恒定电流电源和电流
高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学
第1节 电源和电流1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质．一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场(1)恒定电场：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．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．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)公式：I ＝q t或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103mA ；1 A ＝106μA．判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( )(2)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，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( )(3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( )(4)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，电场线与导线表面垂直．( )(5)公式I ＝qt中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√想一想 电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定电流吗？提示：不一定．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流．做一做 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，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( )A ．vqB ．q vC ．vqSD ．qv S提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t得I ＝vq ，A 正确．对电流的理解1．电流的形成(1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压．(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合．2．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．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)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 ＝q t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 ＝q t的变形，是求电荷量的重要公式．4．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．命题视角1 对电流定义的理解(多选)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[解析] 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确．[答案] CD命题视角2 定义式I ＝q t的应用(2018·重庆校级期中)如图所示，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 ，以下解释中正确的是( )A ．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）e tC ．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A →B ，电流强度I ＝（n 1＋n 2）e t[解析] 正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，A 、B 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，与正、负电荷的数量无关，C 错误，D 正确． [答案] D不同导体中电流的计算方法(1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．(2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I ＝q t求气体导电电流时，q 应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I ＝q t求解等效电流．【题组突破】1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．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，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D ．导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．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 ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确． 电流的微观解释1．建立“柱体微元”模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体l ，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 ．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 ＝lv ．根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t＝nlSql /v＝nqSv ． 3．影响因素：从微观上看，电流取决于导体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和导体的横截面积．4．结论：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、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．5．两个公式的比较I ＝q tI ＝nqSv公式性质 定义式 决定式 电流的意义 时间t 内的平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度大量电荷定向移动的宏观表现形成电流的微观实质联系 由I ＝q t可导出I ＝nqSv 【题组过关】1．(多选)有一横截面积为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e ，此电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A ．nvS ΔtB ．nv ΔtC ．I ΔteD ．I ΔtSe解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte，C 正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I ＝nevS ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝nevS Δte＝nvS Δt ，A 正确，B 错误．2．(2018·广东佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I ΔleS m 2eU B ．I Δle m 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δlem 2eU解析：选B ．设电子刚射出电场时速度为v ，长为Δl 的电子束内的电子数为n ，则eU ＝12mv 2 ①I ＝ne Δt ②Δt ＝Δl v③由①②③式解得n ＝I Δle m2eU，故B 正确．[随堂检测]1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )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 ．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能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解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．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，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B 正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错误．电源是对电路提供能量的装置，故D 错误．2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD ．由电流定义知I ＝q t ＝net，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．3．(高考上海卷)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1．2×10－5A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(e ＝1．6×10－19C)( )A ．3．0×1012B ．1．5×1013C ．7．5×1013D ．3．75×1014答案：B4．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1．6×10－19C)(2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8．5×1028个自由电子) 解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11．6×10－19(个)＝6．25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqSv 得自由电子的平均移动速率v ＝I nqS＝18．5×1028×1．6×10－19×1×10－6 m/s ≈7．35×10－5m/s ． 答案：(1)6．25×1018个 (2)7．35×10－5m/s[课时作业] [学生用书P129(单独成册)]一、单项选择题1．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝q t，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位解析：选D ．依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，选项A 错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B 、C 错误；选项D 正确．2．金属导体内电流增强，是因为( ) A ．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C ．导体内电场的传播速率增大 D ．导体内自由电子的热运动速率增大解析：选B ．对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确；导体内自由电子的热运动与电流的大小无直接关系，D 错误．3．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I ．则下列说法中正确的是( )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解析：选D ．v 0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A 错误．对于电流微观表达式I ＝nqSv ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ，电荷量Q ＝nvte ，所以电流I ＝Q t ＝nev ，所以v ＝I ne，故B 、C 错误，D 正确．4．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个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9．375×1021个． 5．如图所示的电解池，在1 s 的时间内，共有3 C 的正离子和3 C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是( )A ．0 AB ．1．5 AC ．3 AD ．6 A解析：选D ．电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I ＝q t 得，电路中的电流I ＝3＋31A ＝6 A ，故D 正确．6．(2018·重庆市万州二中高二期中)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 ＝3×108m s ，电子电荷量e ＝1．6×10－19C)( )A ．5×1010B ．5×1011C ．1×102D ．1×104解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81．6×10－19个＝5×1011个．7．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，今有一根横截面积为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( )A ．光速cB ．I neS C ．IρneSmD ．mIneSρ解析：选D ．假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m ，I ＝q t ＝vSρne m ，于是得：v ＝ImneSρ． 二、多项选择题8．关于电流的方向，下列说法中正确的是 ( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反解析：选AD ．在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误；电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确．9．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，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝nqSv 可得v ＝I nqS ，故D 对． 10．(2018·福建宁德一中高二检测)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应满足( )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、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：选AB ．截取圆环的任一截面S ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有：I ＝q t ＝Q T ，又 T ＝2πω，所以I ＝Qω2π．分析各选项可知本题选A 、B ． 三、非选择题11．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s 内分别有1．0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，溶液中的电流方向如何？电流为多大？解析：NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动的方向相同，即由A 流向B ．Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1．6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝ 1．0×1018×1．6×10－19＋1．0×1018×1．6×10－192 A ＝0．16 A ．答案：由A 流向B 0．16 A12．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？解析：通过的电荷量为：q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C ≈0．35 C通过的电子个数为：N ＝q e ＝0．351．6×10－19个≈2．19×1018个． 答案：0．35 C 2．19×1018个。
人教版高中物理必修第三册同步教案11.1电源和电流
第1节电源和电流学习目标1.知道电源的作用,掌握电流的形成条件,知道恒定电流的概念。
2.知道电流的定义、单位及方向的规定,会用公式I=分析相关问题。
3.电流形成的微观解释及微观表达式的使用。
自主预习电源:1.概念:电路中在电场力作用下能把从A到B的装置。
2.作用(1)移送电荷,维持电源正、负极间有一定的。
(2)保持电路中有的电流。
恒定电流:1.恒定电场(1)定义:由电路中的电荷所产生的稳定的电场。
(2)特点:电荷的分布是稳定的,不会随时间变化。
2.恒定电流定义:大小、都不随时间变化的电流。
3.电流(1)物理意义:反映了电流的程度。
(2)表达式:I=(3)单位:在国际单位制中电流的单位是,简称,符号是。
常用单位有、(单位符号分别为、)。
(4)电流的方向:规定定向移动方向或定向移动的反方向为电流方向。
课堂探究[情境设问]雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光。
电容器,先直接给它250V的电压充电,然后两根引线连接,也就是短路。
听到啪的一声,看到闪耀的光,说明有电流。
直接接在灯泡两端,观察到什么现象?为什么雷鸣电闪时,强大的电流能使天空发出耀眼的强光,但它只能存在于一瞬间,而手电筒中的小灯泡却能持续发光?(一)电源A、B两个导体,分别带正、负电荷。
电荷周围有电场。
[思考讨论]1.请画出电场线来描述电场。
2.请描述一下这幅图中电势的高低情况。
3.电流是如何形成的?4.自由电子为什么会定向移动?从哪里移动到哪里?5.这样移动的结果,会引起什么物理量发生变化?[演示实验]电容器的充放电,静电感应起电机。
我们当然不希望电流是如此短暂的,那应该怎么办?怎样产生持续的电流?[类比分析]这是两个装了水的容器,液面高度不同,现用一根橡胶管连接两个容器,若要使水持续流动,应该怎么做?结论1:电源的作用:(二)恒定电流的含义[思考讨论]1.在恒定电场中,自由电子做什么运动?与静电场有何不同?2.那电流如何变?这会带来什么现象?3.导线中的微观粒子除了自由电子外,还有其他微观粒子,它们会对电子带来什么影响呢?结论2:恒定电流的含义:(三)恒定电流的大小下课铃想,同学们纷纷走出教室,到户外活动。
第1节 电源和电流
第十一章电路及其应用第1节电源和电流[学习目标] 1.了解持续电流形成的原因，知道电源的作用，认识常见的电源。
2.对比静电平衡条件，认识导体中的恒定电场和恒定电流。
3.理解电流的定义，知道电流的单位和方向。
4.理解电流形成的微观实质。
知识点一电源与恒定电流❶电源(1)定义：能把电子从电源正极搬运到电源负极的装置就是电源。
(2)作用：使导体两端始终存在电势差。
❷恒定电场(1)形成：电源正、负极周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
电荷的分布和电场的分布不随时间变化。
(2)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。
(3)特点：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。
❸恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流，叫作恒定电流。
(2)电流：表示电流的强弱程度。
①表达式：I＝q t。
②单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
1 A＝103 mA＝106 μA。
③方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【思考】如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流。
(1)盐水中的电流沿什么方向？(2)假设电子的电荷量为e，t时间内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚线面，则电路中的电流为多大？提示(1)电流方向向左(2)I＝2Ne t1.电流的形成电荷的定向移动形成电流。
当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流。
(1)产生电流的条件：导体两端有电压。
(2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。
2.对电流的理解(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。
(2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极。
(3)I＝qt是电流的定义式，用该式计算出的电流是时间t内的平均值。
恒定电流
第十四章恒定电流第一节电源和电流教学目标一、知识目标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、理解电源的定义，知道电流的单位及方向的规定。
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。
4、理解电流的概念和定义式I=q/t，并能进行有关的计算.知道公式I=nqvS，但不要求用此公式计算.二、能力目标1、培养学生运用数学图象处理物理问题的能力，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力.2、通过阅读教材中的阅读材料“自由电子定向移动的速率”，培养学生处理信息、获取新知识的能力.3、培养学生抽象和概括、分析和综合等思维能力以及科学的语言文字表达能力.教学重点电流的概念及定义式教学难点公式I = nqsv的推导和理解是本节课的教学难度之一，另外伏安特性曲线的物理意义也是本节课的难点教学方法启发、设问、探究、讲练相结合教学用具电脑、CAI课件课时安排1课时教学过程本节学习目标知道导体中形成电流的条件，理解电流的概念和公式I = q / t，并能进行有关的计算，知道I = nqvs 导入：从今天开始，我们一起来学习电学部分的第二章《恒定电流》。
这部分的知识，同学们在初中已经学过其中一部分，我们将在以前所学内容的基础上进一步的来挖深拓宽。
本章的实验是高考实验部分考核的重点，大家在学习时一定要引起高度注意。
本节课，我们先来学习第一节——电源和电流。
新课教学：一、电源雷电天气里，天上的闪电，一闪即逝，手电筒中的小灯泡却能持续发光。
大家知道这是为什么吗？电源。
那么，电源是个什么装置？它到底在手电筒中的小灯泡持续发光的过程中扮演着什么养的角色呢？以下例为例说明A、B两导体分别带正负电荷。
从上一章内容我们可以知道，它们周围存在电场。
若在它们之间连接一条导线，自由电子便会在静电力的作用下沿导体做定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。
第11章 第1节 电源和电流 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
(2)当导体中有正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成电流时，公式中的 q 应为通
过导体横截面的正、负两种电荷的电荷量绝对值之和．
(3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．
[训练 1] 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 C．9.375×1021 个
5
与导体的横截面积有关． 3．区别三种速率 (1)电子定向移动的速率：电流就是由电荷的定向移动形成的．电流 I＝nqSv 中的 v 就
是自由电子定向移动的速率，大小约为 10－4 m/s． (2)电子热运动的速率：导体内部电子在不停地做无规则热运动，不能形成电流，大小
约为 105 m/s． (3)电流传导的速率：等于光速．
的电荷量为 e，今有一根横截面积为 S 的铜导线，通过电流为 I 时，电子定向移动的平均速
率为( )
A．光速 c
B． I neS
C． ρI neSm
D． mI neSρ
D [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 vtS 中的自由电子数，而体积为 vtS 的铜的质量为 vtSρ，摩尔数为vtSρ，自由电子数为 m
之间的关系．
一、电源 1．电源维持导体(或电路)两端有一定的电势差． 2．在闭合电路中，电源能把电子从电源的正极搬运到电源的负极． [判断] (1)电源的两极间存在一定的电势差．(√) (2)电源能把正电荷从正极搬到负极．(×) (3)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能．(√) 二、恒定电流 1．恒定电场 (1)定义：由电路中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． 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流． (2)电流 ①定义：通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值．
高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题
高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流1.电流 电流的定义式：tqI 决定式：I ＝R U电流的 微观表达式I=nqvS注意：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 计算电流强度时应引起注意。
1． 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电量为3 C ．求电解槽中电流强度的大小。
2． 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。
已知质子电荷e =1.60×10-19C 。
这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。
假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。
第二节 电阻定律在温度不变时，导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，即R=ρSl. A.在公式R=ρSl中，l 、S 是导体的几何特征量，比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体，它们的电阻率不相同.B.对于金属导体，它们的电阻率一般都与温度有关，温度升高时电阻率增大，导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时，就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围，不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，这是非常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论，其正确性也必须通过实践(实验)来检验.C.有人根据欧姆定律I=R U 推导出公式R=IU，从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论，可以从两个方面来分析：第一，电阻是由导体的自由结构特性决定的，与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系，加在导体上的电压大，通过的电流也大，导体的温度会升高，导体的电阻会有所变化，但这只是间接影响，而没有直接关系；第二，伏安法测电阻，是根据欧姆定律，用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电阻的电流，由公式R=IU计算出电阻值，这是测量电阻的一种方法.D.半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度，使半导体受到光照，在半导体中加入其他微量杂质等，可使半导体的导电性能发生显著变化，正是因为这种特性，使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象：当温度降低到绝对零度(0K)附近时，某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体，叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为T C ).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮，这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料，以使之广泛应用.例1 关于电阻率，下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它制作标准电阻解析 本题涉及到的知识，在教材中都有相当简洁、明确的说明，都是必须了解的基本知识，认真阅读教材，就可知道选项B 、C 、D 都是正确的.例2 下列说法中正确的是( )A.由R=U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B.由I=U/R 可知，通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定，任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律I=U/R ，不仅适用于金属导体的导电情况，对于别的电路也适用. 解析 由电阻定律知，导体的电阻是由本身的物理条件决定的，与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的，与温度有关.温度发生变化，电阻率也会改变，所以C 错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路，不一定适合于一切电路，所以D 错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】例1 一只标有“220V 60W ”的白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220V.在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是( )解析 由电阻的定义式R=IU知：在U —I 图线上，某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U/I 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V 时，钨丝由红变到白炽，灯丝的温度不断升高，电阻将不断增大.A 图线表示U/I 为一定值，说明电阻不变，不符要求；C 图线上各点的U/I 值随U 的增大而减小，也不符合实际；D 图线中U/I 的值开始随U 的增大而增大，后来随U 的增大而减小，也不符合实际；只有B 图线中U/I 的值随U 的增大而变化，符合实际.此答案应选A 、C 、D.评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V 的含义，即热功率增大，白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的，这是这道题解答的关键地方.例2 下图是a 、b 两个导体的I-U 图象：(1)在a 、b 两个导体加上相同的电压时，通过它们的电流强度I A ∶I B = . (2)在a 、b 两个导体中通过相等的电流时，加在它们两端的电压U A ∶U B = . (3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶R B = . 解析 本题给出的是I-U 图象，纵轴表示通过导体的电流，横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a 、b 两端的电压相等时，通过它们的电流比为B A I I =︒︒30tan 60tan =3/13=13 (2)通过a 、b 的电流相等时，a 、b 两端的电压比为B A U U =︒︒30cot 60cot =33/1=31(3)由(1)或(2)都可以推导出a 、b 两个导体的电阻比为B A R R =311.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。
高二物理电源和电流知识点
高二物理电源和电流知识点一、电源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)二、电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
四、电流(强度)1. 电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流，即：单位：安培(A) 常用单位：毫安(mA)、微安(μA)2、电流是标量，但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意：(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
高二物理知识点原子核的组成原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数。
原子核的衰变;半衰期⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
放射性的应用与防护;放射性同位素放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷。
1.电源和电流
(2)某电解槽的横截面积为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I＝________ A.
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
解析： (1)金属导体中定向移动形成电流的电荷是自由 电子，在 10 s 内通过导体横截面的电荷量 q1＝10 C，故 I1 q1 ＝ t ＝1 A. (2)电解槽中定向移动形成电流的电荷是沿相反方向运 动的正、负离子，在 10 s 内通过横截面的电荷量 q2＝20 C， q2 故 I2＝ t ＝2 A.
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第二章
恒定电流
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(2)对电流的进一步理解 ①电流虽有方向，但不是矢量，是标量．遵循代数运算 法则． ②电流方向规定为正电荷定向移动方向， 金属导体中电 流方向与自由电子定向移动方向相反． q ③电流定义式 I＝ t 为单位时间通过某一横截面的电荷 量，q 只代入绝对值．电解液中正、负离子定向移动方向虽 然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向相同，q 应
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恒定电流
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1．电源和电流
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第二章
恒Байду номын сангаас电流
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恒定电流
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恒定电流
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一、电源
1．电源的定义
电源是不断把 负电荷 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 (1)从电荷移动角度看 电源的作用就是移送电荷，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． 电子 从正极A搬运到负极B，
恒定电流
第二章恒定电流一、电源和电流1、电流产生的条件：（1）导体内有大量自由电荷（金属导体——自由电子；电解质溶液——正负离子；导电气体——正负离子和电子）（2）导体两端存在电势差（电压）（3）导体中存在持续电流的条件：是保持导体两端的电势差。
2电流的方向电流可以由正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成，也可以是由正负电荷同时定向移动形成。
习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明：（1）负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
（2）电流有方向但电流强度不是矢量。
（3）方向不随时间而改变的电流叫直流；方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。
通常所说的直流常常指的是恒定电流。
二、电动势1．电源（1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
（2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。
【注意】在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。
2．电动势（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
（2）定义式：E=W/q（3）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。
电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
【注意】：①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3．电源（池）的几个重要参数①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。
②内阻（r）:电源内部的电阻。
③容量：电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是：A·h，mA·h.【注意】：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。
第十七讲 电源和电流-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程(人教版2019)(解析版)
太低，力太小（如图乙 3），会增加离线率；如果升的高度太高，力太大（如图乙 1），会使滑板和接触线 间产生较大的机械磨耗。因此弓网接触压力必须在一定范围内波动。受电弓获得的电流大小随压力的增大
而增大，如果受电弓的高度变化，接触网各点对受电弓施加的力不同，从而导致受电弓获得的电流大小随
时间发生如图丙中（A）的变化。为保证获得的电流大小稳定（如图丙中的 B），受电弓高度变化的图像应 该是下列选项中的（ ）
(6)电流的微观表达式 I＝nqSv
①建立模型
如图所示，AB 表示粗细均匀的一段导体，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.设导体的长度为 L，横截面积为 S，导体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.
1
②理论推导
导体 AB 中的自由电荷总数 N＝nLS
总电荷量 Q＝Nq＝nLSq
B．重力势能只有大小没有方向，故 B 错误；
C．电势只有大小没有方向，故 C 错误；
D．电流有大小又有方向，故 D 正确。
故选 D。
7．（2021·江苏南通市·启东中学高一月考）横截面直径为 d、长为 L 的导线，两端电压为 U，当三个参量
中一个或两个变化时，不影响自由电子定向移动的平均速率是（ ）
R
S
L
3．（2015·上海高考真题）重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5 价重离子束，其电流强度为
3
1.2 105 A ，则在 1s 内发射的重离子个数为（ e 1.6 1019 C ）
A． 3.0 1012
B． 1.5 1013
C． 7.51013
D． 3.751014
【答案】B 【解析】
根据公式 Q It ，可得在单位时间内发射的粒子的电荷量为 Q 1.2 105C ，故个数为
2024年高二暑假985培优讲义：第06讲电源和电流、导体的电阻(含解析)
2024年高二暑假985培优讲义:第06讲电源和电流、导体的电阻(含解析)第06讲电源和电流、导体的电阻*学号目标彳1.理解电源和电流、导体的电阻的概念、定义式、单位2.掌握不同情况下电流和电阻的计算|函基础知厂：---------------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII-----------------------【基础知识】一、电源1.定义：电源是能不断把电子从正极搬运到负极的装置。
2.作用:(1)移送电荷，使电源正、负极间有一定的电势差。
(2)使电路中有持续的电流。
二、恒定电流1.恒定电场：(1)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。
2.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。
三、对电流的理解1.电流的形成：(1)形成原因：电荷的定向移动。
(2)形成条件：导体两端有电压。
⑶电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。
2.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，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故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⑴定义式：/=3(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，应用/=为时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
4.电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，电流不是矢量而是标量。
四、电流的微观表达式1.推导过程：⑴情境。
如图所示,沥表示粗细均匀的一段导体，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K,设导体的长度为』，横截面积为S,导体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。
(2)推导：导体力合中的自由电荷总数N f LS,总电荷量Q=NqrLSq,所有这些电荷都通过横截Q*q二nqSv。
高中物理新教材同步必修第三册 第11章恒定电流 1 电源和电流
D.INMAρSe
解析 设该导线中自由电子定向移动的速率为v，自由电子从一端定向 移动到另一端所用时间为t，每个原子可提供一个自由电子， 则导线中原子数目与自由电子的数目相等，为 n＝ρMSvtNA t时间内通过导线横截面的电荷量为q＝ne
则电流强度 I＝qt ＝ρSvMeNA 解得 v＝ρSMNIAe，故选项 A 正确.
(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.
3.区别三种速率
自由电荷定向移 自由电荷定向一般为10－4 m/s
导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动，
二、电流的微观表达式 1.电流的微观表达式的推导 如图5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， 导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量大小为q.则：
图5
导体 AD 内的自由电荷全部通过横截面 D 所用的时间 t＝vl .导体 AD 内的自由电荷总数 N＝nlS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
解析 正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的 定向移动，故A错误； 电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B 错误； 电流的大小取决于电荷量与时间的比值，与自由电荷无关，故C错误； 国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培” 是基本单位，故D正确.
图3 答案 盐水中的电流是Na＋、Cl－定向移动形成的，金属导体中的电流 是电子定向移动形成的.
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 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. 3.电流是标量 电流虽然有方向，但它不是矢量而是标量.
恒定电流1(电源和电流、电动势、欧姆定律、串并联电路)
恒定电流1（电源和电流、电动势、欧姆定律、串并联电路）恒定电流：电流概念：单位时间内通过导体某一横截面的电荷量例1.半径为R 的橡胶圆环均匀带正电荷，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度w 匀速转动，则由环产生的等效电流 （ ） /多选/A. 若w 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w 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C. 若使w 、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D. 若使w 、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小例2.如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2s 内分别有1.0*1018个Na +和Cl - 通过溶液内部的横截面M ，试问：溶液中的电流方向如何？电流有多大？(e=1.6*10-19C)例3.如图是静电除尘器示意图。
A 接高压电源的正极，B 接高压电源的负极，AB 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A 的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电荷，吸附到正极A 上，排除的烟就成为清洁的了。
已知每千克煤粉会吸附m mol 电子，每昼夜能除尘n kg ，计算高压电源的电流强度I ，电子电荷量设为e ，阿伏伽德罗常数为N A ，一昼夜时间为t 。
例4.来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。
已知质子的电荷量e=1.6*10-19C ，这束质子流每秒打到靶上的质子数为 个。
假定分布在质子源和靶之间的加速电场是均匀的，在质子束与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别是n 1和n 2，则n 1/n 2= 。
w R S S M A B 电源 高压电源 AB外接法和内接法 ：R 2>>Rv*Ra 采用内接 R 2<<Rv*Ra 采用外接/如何辨别变化明显的含义/例5.用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时可采用试触的办法，如图让电压表一端接在电路上的a 点，另一端先后接到b 点和c 点，注意观察两个电表的示数。
高中物理选修3-1笔记 恒定电流
第二章恒定电流2.1电源和电流一、电源1.定义：能把电子从A搬运到B的装置2.作用：能使电路中维持持续的电流3.种类：干电池、蓄电池、发电机二、恒定电场1.定义：闭合回路中电源两极上带的电荷和导线和其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的电场。
这种由稳定分布的电荷所产生的电场，称为恒定电场。
2.特点：1）基本性质与静电场相同，但不是静电场，是动态平衡。
2）电场线处处沿着导体的方向。
三、恒定电流1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流。
2.定义式：q表示时间t内通过导体某横截面的电荷量单位：安培，简称安，符号A。
3.方向1）规定正电荷定向移动的方向为电流方向2）在电源外部电路，电流从正极流向负极3）在电源内部电路，电流从负极流向正极4.测量仪器：电流表5.电流分类1）交变电流：方向随时间作周期性变化的电流2）直流电流：方向不随时间变化的电流3）恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流4）脉动电流：强弱随时间变化的直流电流6.电流的微观式：n单位体积电荷数；s导体横截面积；l导体长度，e单位电荷量，v电荷定向移动速率7.电流的决定式（欧姆定律）四、补充：三个速度电荷定向移动：10-5m/s，极小，电流成因热运动：105~106m/s，电阻成因场传播：3×108m/s，即电流的传播速率注意：电荷定向移动速率不是电流的传播速率2.2电动势一、电源的作用1.电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
2.电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。
3.干电池1）非静电力：化学作用2）化学能→电势能4.发电机1）非静电力：电磁作用2）机械能→电势能二、电动势1.定义：非静电力把电荷从电源负极送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势。
1）等于电源没有接入电路时两级间的电压2）等于短路时的路端电压3）等于电路内、外电压之和4）等于将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力做的功2.公式：电源从负极到正极移送电荷q时非静电力所做的功为W单位：伏特（V）3.物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。
最新人教版高中物理必修三第十一章电路及其应用 1电源和电流
第十一章 电路及其应用1．电源和电流【课程标准】观察并能识别常见的电路元件，了解它们在电路中的作用。
【素养目标】1.知道电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。
(物理观念)2．理解电流的定义和定义式I ＝q t ，并会分析相关的问题。
(科学思维) 一、电源 1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置。
2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。
(2)使电路中的电流能够持续存在。
二、恒定电流1．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
2．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。
3．电流(1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(2)公式：I ＝q t。
(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A 。
常用的电流单位还有毫安(mA )和微安(μA )。
1 mA ＝10－3A ，1 μA ＝10－6A 。
(4)方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
【生活链接】为什么电闪雷鸣时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间？提示：电荷很快中和，电压变为零，电流也就消失了。
某同学学习电源和电流后，总结出以下结论：①任何物体两端的电势差不为零，就有电流。
②电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。
③导体中电荷运动就形成了电流。
④电流有方向，它是一个矢量。
⑤导体中的电流，实际是正电荷的定向移动形成的。
⑥电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。
你的判断：正确的结论有②⑥。
一、电源和电流(物理观念——运动观念)闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。
若某次闪电是在云与地之间发生的，在放电时间内电子从地面向云层移动，则该次闪电放电电流的方向如何？提示：在放电过程中，电子从地面向云层移动，由于电子带负电，因此电流的方向从云层指向地面。
1．电源的作用(1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。
(2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能。
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特别提醒
第 二 章 恒 定 电 流
计算电流时，首先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、负离子同时存在．其
次要注意计算电流大小时，只需代入电量的绝对值．另
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外公式是I＝q/t而不是I＝q/(St)．
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3．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，
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但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用
I＝
时， q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝
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对值之和． 4．不能说I∝q，I∝ 可知I与q及t无关． ，因为由I＝nq′Sv(决定式)，
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本章的核心内容是欧姆定律；重点是电路的分析
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和计算；难点是电路的设计；高考热点是电路动态分析
和实验．
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第 二 章 恒 定 电 流
第一节
电源和电流
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重点难点：导体中电流的形成原因．
第 二 章 恒 定 电 流
易错问题 ：应用 I ＝ q/t 求电解液中的电流时， q 应
为正、负电荷的绝对值之和．
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在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度
的关系等，在恒定电场中同样适用．
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四、恒定电流
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大小 、方向 都 不 随 时 间 变 化 的 电 流 称 为 恒 定 电
流．
1．电流的定义： 单位时间内通过某导体横截面的 电荷量． 2．公式： I＝q/t .
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二、电源的作用
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1．维持电源的正、负极间有一定的 电势差 ．
2．在闭合电路中，使导线中的自由电子发生
定向移动 ，保持 持续 的电流．
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三、恒定电场
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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：任何位置的场强 都不随时间发生变化．
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课标定位
学习目标： 1. 了解形成电流的条件，知道电源的 第 二 章 恒 定 电 流
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，会用公式 q＝It分析相关问题． 3．能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．
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二、电流的微观表达式
如图2－1－1所示，AD表示粗细均匀的一段导体 l， 第 二 章 恒 定 电 流
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，每个自由电荷所带的电荷量为q.
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3．国际单位： 安培 ；常用单位还有 毫安、微安 ．
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第 二 章 恒 定 电 流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、对电流概念的理解
1．电流虽有大小和方向，运算遵循代数法则，但 不是矢量． 2．q＝It是求电荷量的重要公式，其变形公式I＝ 求出的是电流在时间 t内的平均值，对恒定电流来 说，其瞬时值与平均值相等．
一、电流及其产生条件 1．电荷的 定向 移动形成电流． 2．形成电流的条件
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(1)物体内部必有
(2)导体两端存在
自由电荷 ． 电势差 ．
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3．电流的方向：规定 正电荷 定 向 运 动 方 向 为 电流的方向．
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课标领航
第 二 章 恒 定 电 流
本章主要内容有电阻的串并联、欧姆定律、电阻
定律、焦耳定律、闭合电路的欧姆定律、电路中的能量
守恒定律、多用电表、简单的逻辑电路等．
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通过本章学习要学会处理以下几类问题： (1) 电路 第 的简化：对复杂的电路，画出等效电路图，这是一项基 二 章 本功，也是电路分析和计算的基础． (2) 动态直流电路 恒 的分析：电路中某些元件 (如滑动变阻器的阻值 )的变化， 定 电 会引起电流、电压、电阻、电功率等相关物理量的变化， 流 解决这类问题涉及的知识点多，要掌握一定的思维方
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图2－1－1
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AD 导体中的自由电荷总数：N＝ nlS
第 二 章 恒 定 电 流
总电荷量 Q＝ Nq＝ nlSq l 所有这些电荷都通过横截面所需要的时间：t＝ v Q nlSq 所以导体 AD 上的电流：I＝ ＝ ＝ nqSv. t l /v 由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷 的密度、电荷量、定向移动速度，还与导体的横截面积有 关．
法．(3)非纯电阻电路的分析与计算．
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(4)稳态、动态电阻和电容电路的分析与计算．(5)
第 二 章 恒 定 电 流
故障电路的分析与判断．此类问题紧密联系实际，对灵
活运用知识的能力要求较高． (6) 非线性电路的分析与
求解．
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在电解液和金属导体中都可以形成电流 ,它们形成 电流时有什么不同？
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【思考·提示】
金属导体中是自由电子定向移动
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形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电
流．
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