1、122、电源和电流 2物理科学案 序号 30 高二 年级 班 教师 刘冰 学生第二章 恒定电流 第 1 节 电源和电流 2【学习目标】1、了解电源的作用；2、了解形成电流的条件；3、理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；掌握电流的两种计算。【学习重点】电流的定义及定义式、单位及方向规定。 【学习难点】从微观角度理解电流及决定因素。 【知识回顾】 一、电源的作用（1）通过_力将电子从电源的_极移到_极，维持电源两极间有恒定的_。 （2）从能量转化和守恒的角度就是电源把_能转化为_能。 二、电流1、电流形成的条件（1）存在_： 金属导体_； 电解液_ （2）导体两端存在_：当导体两端存在_时
2、，导体内建立了_，导体中的自由电荷在2_的作用下发生_移动，形成电流。2、电流的方向规定 定向运动的方向为电流方向。（1）在电源外部的电路中，电流方向由电源_极流向_极； （2）在电源内部的电路中，电流方向由电源_极流向_极。 3、电流的大小内通过导体 的 。 宏观表达式： 微观表达式：Q 表示： q 表示：v：自由电荷沿导体定向移动的速率S ：导体的横截面积n ：导体每单位体积内的自由电荷数。【例 1】有一条横截面积 S=1mm2 的铜导线，通过的电流 I=1A。 已知：铜的密度 =8.9103kg/m3，铜的摩尔质量 M=6.410-2kg/mol， 阿伏伽德罗常数NA=6.021023m
3、ol-1， 电子的电量 e=-1.610-19C，在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求： （1）铜导线中自由电子定向移动的速率。（2）自由电子通过一条长 1m 的导线大约需要多少时间？【相关公式】 摩尔体积 Vmol=_； 单位体积内的分子个数 n=_3【易混知识】1、的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。所以，电流传导速率就是导体两端加上电压后，在导体中建立电场的速率（即电场传播的速率） ，等于光速。2 中会与导体内不动的粒子碰撞而减速，因此从大量自由电子运动的宏观效果上看，可以认为它们以平均速率 v 定向运动。该速率的数量级
4、一般为 10-5m/s。【例 2】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 0.8m2的横截面 AB，那么：（1）正、负离子定向移动的方向如何？（2）电解槽中的电流方向如何？ （3）电解槽中的电流为多大？(4) 电路的导线横截面上，单位时间内通过的自由电子数是多少？1【课后作业】1 （多选）下列关于电流的说法中正确的是( )4A电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多B在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C通电时间越长，电流越大D导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大2在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是
5、( )A导线中的电场强度处处为零 B导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C导线处于静电平衡状态 D导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 3 （多选）以下说法正确的是( )A导体中的电流是正电荷的定向移动形成的 B电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C单位时间内通过导体横截面的电荷量越大电流越大 D导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越小4、一条导线中的电流为 1.6A，在 1s 内通过这条导线某一横截面的电子有多少个？5、原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率 v 在半径为 r 的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为 e，等效电流有多大？6、如图所示，一根横截面积
6、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5为 v 的匀速直线运动时，求由于棒运动而形成的等效电流大小。7北京正负电子对撞机的储存环是长为 240 m 的近似圆形轨道，当环中的电流为 10 mA 时，若电子的速率为光速的十分之一，求在整个环中运行的电子数目。8某电解液如果在 1 s 内共有 51018 个二价正离子和1.01019 个一价负离子通过某横截面，求通过这个横截面的电流。9某电解池中，若在 4 s 内各有 1.01019 个二价正离子和 2.01019 个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是多少？10小明发现家中的石英钟电池每年更换一次，这个时间远大于手电筒和爸爸的剃须刀的用电时间，于是他猜想石英钟的工作电流非常小。他查了一下资料，所用电池为5#碱性干电池，容量为 0.425 Ah，电动势为 1.5 V。据此他证明了自己的猜想。请你分析一下石英钟的工作电流大约是多少？(保留一位有效数字，一年按 360 天计算)26
