湖南省怀化市溆浦县江维中学高中物理选修3-1《21 电源和电流》导学案

2.1 电源和电流一、内容及解析（一）内容：电流的概念，电流大小的计算式及其电流的决定式.（二）解析：本节课的主要内容是关于电流的概念及电流大小的计算，其核心是电流大小的计算。

理解它关键就是要理解电流的决定式。

上一节主要介绍电势差与电场强度的关系。

本节计划用一课时。

教学的重点是对公式，并推广至环形电流。

1. 恒定电流在本章中起到一个承上启下的作用，特别恒定电流在电能焦耳热及闭合电路中具有引导作用。

2.本节首先要介绍的是电流的概念，之前学生没有了解，可以就用粒子流简单解释；让学生有一个初步认识。

二、教学目标及解析（一）目标：（1）知道电流的概念；（2）了解电流大小的计算式及其电流的决定式.（二）解析：本节重点是理解电流的概念及电流的计算式和电流的决定式，采用控制变量法，类比法。

难点是电流微观表达式的分析三、问题诊断及分析问题：决定电流微观表达式的那些因素从哪儿去找？方法分析：控制变量法①导体中单位时间内能够通过截面C的自由电荷分布导体中单位时间内能够通过截面C的自由电荷分布在以截面C为底，速率v为长的导体中。

②单位时间内能够通过截面C的自由电荷数N＝nV＝nvS③单位时间内能够通过截面C的电荷量Q＝Nq＝nqvS④电流的微观表达式I＝Qt＝nqvS四、教学支持条件分析五．教学过程创设情景，实例引入：1、电流(1)概念：电荷的定向移动形成电流。

(2)产生电流的条件①内因：要有能够自由移动的电荷──自由电荷。

②外因：导体两端存在电压──在导体内建立电场。

干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是提供并保持导体的两端的电压，使导体中有持续的电流。

(3)电流的方向：正电荷的定向移动方向为电流方向。

总结：在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。

(4)电流①定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。

第二章第一节电源和电流【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.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题.【学习过程】学习任务一：阅读课本“电源”理解电源在电路中的作用并组内交流总结学习任务二：阅读课本“恒定电流”部分，理解恒定电场、恒定电流定义以及电流的定义式并思考以下内容：1.电容器放电过程瞬间完成，不会形成持续电流，而干电池可使电路中保持持续的电流，为什么？2.对电流表达式I＝，有人认为“I与q成正比，与t成反比”，对吗？I与q、t有关吗？3.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横截面，那么通过这个横截面的电流是()A.0B.0.8 AC.1.6 AD.3.2 A学习任务三：如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，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.利用已有知识证明：导体内的电流可表示为I＝nqSv学习任务四：完成下列题目，检测学习收获。

1. 关于电流的概念，下列说法中正确的是( )A.导体中有电荷运动就形成电流B.电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C.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D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零2.电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为()A.1 500个B.9.375×1019个C.9.375×1021个D.9.375×1020个3.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.电流传导的速率C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率4.铜的摩尔质量为M，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为()高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

学校高二年级(4) 班物理科导学案执教人课题电源和电流课类新授课主备人审定人授课时间年月日教学目标1、自学目标（基础知识）：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2、合作目标（重点知识）：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3、探究目标（难点知识）：从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

4、情感态度价值观目标：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。

主要方法讲授法探究法讨论法教师主导步骤（要点问题化）学生学习步骤（求解活动化）组织教学通过复习初中内容，A验电器带电，B验电器不带电，通过导体棒链接，B会有什么变化？复习提问方式引入新课导学 达 标1．电源：先分析课本图2.1-1 。

认识到，最终A 、B 两个导体球会达到静电平衡状态。

理解导线R 中的电流只能是瞬时的。

【问题】如何使电路中有持续电流？类比：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。

⑴电源的定义：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） ⑵电源的作用：①维持导体（电路）的两端有一定的电势差②使电路中保持持续的电流 2．导线中的电场：结合课本图2.1－2，分析导线中的电场的分布情况。

A 、B 周围的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，由于电源的存在，电荷虽不断的定向移动，但电荷的分布式稳定的，不随时间变化，电场的分布也是稳定的，故称恒定电场类比得出电源导学达标3.电流（标量）（1）概念：电荷的定向移动形成电流。

（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。

（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。

2019-2020年高中物理《电流和电源》教案3 新人教版选修3-1第一课时电流表一、教学目标１．在物理知识方面要求．（１）知道电流表的符号和用途；（２）知道电流表的正确读数方法；（３）知道电流表的使用规则．２．通过观察和实验，培养学生电学实验的初步技能．二、重点、难点分析电流表是初中生学习的第一个电学测量仪表．学好这一内容，对后续学习将起到十分重要的作用，因此是一个重点内容．但是，由于学生刚刚接触，比较陌生，因而也就形成了一个难点内容．三、教具大型演示电流表１台，课本６６页图５－5三种电流表各一台．双量程学生电流表刻度盘投影幻灯片一幅（附投影幻灯及银幕）．电流表读数示教板一块．串联电路、并联电路示教板各一块（附电源）．四、主要教学过程（一）引人新课１．提问：表示电流的字母是什么？电流的单位有哪些？它们的换算关系怎样？２．讲述：电流有大小，而且电流的大小是可以测量的．要测量各种用电器的电流，可以用专门的仪表——电流表．（二）主要教学过程设计（板书）二、电流表１．电流表的用途和符号．（１）用途：测量电流的大小．（２）符号：—○A—２．出示几种不同类型的电流表，让学生观察，尤其让学生注意看学生电流表．演示：将学生电流表刻度盘的投影幻灯片用投影幻灯投在屏幕上．（没有投影幻灯也可用事先画在小黑板上的放大图代替）讲述：为什么表盘上有两排刻度，为什么有三个接线柱，什么叫做量程．教给学生读数的方法，然后利用电流表读数示教板让学生分别读取几个不同的读数．板图：图５－２－１．提问：若要测通过L1的电流，应如何连接电流表？３．（板书）２．电流表的使用规则．让学生到黑板上画图，并做讨论，然后教师演示．（电流表与L1并联、与L2并联、与L1L2并联三种情况）４．（板书）结论：①电流表要串联在电路中．出示串联电路示教板．提问：要测灯L1的电流，应如何做？要测灯L2的电流，应如何做？要测干路中电流，应如何做？教师让学生继续观察，演示用电流表的两个接线柱有何区别？老师在实验时让电流从哪个接线柱流入电流表，从哪个接线柱流出？５．提问：如果让电流从“－”接线柱流入，从“＋”接线柱流出，行不行？（演示：碰接）结论：②接线柱的接法要“＋”进“－”出．让学生在黑板上的电路中标出接线柱的极性．６．演示：用不同量程测同一个灯泡电流．让学生观察指针偏转角度不同，说明量程小，表盘每小格表示的电流较小，测量较精确，但被测电流不能超过电流表的量程．（板书）③被测电流不要超过量程．说明：如果不知道被测电流的大约数值，可以用试触的办法，然后再确定量程．提问：能不能将电流表直接连到电源的两极上？演示：将电流表直接连到电源两极上．（可串一根保险丝）（板书）结论：绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上．（三）课堂小结１．小结本课：让学生记住使用电流表的“三要、一不、两看清”．２．指导学生看课本６７页图５－８、５－９、５－１０．３．提问：若被测电流值分别为200mA、600mA、600mA、2.5Ａ应选择哪个量程？第二课时用电流表测电流一、教学目标１．在物理知识方面要求．（１）了解串联电路中电流的关系；（２）了解并联电路中电流的关系．２．通过实验，使学生初步学习用电流表测量电路中的电流的方法；３．在实验中，初步培养学生的科学态度与实验技能．二、重点、难点分析１．重点是用电流表测量电路中的电流；２．难点是用电流表测量并联电路中的电流．三、教具学生用：两节干电池（或其他电源），一只电流表，两个小灯泡，一个开关，导线若干．四、主要教学过程（一）复习引入新课１．使用电流表测电流的“三要、一不、两看清”是什么？２．在不能预先估计被测电流大小的情况下，如何确定量程？（二）宣布本课的目的要求和注意事项１．实验目的学会使用电流表测电路中的电流，研究串联电路和并联电路中的电流关系．２．实验要求：让学生看课本69～70页．（１）耍根据课本提出的任务，依次先测串联电路的电流，再测并联电路的电流．（２）实验前要对所用器材进行检查，实验后将器材按原样整理好．（３）正确选择量程，正确读取电流表的读数，记录数据要实事求是．（４）每个同学都要既动手又动脑．３．注意事项．（１）应按电流的流向依次连接电路．（２）连接电路过程中，开关应是断开的．（３）导线应接在接线柱上．（电路图不同于实物连接）（４）实验中出现故障（如开关闭合后灯不亮），应设法自己排除，实在解决不了，再向老师举手示意．（５）爱护公物．（三）开始实验在实验过程中，教师巡视，发现问题，及时解决．（四）实验结果讨论提问１：通过测串联电路的电流，你能得出什么结论？（串联电路各处的电流值相等．）提问２：并联电路中电流有什么关系？（干路电流值等于各支路电流值之和．）提问３：在并联电路中，某一支路中的电流会不会大于或等于干路中的电流？（不会．）讨论后，教师可视学生实验情况表扬实验认真，效果好的组．并指出实验中的问题．（五）练习课本７０页“想想议论”（六）布置作业课本７１页习题５、６．五、说明１．本节内容可灵活掌握，教师可根据自己的实际情况来安排教学工作．如果学生基础较好可将两节安排一大节来上，或一课时，或两课时均可．２．本实验是一个重点实验，学好做好本实验，为以后的电学测量打好基础，希望老师把课程安排好．（黄村五申穆丽萍）2019-2020年高中物理《电流和电源》教案4 新人教版选修3-1一、教学要求：1．会用电流表测量串联电路和并联电路中的电流；2．理解串联电路中各处电流相等；3．理解并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和；4．会用串联、并联电路中电流的特点计算简单电路问题。

第一节、电源和电流课前预习学案一、预习目标（一）知识与技能1．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。

二预习内容：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。

3.由分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。

4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。

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。

提出疑惑课内探究学案学习目标（一）知识与技能1．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。

学习过程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tqI =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nqSv I =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. 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 、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。

高中物理2.1电源和电流导学案新人教版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理2.1电源和电流导学案新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第二章恒定电流第1节电流和电源【学习目标】1．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。

4。

通过类比和分析对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。

【重点、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。

预习案【自主学习】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.3。

由分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。

4。

把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。

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。

【学始于疑】探究案【合作探究一】问题1: 在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C,则导体中的电流为______。

问题2：某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为_____。

归纳总结【合作探究二】问题1：在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C,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,每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v,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 ．已知:n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率在时间t内通过导体某截面的电量为：所形成的电流为：归纳总结：【课堂小结/本节知识网络】【思考】【当堂检测】1.形成持续电流的条件是( ）A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C。

1电源和电流[学习目标] 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.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题.3.会从微观的角度表示电流的大小．一、电源1．定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置．2．作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电流．二、恒定电场1．定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．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，其基本性质与静电场相同．三、恒定电流1．定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流的定义式：I＝qt，其物理意义：单位时间内，通过导体横截面的电荷量．表示电流强弱程度的物理量．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．(×)(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)(3)导体中的电流是正电荷定向移动形成的．(×)(4)电荷移动的方向就是电流的方向．(×)(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(√)2．在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300 C ，持续的时间大约是0.005 s ，所形成的平均电流强度为6.0×104 A.一、电流的理解和计算[导学探究] 如图1所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t 内通过细管某截面的正电荷为q 1，通过此截面的负电荷为q 2.图1(1)确定通过导电液体中电流的方向． (2)计算导电液体中电流的大小．答案 (1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右． (2)I ＝q 1＋q 2t[知识深化]1．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． 2．电流的大小：(1)定义式：I ＝qt .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． (2)两点说明①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，应用I ＝qt 求电流时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q ＝It 是I ＝qt 的变形，是求电荷量的重要公式．其中I 是电流在时间t 内的平均值．[特别提醒]电流虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则．例1 如图2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，设元电荷为e ，以下说法中正确的是( )图2A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝(n 1－n 2)et C ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝(n 2－n 1)etD ．溶液内电流方向从A →B ，电流强度为I ＝(n 1＋n 2)et答案 D解析 正离子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、负离子向相反方向经过同一截面时，公式I ＝qt 中的q 应是正、负离子电荷量绝对值之和，故I ＝(n 1＋n 2)e t，电流方向由A 指向B ，与正、负离子的数量无关，A 、B 、C 错误，D 正确．计算电流时，要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动.当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献.针对训练1 某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1 m 2的某截面，那么通过这个截面的电流是( ) A ．0 B ．0.8 A C ．1.6 A D ．3.2 A答案 D二、电流的微观表达式 [导学探究]如图3所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，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 .则：图3(1)导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t 是多少？ (2)导体AD 内的自由电荷的总电荷量Q 是多少？ (3)这段导体上的电流是多大？ 答案 (1)t ＝lv(2)导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq(3)此导体上的电流I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v[知识深化] 电流的微观表达式I ＝nq v S(1)从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量q 、定向移动的速率大小v ，还与导体的横截面积S 有关．若已知单位长度的自由电荷数为n ，则电流的微观表达式为I ＝nq v .(2)v 表示电荷定向移动的速率．自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的． [延伸阅读] 三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式I ＝neS v 中的v ，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．例2 导线中的电流是1 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)? (3)自由电子沿导线移动1 m ，平均要多少时间？ 答案 (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h 解析 (1)N ＝q e ＝Ite ＝6.25×1018个．(2)由公式I ＝neS v ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6m/s ≈7.35×10－5 m/s.(3)沿导线移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5s ≈3.78 h.针对训练2 如图4所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为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( )图4A ．v q B.q v C ．q v S D.q v S答案 A1．(对电源的理解)关于电源的以下说法，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 ．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 答案 B解析 电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A 错，B 对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错．2．(对I ＝qt 的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( ) A ．1 500个 B ．9.375×1019个 C ．9.375×1021个 D ．9.375×1020个答案 C解析 由公式q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．3．(对电流微观表达式的理解和应用)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( ) 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相等 答案 B解析 由于单位时间内通过乙导体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 对．由于I ＝nqS v ，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v ，故C 、D 错．4．(I ＝qt 的理解与应用)已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在原子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？ 答案 e 22πr 2mkmr解析 根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e .则有：I ＝Q t ＝e T ，再由库仑力提供向心力，有： k e 2r 2＝m 4π2T 2r 得T ＝2πr emr k解得I ＝e 22πr 2mkmr .考点一 对恒定电流的理解 1．形成持续电流的条件是( ) A ．只要有电压加在物体的两端 B ．必须保持导体两端有电压 C ．只在导体两端瞬时加电压 D ．只要有大量的自由电荷2．(多选)关于电流的方向，下列描述正确的是( ) A ．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B ．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向C ．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向D ．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流 答案 AC3．以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B ．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的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 答案 B解析 要有持续电流必须有电压，A 错误．金属导体中形成持续电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C 错误．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D 错误．故选B. 4．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率接近光速 B ．电子定向移动速率即是电场传导速率 C ．电子定向移动速率即是电子热运动速率D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动 答案 D解析 电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m/s ，在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动．故A 错误，D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105 m/s.故B 、C 错． 考点二 I ＝qt的理解与应用5．在示波管中，电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A ．4.8×10－6 A B ．3×10－13AC ．3×10－6 AD ．9.6×10－6 A解析 电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19 C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．6．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108 m/s ，电子电荷量 e ＝1.6×10－19C)( )A ．5×1010个B ．5×1011个C ．1×102个D ．1×104个答案 B解析 电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6 s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内通过该截面的电荷量为： q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝qe ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个．7．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( ) A ．0 B.2net C.3ne t D.4ne t答案 D解析 由于正、负电荷的定向移动对电流的形成都有贡献，故由I ＝qt ，得I ＝n ×2e ＋2ne t ＝4ne t.8.如图1所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S 铝＝2S 铜．在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是( )图1A ．I A ＝IB B ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案 A解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等．但解题关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝qt 可知电流相等．考点三 I ＝nq v S 的理解与应用9．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 答案 CD解析 同一根导线上的电流相等，故C 正确，A 错误．由I ＝nqS v 可得v ＝InqS ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故D 正确，B 错误．10．(多选)一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设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率为v ，在t 时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A ．n v St B ．n v t C.It q D.It Sq答案 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqSv 代入N ＝Itq 可得N ＝nvSt ，故A 正确，B 错误．11．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为e ，今有一根横截面积为S 的铜导线，通过的电流为I 时，电子定向移动的平均速率为( ) A ．光速c B.I neS C.ρIneSm D.mI neSρ 答案 D解析 设电子定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积v t ·S 中的自由电子数，而体积为v tS 的铜的质量为v tSρ，摩尔数为v tSρm ，自由电子数为v tSρnm ，所以电荷量q ＝v tSρne m ，由I ＝q t ＝v Sρne m 得v ＝ImneSρ，故A 、B 、C 错，D 对．。

2.1 电源和电流一、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1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．图12．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2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________．图2二、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 ＝qt，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＝103mA＝106μA.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．0 B．0.8 AC．1.6 A D．3.2 A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子数是( )A．nSvΔt B．nvΔt C.IΔteD.IΔtSe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 ，则以下解释中正确的是( )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 1et D ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2e 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，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )图6A ．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2ev 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 ＝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．]。

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。

第二章恒定电流全章教学设计全章教学内容分析本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的根本方法创造了条件。

本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)〞“描绘小电珠的伏安特性曲线〞“测定电源的电动势和内阻〞和“练习使用多用电表〞，除此以外，还设计了假设干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。

课标要求1．内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。

(2)初步了解多用电表的原理。

通过实际操作学会使用多用电表。

例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。

例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。

(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。

(5)测量电源的电动势和内阻。

(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。

例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。

(7)通过实验观察门电路的根本作用。

初步了解逻辑电路的根本原理及其在自动控制中的应用。

(8)初步了解集成电路的作用。

关注我国集成电路等元器件研究的开展情况。

2．活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，比照它们导电性能的特点。

(2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控－声控开关。

(4)制作简单的门电路。

(5)利用集成块制作简单的实用装置。

知识版块及知识结构电路根本概念(电流、电压、电阻、电源)→电路根本结构(闭合电路与串、并联电路)→电路根本规律(局部电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律)→电路根本能量关系(电功与电热、焦耳定律、串、并联电路的功率分配、电源的总功率与输出功率)→电路的根本应用(电学实验)。

知识结构图教学目标1．知识与技能(1)初步了解常见电路元件在电路中的作用。