．下例说法正确的是（ )A．导体中电荷运动就是形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体,只要其两端电势差不为零，就有电流存在小结:探究3．恒定电流由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率增加；而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化.如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定.大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流1．什么是电流?2．形成电流的条件是什么?3．电流的定义？4．定义式？物理意义？单位？5．方向的规定？实际方向？标矢量性？注意（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。

人教版选修3-1 2.1 电源和电流学案[自主学习教材独立思考问题合作探究释疑师生互动总结][问题情境]：电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存有一瞬间，手电筒中小灯泡能持续发光．这是为什么?(一)阅读课本41页,第二段和第三段回答以下问题1．图2.1-1导体R中为什么会有电流，为何仅仅短暂电流？2．图2.1-2电路缘何形成了持续的电流?3．思考：电路中能形成持续的电流的本质原因是什么? 由谁来提供这个条件?[要点提炼]1．要使电路中保持持续的电流，电路两端之间要有一定的________．2．电源的作用：维持电路两端始终有一定的________，使电路中保持______________．(二)阅读课本恒定电流以下第一,二段回答：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．这些电荷也在运动，电荷的分布却是稳定的，这是为什么？[要点提炼]1．由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为____________．2．在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与________相同．在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中________．(三)恒定电流：阅读课本恒定电流以下第三,四,五段回答1．恒定电场作用形成恒定电流,什么样的电流被称为恒定电流？2．我们用什么物理量来描绘电流的强弱水准？表达式及单位情况如何?3．加有电压的一段粗细均匀的导体其截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个电荷电量为q,电荷定向移动速度为v.请你根据电流的定义用以上物理量表示该导体中的电流I.4.认真完成教材中的例1合作交流：假如认为计算出的电子定向运动速率就是电流的传导速率,这和我们的生活经验是否相符,怎么解释?[要点提炼]1．我们把________都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．________是描绘电流强弱的物理量，其单位是________，电荷量q ＝________. 3. (1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．(2)公式表达：I ＝qt ，其微观表达式为：I ＝__________.(明确式中各量含义,会推导)[又进一步]：电流的形成要有电源,而电源的作用是保证电路两端有电势差,那么电源是如何实现这点的呢? 电源的种类比较多，干电池、蓄电池、充电锂电池、发电机等都是电源，当前南京大学材料系的“概念电池”已正式进入南京高科技转化市场，它只需要接受阳光，便能够像植物的光合作用一样捕捉其中的能量，进而产生电能．那么，电池都是怎样工作的呢(四)阅读课本43页2.2电动势第一,二,三.四段回答以下问题1．在内、外电路中，正电荷的移动方向各是怎样的？“搬运”电荷的作用力各是什么力？2．从能量转化的角度看，电源是怎样的装置？[要点提炼]1．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有水平把来到___极的正电荷经过电源___部持续地搬运到__极．2．在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有________力作用于电荷才行．在这个过程中，电源通过非静电力做功使电荷的电势能________． 3．从能量转化的角度看，电源是通过_______力做功把_______能转化为______能的装置．(五)阅读课本43页—44页回答以下问题1．电动势是怎样的一个物理量?如何定义的,表达式怎样,单位如何?2．一块手机上使用的锂离子电池上面的几个数据：“电压：3.7 V 容量：900 mA ·h ”，“充电电压：4.2 V ”．你知道上面各值表示的物理意义吗？上述电源若通过非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功是多少？[要点提炼] 1．电动势的定义式是_______________________________________________________．电动势在数值上等于____________________________________________________________ 2．电动势由电源中__________的特性决定，跟电源的体积__________，也跟外电路________．电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的________. 3．电动势是描绘电源把_______能转化为___能本领大小的物理量，而电压则是描绘导体把电能转化为_______本领大小的物理量.例1 某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A．0 B．0.8 AC．1.6 A D．3.2 A听课记录：变式训练1 如图3所示，电解池内只含有一种CuCl2电解质的电解液，t s内通过溶液内截面S的铜离子数是n，设基元电荷为e，试分析电解液中电流的方向和大小怎样？图3例2 电子的绕核运动可等效为环形电流．若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，则其等效电流等于多少？变式训练2 如图4所示，一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上负电荷Q，当它以角速度ω绕中心轴线逆时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )图4A．Q B.Q2πC.Qω2πD.2Qωπ例3 截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线横截面的电A ．nSv ΔtB ．nv ΔtC .I Δt e D .I ΔtSe听课记录：变式训练3 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为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v 0，导体中通过的电流为I.则以下说法中准确的有( ) A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝IneSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝Ine【即学即练】1．关于电流的概念，以下说法准确的是( ) A ．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子定向移动的速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导体某横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D ．电流的传导速率越大，电流越大2. 如图5所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设基元电荷为e ，则以下解释中准确的是( )图 5A ．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向B→AB ．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消C ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1etD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2et3．导体中电流I 的表达式为I ＝nqSv ，其中S 为导体的横截面积，n 为导体每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 是( ) A ．导体运动的速率 B ．电流传导速率C ．自由电荷定向移动的速率D ．电子热运动速率4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法中准确的是( ) A ．通过甲、乙两导体的电流相同 B ．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同5．如图6所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒每米的电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，因为棒运动而形成的等效电图6A ．vqB .q vC ．qvSD .qv S参考答案课前自主学习一、1.失去 得到 瞬时 2.电场 电势差 电流 电源 二、电荷 动态 电荷 电场三、1.大小和方向 2.(1)电荷量q 时间t (2)q ＝It (3)安培 毫安 微安 核心知识探究 一、[问题情境] 1.定向 2.电源 [要点提炼]1．电势差 2.电势差 持续的电流 二、[问题情境]电荷虽然也在流动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的． [要点提炼]1．恒定电场 2.静电场 同样适用 三、[问题情境]1．大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．“电流”这个物理量来描绘电流的强弱水准.3.电子在导线中移动速度很慢(见课本例1)，不是光速． [要点提炼]1．大小和方向 2.电流 安培 It 解题方法探究例1 D [电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s 内通过截面的总电荷量应为：q ＝1.6×10－19×2×1.0×1019C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019C ＝6.4 C ．根据电流的定义式得：I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A ．]变式训练1 正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，所以电解液中的电流方向由A 向B.因电解液中只含电解质CuCl 2，二价正离子数为n ，则一价负离子数为2n.电解液中是正、负两种离子的定向移动形成电流，故t s 内流过某截面的正、负离子的总电荷量为4ne ，所以电流I ＝4ne/t.例2 ev2πr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，则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，就可以根据电流的定义求解．根据圆周运动的知识可知，电子运动的周期为T ＝2πr v ，因此电流为I ＝q t ＝e T ＝ev 2πr.变式训练2 C [由电流的定义式得I ＝q t ＝Q 2πω＝Qω2π.]例3 AC [电荷量q ＝It ，单位体积内的电子数已知，要求出Δt 时间内有多少电子通过截面，才能求出电子数． (1)根据电流的定义式可知，在Δt 内通过导线截面的电荷量q ＝I Δt. 所以在这段时间内通过的自由电子数为N ＝q e ＝I Δte，选项C 正确．(2)自由电子定向移动的速率是v ，因此在时间Δt 内，位于以截面S 为底、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过截面．这段导线的体积V ＝Sl ＝Sv Δt ，所以Δt 内通过截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nSv Δt ，选项A 正确．]变式训练3 D [本题考查的是对电流微观表达式I ＝nqSv 的理解，关键是理解v 和n 的物理意义，式中的n 为单位体积内自由电子数，v 为自由电子定向移动的速率，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子，其数量为nvt ，电荷量q ＝nvte ，所以电流I ＝q t ＝nev ，所以v ＝Ine，故正确答案为D .] 即学即练1．BC [A 选项中没有考虑时间的因素．B 选项易漏选，当电子的定向移动的速率越大时，单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，故电流越大．D 选项中，电流的传导速率是定值，为光速c.]2．D [正离子的定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向，有正负离子反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应该是正、负离子所带电荷量的绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确．本题易错原因：对电解液导电问题与金属导电原理易混；避免方法：准确审题，看清导电物质是金属还是电解质．]3．C [从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关．电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率就是电流微观表达式I ＝nqSv 中的v ，故选C .]4．B [由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错，B 正确．由于I ＝nqSv(n 是单位体积中的自由电荷数，q 是自由电荷的电荷量，S 是导体的横截面积，v 是自由电荷定向移动的速率)，所以v ＝InqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n 、q 不知道)，所以无法判断甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率的大小，故C 、D 错．]5．A [在垂直棒的运动方向选取某一横截面，设棒长为L ，则棒上所有电荷通过这一横截面所用的时间为t ＝L v .由电流定义式I ＝q t 可得I ＝LqLv ＝qv ，故选项A 正确．]。

第一章静电场§1.1电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。

2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。

3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。

4、知道用电场线描述电场的方法。

理解引入电场线的意义。

【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。

电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。

所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为。

2、（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。

真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。

3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。

4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。

二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的。

公式F= 其中静电力常量k适用范围：真空中的。

（1）FE q=是电场强度的定义式，适用于 的静电场。

（2）2QE kr =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。

（3）UE d=是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d 必须是沿 的距离。

3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。

四、电场线（1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致，这样的曲线就叫做电场线。

电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。

它可以形象直观地反映电场的 和 。

（2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。

其上每一点的切线方向和该点的 方向一致。

教学设计1电源和电流本节分析学生学习了第一章的静电场，对电场力做功、电势能的变化已经有了较深刻的认识，此刻不失时机地引导学生认识恒定电场，是符合学生心理特点的．教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，引出了电源和恒定电流的定义和物理意义．教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣．学情分析学生已经基本掌握了学习物理的思维方法，如对比分析、抽象思维想象等．在学习本节内容之前学生还学习了静电场和导体静电平衡的知识，有一定的有关电场知识的基础．电源虽然在生活中是比较常见的，但是本节要讲授的是电源内部的工作原理和导线中的电流，是较为抽象的知识，比较容易理解．教学目标●知识与技能(1)了解电源的形成过程．(2)掌握恒定电场和恒定电流的形成过程．●过程与方法在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小．●情感、态度与价值观通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题．教学重难点1．理解电源的形成过程及电流的产生原因．2．会灵活运用公式计算电流的大小．教学方法教师启发引导教学与探究法相结合，并辅以小组合作学习与多媒体教学相结合．教学准备多媒体教学课件．教学设计（设计者：杨东升）教学过程设计之间电势差减小，最终A、B两个导体球会达到静电平衡，导线中的电流只能是瞬时的.如何使电路中有持续电流？类比：如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若在怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？、B之间连接一台抽水机，将水池中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使细管中有源源不断的水流.类比可知，电路中有持续电流的条件是导体两端有电势差.【自主探究】什么装置能把自由电子从正极搬迁到负极，体两端保持电势差（电压），电路中有持续的电流设计意图：通过类比使学生知道电源的作用电源在搬运电子的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？电荷在运动，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，导线内的电场线保持和导线平行.（设计意图：通过对恒定电场的介绍，为恒定电流的教学板书设计一、电源1．能把自由电子从正极搬到负极的装置2．作用：保持导体两端的电势差(电压)，使电路中有持续的电流 二、恒定电场由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场 三、恒定电流1．大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流 2．电流(1)物理意义：表示电流的强弱程度(2)定义：通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用时间t 的比值叫做电流 (3)公式：I ＝qt(4)单位：安培(A)，1 A ＝1 C/s ，常用单位：毫安(m A)、微安(μA) (5)方向：正电荷定向移动的方向教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本.亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木，学生素质的培养就成了镜中花、水中月.通过对电路的操作性练习来认识电流与电路的关系、电源和用电器在电路中所起的作用.本着学生是学习的主体为指导原则，在学习的过程中采用实验法、观察法、分析归纳法、练习法等，培养学生的兴趣、观察能力、分析归纳能力、电学实验习惯，提高认识电路、连接电路、画电路图的能力.备课资料 ●1.电流的微观表达式的推导（1）情景设置如图所示，粗细均匀的一段导体AD ，其长度为l ，两端加一定的电压，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 ，导体每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 .（2）理论推导导体中的自由电荷总数：N ＝nlS ；总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq .所有电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝l v ，所以导体中的电流：I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v .由此可知，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，以及导体的横截面积.2.充电电池充电电池，是充电次数有限的可充电的电池，配合充电器使用.市场上一般卖的是5号、7号的充电电池，但是也有1号充电电池.充电电池的好处是经济、环保、电量足，适合大功率、长时间使用的电器（如随身听、电动玩具等）.充电电池的电压比型号相同的一次性电池低，AA 电池（5号电池）是1.2伏，9 V 充电电池实际上是8.4伏.现在充电次数一般能在1 000次左右.种类镍镉（Ni －Cd ）电压：1.2 V ，使用寿命：500次，放电温度：－20度～60度，充电温度：0～45度.镍氢（Ni －MH ）电池：1.2 V ，使用寿命：1 000次，放电温度：－10度～45度，充电温度：10度～45度.锂离子（Li －lon ）电池：3.6 V ，使用寿命：500次，放电温度：－20度～60度，充电温度：0～45度.锂聚合物电池：3.7 V ，使用寿命：500次，放电温度：－20度～60度，充电温度：0～45度.备注：锂电的改良型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种形状，比锂电池稳定.铅酸电池：12 V，使用寿命：200～300次，放电温度：0～45度，充电温度：0～45度.备注：就是一般车用电瓶（它是以6个2 V串联成12 V的），免加水的电池使用寿命长达10年，但体积和容量是最大的.3.特征镍镉电池：有记忆效应，容量小.镍氢电池：记忆效应，小容量大.锂离子电池：无记忆效应，身薄容量大，因电极材料不同，电动势为3.6 V、3.7 V两种.锂电池的性能是现有各类电池中最好的一种，体积小、重量轻、容量大.广泛用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等电子产品中.铅蓄电池：电动势约为12 V，铅蓄电池可以反复充电使用，电解液是硫酸溶液，内阻很小，广泛用于汽车、摩托车中.铁锂电池：电力更足，更安全，也更轻，未来电动车的主要发展方向.一般，同种类型的充电电池，容量越大，体积越大，重量也较大.4.区别一次性电池俗称“用完即弃”电池，因为它们的电荷量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃.常见的一次性电池包括碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌空电池、锌汞电池和镁锰电池.可充电电池按制作材料和工艺上的不同，常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池.其优点是循环寿命长，它们可全充放电200多次，有些可充电电池的负荷力要比大部分一次性电池高.普通镍镉、镍氢电池使用中，特有的记忆效应，造成使用上的不便，常常引起提前失效.普通电池是一次性使用的，而充电电池可以用充电器充电，反复使用.普通1、2、3、5、7号单体电池标称电压是1.5 V，而镍氢、镍镉充电电池标称电压是1.2 V，锂离子充电电池标称电压是3.7 V，铅酸蓄电池是2 V.。