人教版物理选修3-1第二章 第1节 电源和电流

(3)符号及单位：电流用符号 I 表示，单位是安培，符 号为 A。常用单位还有 毫安 (mA)和 微安 (μA)，1 A＝
103 mA＝ 106 μA。 q (4)表达式： I＝ t (q 是在时间 t 内通过导体某一横截
面的电荷量)。 (5)方向：规定 正电荷 定向移动的方向为电流方向。 [说明] 理解电流概念的几个要点 q (1)公式 I＝ t 中，q 是通过导体横截面的电荷量，而不 是通过导体单位横截面积的电荷量。
(2)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。 (3)导体横截面的选取是任意的，电流的大小与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ截面无关。 (4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定 向移动的方向相反。 在电源外部的电路中， 电流的方向是从电源的 正极流向负极； 在电源的内部， 电流的方向是从电源的负极流向正 极。电流虽然有大小和方向，但电流是标量，因此电流的合成不遵 循平行四边形定则。
②[判一判] 1． 通电后， 外电路中的电场为恒定电场， 在电场力作用下，电荷将做匀加速运动( × ) q 2．由 I＝ t 知，流过导体某一截面的电荷 量越大，电流越大( × ) 3．粗细不均匀的通电导线，电流处处相 等，越粗的位置，单位体积内的自由电荷数 越少( √ )
[知识预览] 1．对电源的认识：电源的作用和形成电流的三种电荷 2．电流的理解和计算：金属导体、电解液中电流和环形电流的 计算 3．电流的微观表达式
稳定 的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(4)恒定电场与静电场的关系：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， 因此其基本性质 与静电场相同， 在静电场中所学的电势、 电势差及其与电场 强度的关系，在恒定电场中同样适用。
2．恒定电流 (1)概念：大小、方向都 不随时间 变化的电流。 (2)形成： 恒定电场 使自由电荷定向运动的速率 增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由 电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。 3．电流 (1)概念：电荷的 定向移动 形成电流。 (2)物理意义：表示电流 强弱程度 的物理量。
[典型例题] 例 1.下列关于电源的说法中正确的是( )
A．电源的作用是在电源内部把电子由负极 搬运到正极，保持两极之间有电压 B．电源把正、负电荷分开的过程是把其他 形式的能转化为电势能的过程 C．电荷的移动形成电流 D．只要电路中有电源，电路中就会形成持 续的电流
[解析]
在电源内部， 电源把电子由
第1节
电源和电流
[学习目标] 1．了解形成电流的条件，知道电源的作用，了解恒定电流。 2．理解电流的定义，知道电流方向的规定及单位。 3．了解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。
一、电源┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．定义：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，维持电源正、负极间有一定的 电势差 。 (2)保持电路中有 持续 的电流。 [注意] 有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同 时满足两个条件： (1)电路中有电源。 (2)电路必须是闭合的，即必须用导线将电源接通。
3．环形电流的计算 环形电流的计算采用等效电流的观点分 析。所谓等效电流，就是把电子周期性地通 过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通 过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运 动的电荷，常取一个周期来计算等效电流。 q q 利用 I＝ t ＝T求等效电流。
[典型例题] 例 2.某电解池中， 若在 2 s 内各有 1.0×1019 个二价正离子和 2.0×1019 个一价负离子通过 某横截面，那么通过这个横截面的电流是 ( ) A．0 C．1.6 A B．0.8 A D．3.2 A
正极搬运到负极，这一过程要克服静电 力做功，其他形式的能转化为电势能， 选项 A 错误，B 正确；电荷的定向移动 才形成电流，选项 C 错误；电路中要形 成持续的电流，既要有电源，电路又要 闭合，两者缺一不可，选项 D 错误。 [答案] B
[即时巩固] 1．[多选]关于电源，下列说法正确的是( A．电源是将电能转化为其他形式能的装置 B． 电源是把电子从正极经电源内部搬运到负极的装置 C．电源的作用是使导线中形成静电场 D．电源的作用是维持导线两端有恒定的电压 )
①[判一判] 1．电源的作用是在电源内部把电子由正 极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳 定的电势差( √ ) 2．只要电路中有电源，电路中就一定有 电流( × ) 3．电源实质上也是一个用电器( × )
二、恒定电流┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．恒定电场 (1)定义：由 稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。 (2)形成：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。 (3)特点：导线内的电场线与导线 平行 ，电荷的分布是
解析：电源是将其他形式的能转化为电能的装 置，A 错误；电源的作用是把电子由正极搬运到负 极，维持导线两端有恒定电压，B、D 正确，C 错误。 答案：BD
1.金属导体中电流的计算 q 金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用 I＝ t 计算 时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的自由电子的电 荷量。 2．电解液中电流的计算 q 电解液中的自由电荷是正、 负离子， 运用 I＝ 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。
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，搬运电荷的过程是将电源内 部储存的其他形式的能转化为电能的过程。 2．形成电流的三种电荷 形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子， 其中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。