2-1电源和电流 导学案(无答案)

编号10 课题1、电源和电流周次8 主编人王恒波审核人审批人课时 1 姓名班和组组评师评学习目标1、了解电流的形成过程，明确电源在电路中的作用，认识导线中恒定电场的建立和恒定电流的形成过程。

2、掌握电流的定义式、单位、方向及微观表达式。

学习重点理解电流的产生条件、定义式、单位、方向及微观表达式。

学习难点恒定电流的形成，电流的定义式的应用、电流微观表达式的推导。

学习过程自主学习【自主预习案】一、电源1、电源：能把自由电子从________极搬到_________极的装置。

2、其作用是：保持导体两端的_____________，使电路中保持持续的__________。

二、电流1、电流（I）：描述电路中电流强弱的物理量。

若用I表示，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则它们间的关系式为:_______。

2、单位：国际单位制中，电流的单位是_________，简称______，符号是_______。

常用单位：毫安（mA）、微安（μA），1 A = mA = µA3、电流的方向：规定正电荷的定向移动方向为电路中的电流方向，但电流是量。

在金属导体中，只有能定向移动，其效果相当于电子不动，而有等量的正电荷沿的方向定向移动，即电流方向与自由电子定向移动方向。

【回顾总结·感悟提升】1、形成电流的条件：2、电源的作用：3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线 .(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）金属导体中电流的计算式：I=nqsv （其中n 为导体单位体积内自由电荷数目，s 为合作探究导体横截面积， v为电荷定向移动速率， q为每个自由电荷的电量。

）【何作探究案】【训练案】1．关于形成电流的条件，下列说法正确的是( )A．物体内有自由移动的电荷B．物体内有自由电荷且两端有电势差C．物体两端存在电压D．导体两端存在电压2．下列叙述中正确的是( )A．导体中电荷运动就形成电流B．国际单位制中电流的单位是安培C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零3．一段横截面积为0.5cm2的导体材料中，每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动，则电流强度是( )A．0.2 A B．0.3 A C．0.5 A D．104 A4．关于电流，下列说法中正确的是( )A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B．同种材料制成的两个金属导体都通电，则电流大的那个导体内自由电荷定向移动速率大C．由于电荷做无规则热运动的速度比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多 D．电荷做无规则热运动不形成电流5．有稳定电流时关于导体中的恒定电场．下列说法正确的是( )A．导体中的电场是由电源两极电荷在空间直接形成的B．导体中的电场是由导体内自由电荷形成的C．由于处于静电平衡状态，导体内场强为零D．导体中的电场分布不随时间变化6．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？。

电荷与电流(1)学校八（）班姓名组别一、课前尝试1.自然界有两种电荷，一种电荷，另一种电荷。

2.课前准备：丝绸、玻璃棒、毛皮、橡胶棒、电学仪器。

二、新知尝试（一）摩擦起电1.尝试一：用丝绸摩擦玻璃棒后，让玻璃棒靠近小纸屑，观察发生的现象，玻璃棒会小纸屑，说明玻璃棒与丝绸摩擦后。

2.摩擦起电原因：物体内有两种不同的带电粒子，一种带电；另一种带电。

通常情况下，带电量相等，所以互相抵消，摩擦使一个物体上的转移到另一个物体。

得到电子带电失去电子带电，失去电子的物体带等量的电。

这些物体所带电荷叫。

3.电荷间的相互作用尝试二：课本P122活动。

结论：同种电荷；异种电荷。

（二）电流与电路1.电源：。

电流的形成原因：。

电流的方向：科学上规定为电流方向。

金属导体电流由移动形成的，所以电流方向与电子运动方向。

2.尝试活动：P124结论：把、和开关用导线连接起来组成的电流电路叫做电路。

3.电路状态通路（闭合电路）：电路中有电流；用电器能正常工作。

开路：某部分电路，电流没有通过用电器。

短路：电流不通过用电器，直接与电源形成回路。

由于电路中过大，会损坏；严重时会引发火灾，必须谨防。

三、同步尝试1.自然界中只有电荷。

人们把用绸子摩擦过的上所带的电荷叫正电荷；把用上所带的电荷叫负电荷。

2.甲、乙两种物体互相摩擦后都带上电荷，若甲物体与所带负电荷的丙物体相排斥，则乙物体必定能丙物体，乙物体一定带电荷。

3.电流是由形成的，科学上规定4.手电筒的外壳上的按钮起着的作用，干电池是，小灯泡是的作用，金属外壳和尾部的弹簧起着作用。

5.关于电源短路及其危害，下列说法中正确的是 ( )A、短路就是连接电路用的导线很短B、短路没有危害，并且节省导线C、短路就是电路中没有开关D、短路时，电源会发热而烧坏四、变化尝试6.摩擦起电是（）A、转移正电荷的过程B、使电子从一个物体转移到另一个物体C、电子和质子同时转移的过程D、创造电荷的过程7.下列有关电流的说法中正确的是（）A、有电源不一定有电流形成B、只有自由电子定向移动才能形成电流C、电荷定向移动的方向规定为电流方向D、在电源外部，正电荷从电源的正极定向移动到负极形成电流8.如图是电视机显像管的示意图、一束电子流由阴极K射向荧光屏S处，则电流方向为五、综合尝试9.小明接了一个电路,但是当开关合上时灯却不亮,你认为会是什么原因,怎么样去证明? 可能是灯丝断了；可能是导线断了；可能是开关接触不良；可能是导线接线松了10. 下图所示电路中，灯泡处于通路状态的是_________，处于断路状态的是_________，处于短路状态的是_________。

第1节电荷与电流考点1 电路和电路图考点2 串联电路和并联电路[明确] 摩擦起电的实质是电荷的转移，而不是创造了电荷。

考点3 电荷考点4 电流及其测量类型一串、并联电路【例1】下面是小华同学对身边的一些电路进展观察分析后作出的判断，其中不正确的选项是( )A．厨房中的抽油烟机里装有照明灯和电动机，它们既能同时工作又能单独工作，它们是并联的B．马路两旁的路灯，晚上同时亮，早晨同时灭，它们是串联的C. 楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的，只有在天暗并且有声音时灯才能亮，所以声控开关、光控开关及灯是串联的D. 一般家庭中都要安装照明灯和其他用电器，使用时互不影响，它们是并联的类型二巧识串、并联电路(1)定义法：用电器“首尾相连〞为串，用电器“首首相接、尾尾相连〞为并。

(2) 电流法：电流路径“有一条〞为串，电流路径“有两条或多条〞为并。

(3)撤除法：撤除其中一用电器，假设其他用电器停顿工作为串，其他用电器正常工作为并。

类型三电路的连接与设计【例2】2021•龙东〔多项选择〕假期，小明到博物馆参观时，发现许多名贵的古董没有保护罩，直接陈列在展台上，管理员向游客们介绍了他们的双重防盗系统：只要有人靠近展台，就会触发隐藏在展台四周踏板下面的开关S1，报警铃就会响起；只要将古董取走，无论人是否靠近展台，都会触发隐藏在古董底部的开关S2，报警铃也会响起。

爱动脑筋的小明设计了一些防盗电路，能实现以上功能的电路图为( )类型四电荷【例3】〔2021•佛山〕与丝绸摩擦过的玻璃棒A分别靠近悬挂的轻质带电小球B和C，发现B被排斥，C被吸引，那么________带正电；用久的风扇扇叶上布满灰尘，主要是由于风扇旋转与空气发生__________，带电体具有_________________________的性质。

类型五电流及其测量【例4】如图17－2所示，以下四个电路中，电流表能测量通过灯L1电流的是( )。

3.2.1 电源和电流 学案一、电源1．带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图所示，当用导线连接带正、负电荷的导体A 、B 时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体B________电子，带正电的导体A________电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是________的．2．电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置P ，如图所示，它能源源不断地把经导线流到A 的电子取走，补充给B ，使A 、B 始终保持一定数量的正、负电荷，A 、B 周围空间始终存在一定的______，A 、B 之间始终保持一定的______．这样电路就始终保持持续的________，这种搬运电荷的装置P 就是________．二、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________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，形成一种________平衡，这样________的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．三、恒定电流1．恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定．我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流：(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 ＝q t，或写成电荷量的表达式：__________. (3)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A .更小的单位还有________ (mA )、________(μA )，换算关系为：1 A ＝103 mA ＝106 μA .一、电源[问题情境]电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，手电筒中小灯泡能持续发光． 导体中的电流是怎样形成的？1．导体中有电流，是因为自由电子做什么运动？2．电路中之所以能有持续的电流，是因为电路两端维持着一定的电势差，这是什么元件在起作用？[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、恒定电场[问题情境]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[问题情境]1．什么样的电流被称为恒定电流？2．我们用什么物理量来描述电流的强弱程度？3．电流的传播速度是光速，电子在导线中也是以光速移动吗？[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．________是描述电流强弱的物理量，其单位是________，电荷量q ＝________.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 ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A变式训练1 如图所示，电解池内只含有一种CuCl 2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？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( )A ．QB .Q 2πC .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子数是( )A ．nSv ΔtB ．nv ΔtC .I Δt eD .I Δt Se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.则下列说法中正确的有( )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 ＝I neSC ．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 ＝I ne【即学即练】1．关于电流的概念，下列说法正确的是( )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 ，则以下解释中正确的是( )A ．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 1e tD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝(n 1＋n 2)e t3．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，下列说法中正确的是( )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，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．vqB .qv C ．qvS D .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”这一物理量来描述电流的强弱程度.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 ev 2πr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 Δt e，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 ＝I ne，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 ＝q t 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 2e t，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 ＝I nqS，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 ＝Lq L v＝qv ，故选项A 正确．]。