物理 第二章 恒定電流 1 電源和電流 新人教版選修3-1

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1、第二章恒定電流恒定電流 情 景 切 入 現(xiàn)代家庭離不開電。電荷為什么會流動？電荷流動服從什么規(guī)律？產(chǎn)生哪些效應(yīng)？怎樣才能做到安全用電和節(jié)約用電？這一章我們就來探究恒定電流的基本規(guī)律。 知 識 導(dǎo) 航 本章是在上章場強、電勢、電勢差(電壓)、電場力做功的基礎(chǔ)上，分析和研究直流電路的基本規(guī)律。 本章知識在實際中有廣泛而重要的應(yīng)用，不但是學(xué)習(xí)后續(xù)知識的基礎(chǔ)，而且是學(xué)習(xí)電工和電子技術(shù)的基礎(chǔ)，在日常生活中也經(jīng)常用到。 本章內(nèi)容可分為三部分：第一部分以部分電路歐姆定律為中心，主要研究直流電路的基本參量、串并聯(lián)電路的規(guī)律、伏安法測電阻、電功和電熱等問題；第二部分以閉合電路的歐姆定律為中心，主要研究了電源的作

2、用、閉合電路中功率的分配和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系、電路的分析和計算等問題；第三部分以電流表、電壓表、滑動變阻器等電工儀表的使用為中心，結(jié)合學(xué)生實驗，研究了儀器的選擇和使用，數(shù)據(jù)的處理和誤差分析等問題。 本章的核心內(nèi)容是歐姆定律，重點是電路的分析和計算，難點是電路的設(shè)計。 學(xué) 法 指 導(dǎo) 1注重基本概念、基本規(guī)律的理解 本章有電阻、電流、電壓、電動勢、電功率、電熱、電阻率等七個概念，要結(jié)合實例深刻理解它們，確切明白這些概念的物理意義、特點。對于部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律兩個基本定律，一定要能夠結(jié)合具體的電路靈活運用。 2要注意研究方法的學(xué)習(xí) 在本章學(xué)習(xí)中要掌握分析解決問題的方法，比如動態(tài)分析法、等

3、效法的應(yīng)用，模型的轉(zhuǎn)化，非電學(xué)量和電學(xué)量的轉(zhuǎn)化，以及極限法、賦值法的應(yīng)用技巧等。 3要注重加強實驗?zāi)芰Φ奶岣?高考考查的四個電學(xué)實驗，全部屬于本章內(nèi)容，要認(rèn)真做實驗，要從基本原理、基本方法入手，循序漸進(jìn)，逐步掌握。要學(xué)會正確使用電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等基本實驗儀器，要切實掌握各種儀器的原理、使用方法、注意事項才能以不變應(yīng)萬變。1電源和電流 理解電源的形成過程，知道電源在電路中的作用理解恒定電場和恒定電流的形成過程。知道恒定電場與靜電場相同掌握電荷量、電流、通電時間等物理量之間的關(guān)系1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5課時作業(yè)課時作業(yè)課

4、課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 1定義 電源是不斷把負(fù)電荷從_搬運到_從而維持正負(fù)極之間一定_的裝置。 2電源的作用 (1)維持電路的兩端有一定的_。 (2)使電路中保持_電流。電源正極正極 負(fù)極負(fù)極 電勢差電勢差 電勢差電勢差 持續(xù)持續(xù) 1定義 由電路中穩(wěn)定分布的_所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場。 2形成 當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定時，導(dǎo)線中的電場是由_、_等電路元件所積累的電荷共同形成的。 3特點 任何位置的_都不隨時間發(fā)生變化。恒定電場電荷電荷 電源電源 導(dǎo)線導(dǎo)線 電場強度電場強度 1電流 (1)概念：電荷的_形成電流。 (2)物理意義：反映了電流的_程度。 (3)符號及單位：用符號_表示，單位是_，符號為_。常用的電流單

5、位還有_(mA)、_(A)，換算關(guān)系為：1A103mA106A。 (4)表達(dá)式：_。 (5)電流的方向：規(guī)定_定向移動的方向為電流的方向，負(fù)電荷定向移動的方向為電流的_。恒定電流定向移動定向移動 強弱強弱 安培安培 A 毫安毫安 微安微安 正電荷正電荷 反方向反方向 2恒定電流 (1)概念：大小、方向都_的電流。 (2)形成：恒定電場使自由電荷定向移動速率_，自由電荷與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子碰撞，阻礙自由電荷定向移動，使自由電荷速率_，最終表現(xiàn)為自由電荷_不變。 3電流的微觀表達(dá)式 I_。不隨時間變化不隨時間變化 增加增加 減小減小 平均速率平均速率 nqSv 判一判 (1)電源能把其他形式的能轉(zhuǎn)化

6、為電能。() (2)必須有電源，自由電荷才能在電路中移動。() (3)恒定電場就是勻強電場。() (4)恒定電場形成后電路中的電荷不再發(fā)生移動。() (5)因為電流有大小又有方向，所以電流是矢量。() (6)通過導(dǎo)體截面的電荷量越多，電流越大。() (7)電流的方向與電荷定向移動的方向相同。() A 答案：電荷雖然在流動，但有的電荷流走了，另外的電荷又補充上來，所以電荷的分布是穩(wěn)定的。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 提示：電閃雷鳴時，所形成的電流是瞬時電流。 手電筒中因為電源的作用，小燈泡中有持續(xù)電流而持續(xù)發(fā)光。探究一對電流的理解 1電流的形成： (1)形成原因：電荷的定向移動。 (2)形成條件：導(dǎo)體

7、兩端有電壓。 (3)電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合。 2電流的方向 規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負(fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反，金屬導(dǎo)體中自由移動的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。 4電流是標(biāo)量 電流雖然有方向但是它遵循代數(shù)運算法則，電流不是矢量而是標(biāo)量。 特別提醒：計算電流時，要注意定向移動的電荷種類，是正電荷或負(fù)電荷，還是正、負(fù)電荷同時存在。D C 提示：不同意。電流的形成是電子在速率很大的無規(guī)則熱運動上附加一個速率很小的定向移動，電路閉合時，瞬間在系統(tǒng)中形成電場，使導(dǎo)體中所有自由電荷同時定向移動，并不是電荷瞬間從電源運動到用電

8、器。探究二電流的微觀解釋 1建立模型 如圖所示，AB表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的長度為L，橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q。 4兩個公式的比較：AC AD 素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升導(dǎo)體內(nèi)三種速率的比較電子定向移動的速率電子熱運動的速率電流傳導(dǎo)速率物理意義電流是自由電荷的定向移動形成的，IneSv，其中v就是電子定向移動的速率，其大小與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體本身的因素有關(guān)。構(gòu)成導(dǎo)體的電子在永不停息地做無規(guī)律運動，由于熱運動向各個方向的機會相等，故不能形成電流。溫度越高，電子熱運動的平均速率越大。閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以真空中光速建立恒定的電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也幾乎同時形成了電流。D