电源和电流课件

小试身手 1．下列关于电源的说法正确的是( ) A．恒定电场与静电场基本性质相同，两者没有区别 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．恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场 答案：B
知识点二 恒定电流 提炼知识 1．电流：电荷的定向移动形成电流． 2．物理意义：反映了电流的强弱程度． 3．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流． 4．定义式：I＝qt ， 表示单位时间内通过导体横截面 的电荷量．
小试身手 2．通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为 3∶5， 甲、乙两导线通电时间之比为 3∶2.则通过甲、乙两导线 的电流强度之比为( ) A．1∶5 B．2∶5 C．5∶2 D．5∶1 答案：B
拓展一 对电流的理解
I＝qt 是电流的定义式，能否说“I 与 q 成正比，与 t 成反比”？它适用于计算所有的材料导电的电流吗？电 流是矢量吗？
拓展二 对电流微观表达式的理解
电流从微观的角度怎样表示？ 提示：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. 理论推导： AD 导体中的自由电荷总数 N＝nlS.
【典例 2】 (多选)横截面积为 S 的铜导线中通有电
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
IΔt C. e
IΔt D. Se
解析：在 Δt 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为

4．恒定电场特点：任何位置的电荷分布和电场强度 都不随时间变化．
判断正误 (1)只要电路中有电源便一定会有电流．( ) (2)电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中 有持续电流．( ) (3) 恒 定 电 场 的 电 场 强 度 不 变 化 ， 一 定 是 匀 强 电 场．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)×
IΔt，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为 N＝IΔq t，
故 C 正确，D 错误；把 I＝neSv 代入 N＝IΔe t可得 N＝
nvSΔt，故 A 正确，B 错误．
答案：AC
题后反思 求解电流的两种方法
1．根据电流的定义 I＝qt 求解． 但是对于电荷量要注意理解，当导体中有正负两种电 荷同对向相反的方向定向移动时，公式中的电荷量应该是 两种电荷量的绝对值之和，即 q＝|q1|＋|q2|. 2．根据电流的微观表达式 I＝nvqS 求解． 正确理解公式中各量的意义，n 表示导体中单位体积 内的自由电荷数，v 表示自由电荷定向移动速率，q 表示 自由电荷的电荷量，S 表示导体的横截面积．
解析：(1)根据电流强度的定义式可得 I＝qt ＝1100Cs ＝1 A，所以导体中的电流为 1 A.
(2)通过电解槽横截面积的总的电荷量为 10 C＋10 C ＝20 C，所以电解液中的电流为：I＝qt ＝2100Cs ＝2 A.
题后反思 1．公式 I＝qt 中 q 是时间 t 内通过某横截面的电荷量， 不是单位横截面的电荷量． 2．用公式 I＝qt 计算电流大小时，只需代入电荷量的 绝对值，且 q 要与时间 t 相对应．
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．
③电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数 运算法则，所以电流不是矢量而是标量．
【典例 1】 (1)在金属导体中，若 10 s 内通过横截 面的电荷量为 10 C，则导体中的电流为多少安？
(2)某电解槽横截面积为 0.5 m2，若 10 s 内沿相反方 向通过横截面的正、负离子的电荷量均为 10 C，则电解 液中的电流为多少安？
知识点一 电源 提炼知识 1．电源是不断地把电子从正极搬运到负极从而维 持正负极之间一定电势差的装置． 2．电源的作用是移送电荷，维持电源正负极间有一 定的电势差，从而保持电路中有持续电 流，电源P在内部能把电子从正极A搬运到 负极B.
3．恒定电场的形成：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．
总电荷量 Q＝Nq＝nlSq. 所有这些电荷都通过横截面 D 所需要的时间：
t＝vl . 根据公式 q＝It 可得，导体 AD 中的电流：
I＝Qt ＝nllSq＝nqSv. v
1．建立模型． 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.
5．方向：电流是标量，但有方向，导体内正电荷定 向移动的方向为电流方向，即电流方向与负电荷定向移 动的方向相反．
6．单位：安培，符号：A．
判断正误 (1) 电 流 是 矢 量 ， 电 荷 定 向 移 动 的 方 向 为 电 流 的 方 向．( ) (2)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量 就越多．( ) (3)导体中的电流，实际上是正电荷的定向移动形成 的．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)×
(2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子，电流的 方向与自由电子定向移动的方向相反．
3．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)三点说明． 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．
2．理论推导． AD 导体中的自由电荷总数 N＝nlS. 总电荷量 Q＝Nq＝nlSq.
所有这些电荷都通过横截面 D 所需要的时间 t＝vl . 根据公式 q＝It 可得： 导体 AD 中的电流 I＝Qt ＝nllSq＝nqSv.
v 3．结论． 由此可见，从微观上看，电流取决于导体中单位体 积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动 速率的大小，还与导体的横截面积有关．
提示：I＝qt 是电流的定义式，I 与 q 和 t 无关；该公 式既适用于金属导体导电，也适用于电解液导电；尽管 电流有方向但它却是标量．
1．电流的形成． (1)形成：当导体和电源连接后，导体中形成恒定电 场，自由电荷在导体内在电场力的作用下定向移动，从而 形成电流． (2)产生电流的条件：导体两端有电压． (3)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合． 2．电流的方向． (1)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．