1.了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。
2.知道电流方向的规定。
3.掌握电流的定义式,并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。
4.能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。
5.尝试利用水泵和电泵的相似性,通过类比的方法理解电源的作用。
1.电流概念的建立。
2.电流的定义式。
3.电流的微观表达。
1.电流的微观表达。
2.运动电荷的等效电流。
3.定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。
一、
①定义:能把_________从_________搬到_________的装置。
②作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有_________的电流。
电解液——正、
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。
由_________的电荷产生_________称为恒定电场。
(1)________________不随时间变化的电流。
(2)定义:物理上把通过导体横截面的_________跟通过这些电荷量所用的_________的比值称为电流。用_________表示电流。
(3)电流的定义式是_________。
1mA=_________A;
例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________A。
例2:导体中的电流为5mA,那么在3.2秒内有0.016库仑的电荷定向移动通过导体的横截面,相当于9.6×10^17个电子通过该截面。
例3:在一个电解池中,若在1秒内有5.0×10^18个一价正离子和1.0×10^19个一价负电子通过某一横截面,则通过该横截面的电流强度是多少?
【思考】一段粗细均匀的导体,长为L。在两端施加特定电压的情况下,自由电荷的定向移动速率为v。假设导体的横截面积为S,且每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷带电量为e。求:
①导体中自由电荷总数N?
②总电量Q是多少?
③所有电荷通过横截面需要的时间?
总结:电流的微观表达式:_________。
3.深入理解:
电场的传播速率_________m/s。
二、
1.关于电流的方向,下列叙述中正确的是(
2.氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e,运动速率为v,求电子绕核运动的等效电流多大?
3.在研究长度为l、在横截面积为S的均匀导体中,施加电压U后产生匀强电场。自由电子在电场作用下加速,但因与热运动的阳离子碰撞而减速,从而在不断碰撞和移动中前进。可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k为恒量)。电场力和碰撞的阻力平衡时,导体中的电子移动的平均速率v为一定值,这一定值是(
4.有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时间内通过横截面的电荷量乙是甲的2倍,以下说法正确的是(
A.甲、
D.甲、
5.(多选)如图所示,将细铜导线与粗铜导线连接,已知粗导线横截面积是细导线的两倍。在细导线上取截面A,在粗导线上取截面B,若在1s内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两个截面的(
6.(多选)半径为R的均匀带正电橡胶圆环总电荷量为Q,绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动时,产生的等效电流说法正确的是(
A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、
D.若使ω、
7.已知电子电荷量为e,质量为m,氢原子电子在原子核静电力作用下做半径r的匀速圆周运动,求电子运动形成的等效电流大小。