2.1电源和电流
高中物理2.1电源和电流自我小测
电源和电流夯基达标1.下列叙述中，产生电流的条件是( )A.有自由电子B.导体两端存在电势差C.任何物体两端存在电压D.导体两端有恒定电压1解析：要产生电流，需要有自由电荷，故A选项说法不准确，而且要有能驱使电荷做定向移动的作用力——电场力，即有电场，满足上述条件的是选项 B.导体两端有恒定电压，可产生持续的恒定的电流，根据题意，可产生瞬时电流也符合，故不选D项.答案：B2.下列说法中正确的有( )A.导体中电荷运动就形成了电流B.电流的单位是安培C.电流有方向，它是一个矢量D.对于导体，只要其两端电势差为零，则电流就为零2解析：导体中电荷定向移动形成电流，A选项错;电流有方向，但是它是标量，C选项错;对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能发生定向移动，故电流为零，D 选项正确.答案：BD3.对电流概念的正确理解是( )A.通过导体的横截面的电荷量越多，电流越大B.导体的横截面越大，电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大D.导体中的自由电荷越多，电流越大3解析：根据电流的定义I＝q/t可以判断只有C选项正确.答案：C4.下列关于电流的说法中，正确的是( )A.金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率B.温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大C.电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器D.通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速4解析：电流的传播速率等于光速，远远大于自由电子定向移动的速率，A选项错;温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，但是自由电子定向移动的速率并不一定加快，因碰撞更频繁受到的阻碍作用更大，电流有时反而减小，B选项错;电路接通后，电子定向移动的速率很小，电路中很快就有电流，是因为电流的传播速率等于光速，C选项错;通电的金属导体中，自由电子既参与热运动，也参与定向移动，故D选项正确.答案：D5.以下对导体中的电场理解正确的是( )A.导体内的电场在稳定时是和导线平行的B.导体内的电场由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成C.导体中电场始终随时间而变化D.导体内的电场是一种动态的稳定5解析：因电流沿着导线，说明导体内的电场稳定时和导线平行，A选项正确;导体内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷形成的电场叠加的合电场，B选项正确;导体内的电场是恒定电场，有电荷离开接着有另外的电荷补充，是动态的稳定，C项错，D项正确. 答案：ABD6.下列说法中正确的是( )A.电流的方向就是电荷移动的方向B.在某一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C.电流都是由电子的移动形成的D.电子的运动速率越大，电流就越大6解析：电流的方向是正电荷定向移动的方向，A选项错;在直流的外电路，电流的方向是从电源正极流向负极，B项正确;电流的形成是由自由电荷定向移动形成的，但自由电荷不止是电子，如电解液中的正负离子，C选项错;电流的大小与电子定向移动的速率有关，即使是定向移动速率大，电流也不一定大，因为还与单位体积的电荷数、导体的横截面积有关，D选项错.答案：B7.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 7解析：根据I ＝q /t 得t ne te ne e n I /422=⋅+⋅=. 答案：D8.关于电流的说法正确的是( )A.根据I ＝q /t 可知，I 与q 成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C.电流是一个标量，其方向是没有意义的D.在电路中电流的方向总是沿着高电势到低电势的方向8解析：电流可以根据I ＝q /t 计算，但是电流与q 不成正比，与时间也不成反比，A 选项错;根据电流的定义可知B 选项正确;电流是标量，因为正、负电荷定向移动都可形成电流，所以规定好电流的方向以便于分析研究有关问题，电流的方向有意义，C 项错;在电路中电流的方向应该是沿着正电荷受力方向，也就是电场方向，是从高电势指向低电势，D 选项正确. 答案：BD9.一根长为2m ，横截面积为1.6×10–3m 2的铜棒，两端电势差为5.0×10–2V ，铜棒的电阻为2.19×10–5Ω，铜内自由电子密度为8.5×1029m –3.求:（1）通过铜棒的电流；（2）铜棒内的电场强度；（3）自由电子定向移动的速率.9解析：（1）根据欧姆定律 A 102.72A 1019.2109.5352⨯=⨯⨯==--R U I . (2)据E ＝U /d 得m /V 102.5m /V 2100.522--⨯=⨯=E . （3）根据I ＝nqSv 可得:m/s 101.1m/s 106.1106.110105.872.2/5319293---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==nqS I v . 答案：（1）2.72×103A (2)2.5×10–2V/m（3）1.1×10–5m/s10. 右图是静电除尘器示意图，A 接高压电源正极，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，使煤粉带负电吸附到正极A 上，排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附m mol 电子，每昼夜能排出n kg 烟气，计算高压电源的电流I .已知电子电荷量设为e ，阿伏加德罗常数为N A ，一昼夜时间为t .11.来自质子源的质子（初速为0），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流为1mA 的细柱形质子流.已知质子的电荷量为e ＝1.6×10–19C ，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，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，其中质子数分别为n 1和n 2，求n 1和n 2的比值.因为m ，q ，E 为常量，所以L mqEL v ∝=2 拓展探究12.李明同学学习本节后认为电路接通后自由电子从电源出发，以很大（可能接近光速）的定向移动速率，在金属导体中运动，很短时间到达用电器，所以不会看到开灯好长时间才见灯亮的现象，请利用下面有关资料探究李明说法的正确性.横截面积S ＝1mm 2的铜导线，可允许通过的最大电流为1A ，铜在单位体积内自由电子数为8.5×1028个/m 3.参考答案10解析：流过电源的电荷量Q 跟煤粉吸附的电荷量Q ′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q ′＝12Q ,因为Q ′＝mnN Ae ，Q ＝It 所以It e mnN A 21=,I ＝2mnN A e/t . 答案：2mnN A e/t11解析：设每秒打到靶上的质子数为n ，则151931025.6106.1101/⨯=⨯⨯===--e I t e Q n . 在一段极短的质子流(Δl )中，质子的运动可以等效为匀速运动.根据电流的定义式，有 lnev v l ne t Q I ∆=∆=∆∆=/ 因为I ，Δl ，e 为常量，所以，vev l I n 1∝∆=设电场强度为E ，根据动能定理，有qEL mv =221 所以，在相距质子源L 和4L 处，质子的线密度之比为241221===LL v v n n . 另解:任何位置I 相同，而在加速电场中，由动能定理得v 1∶v 2＝1∶2再由I ＝nevS 得结论.答案：6.25×1015n 1∶n 2＝2∶112解析：由电流的微观表达式I ＝neSv 可知，自由电子定向移动的速率 m/s 10106.1105.8161928--⨯⨯⨯⨯==neS I v ＝7.4×10－15m/s可见v<<光速(c ＝3×108m/s),以这样的速度传播1m 长导线需用时h 8.3s 104.715=⨯=-t ,显然与实际不符.其实在恒定电场作用下，电路中的自由电子几乎同时定向移动，即整个电路几乎同时形成了电流.答案：李明的说法不正确.。
2.1欧姆定律
二、欧姆定律
德国物理学家欧姆最先用实验确定了金属或电 解质溶液中电流与电压的定量关系。
１．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻成反比． 2、公式： I U / R 3、适用范围：
⑴、金属导电和电解质溶液导电，
即对半导体导电和气体导电不适用。
⑵、纯电阻电路，即对非纯电阻电路不适用。
（1）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过 这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。 公式：I = q / t （2）在国际单位制中，电流的单位是安培A、 mA、 A． 1A＝103mA＝106A
电流是物理学中七个基本物理量之 一，其相应的单位是国际单位制之一的 基本单位安培。
（3）电流的分类： 直流：方向不随时间变化的电流． 恒定电流：方向和强弱都不随时间变 化的电流．
4、电阻物理意义：反映了导体对电流的
阻碍作用 5、单位：国际单位制中 欧姆（Ω）
常用单位还有：千欧（Ｋ）兆欧（Ｍ）
1 =10-3Ｋ=10-6Ｍ
注意：R=U/I是电阻的定义式，但R与U和 I无关，不能说R与U成正比，也不能说R 与I成反比。
三、导体的伏安特性 1 ． 伏 安 特 性曲 线 ： 导体中的电流 I随 导体两端的电压 U变化的图线， 叫做导体的伏安 特性曲线，如图 所示：
一、电 流
1．电流：电荷的定向移动形成电流．
一段未加电压的导体中，电荷时刻作 无规则热运动，但从宏观上看，不能形 成电流．
2．形成电流的条件：
（1）存在自由电荷:金属导体——自由电子， 电解液——正、负离子． （2）导体内存在电场 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场， 导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移 动，形成电流． 电源的作用是保持导体两端有持续的电压，使 导体中有持续的电流．
高中物理选修3-1优质教案7：2.1电源和电流教学设计
2.1电源和电流
两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流.
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。
结论：电源能使电路中产生持续电流。
介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
请你用以上物理量表示电流I。
导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为。
2020学年高中物理 专题2.1 电源和电流试题 新人教版选修3-1
第1节电源和电流一、电源和恒定电场1．电源的概念电源就是把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的装置。
2．电源的作用保持导体两端的（电压），使电路有持续的电流。
3．导线内的电场有电源的电路中，导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的共同形成的。
详尽的分析说明：尽管这些电荷也在运动，有的流走了，但是另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的，故称。
4．恒定电场由稳定分布的电荷所产生的电场称为恒定电场。
二、电流及其微观表达式1．电流通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用的时间的。
2．电流的定义式。
3．电流的单位安（安培），。
1 mA= A，1 μA= A。
自由电子电能电势差电荷恒定电场稳定的电荷量比值 A 10-3 10-6电流的微观表达式取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。
设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电荷量为q，则在时间t内处于相距为v t的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。
体积为V=vtS电荷数为N=nV总电荷量为Q=nVq=nvtSq电流为I=Q/t=nvqS此即电流的微观表达式。
【例题】如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，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，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜除尘的质量为m，计算高压电源的电流I （电子电荷量设为e，阿伏伽德罗常数为N，一昼夜时间为t）。
A参考答案：试题解析：根据电流定义式，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就可以求出电流。
由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量为总电荷量的一半。
，，，。
规律总结：1．当正、负电荷同时参与导电时，电流定义式中的电荷量是正、负电荷的电荷量的绝对值之和；2．电流与横截面积结无关，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；3．等效思想：将电荷的绕核运动等效为电荷沿着一个环形导体定向运动，从而形成环形电流，再结合电流的定义式求解。
2.1电源和电流
2.1 电源和电流【自主学习】1．电流是怎样形成的？怎样才能形成持续电流呢？2．正电荷定向移动与负电荷定向移动形成的电流方向相同吗？3．电流的大小由哪些因素决定？4．如何利用I ＝q t推导出电流的微观表达式？【课堂探究】图2－1－2例1、如图2－1－2所示的电解槽中，如果在4 s 内各有8 C 的正、负电荷通过面积为0.8 m 2的横截面AB ，那么(1)指出正、负离子定向移动的方向；(2)电解槽中的电流方向如何？(3)4 s 内通过横截面AB 的电荷量为多少？(4)电解槽中的电流为多大？例2、横截面积为S 的导线中通有电流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 ．nS v ΔtB ．n v Δt C.I Δt e D.l Δt Se例3、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( )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，电流将变小电源和电流----【随堂练习】1．关于电流，以下说法中正确的是( )A ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流B ．电流的方向就是电荷定向移动的方向C ．在外电路中，电流总是从电势高的一端流向电势低的一端D ．导体两端只要有电压就能形成电流2．在建筑物顶部装有一避雷针，当带正电的云层接近避雷针并放电时，避雷针中( )A ．不会形成电流B ．会形成电流，方向向上C ．会形成电流，方向向下D ．会形成电流，方向不定3．某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A4．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属内的自由电子的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导体中通过的电流为I .则下列说法中正确的有( )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 ne5．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6．下列说法正确的是( )A ．金属导体导电，只是自由电子做定向移动B ．电解液导电，正、负离子都做定向移动C ．气体导电，一定只有正离子做定向移动D ．气体导电，正、负离子和自由电子都做定向移动7．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A ．导线内的电场线可以与导线相交B ．导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种8．横截面积为0.5 cm 2的导电液体中，每秒钟有0.2 C 正电荷和0.3 C 负电荷相向运动，则电流是( )A ．0.2 AB ．0.3 AC ．0.5 AD ．104 A9．一根横截面积为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 ．q vB ．q /vC ．q v SD ．q v /S10．计数器因射线照射，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 个电子到达阳极，则计数器中的电流为( )A ．0B ．2ne /tC ．3ne /tD ．4ne /t11．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝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 的电子束内电子个数是( )A.I Δl eS m 2eUB.I Δl e m 2eUC.I eS m 2eUD.IS Δl e m 2eU图2－1－512．如图2－1－5所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积S铝＝2S铜，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是()A．I A＝I B B．I A＝2I BC．I B＝2I A D．不能确定13．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，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为()A．5×1011B．5×1019C．1.0×1013D．1.0×10314．夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3 km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5 m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持3×109 V不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106 V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过________秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500 C，闪电历时0.01 s，则此过程中的平均电流为________安培．15．某品牌手机正常工作时，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？通过的电子的数目是多少？16．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在氢原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？。
家庭用电常识
家庭用电常识1. 电的基本知识1.1 电的定义和特性电是一种常见的能量形式，它可以通过电流传输。
电流是电荷的流动，通常通过导体（如金属线）传输。
电的单位是安培（A）。
1.2 电压和电流电压是电力的推动力，用伏特（V）表示。
电流是电荷单位时间内通过导体的数量，用安培（A）表示。
1.3 电阻电阻是导体抵抗电流流动的能力，用欧姆（Ω）表示。
导体的电阻越大，流过导体的电流越小。
2. 家庭电路2.1 家庭电路的组成家庭电路包括电源、电线、开关和插座等组成部分。
2.1.1 电源家庭电路的电源通常是市电，使用交流电，电压为220V。
2.1.2 电线电流通过电线从电源传输到用电设备。
电线由导体和绝缘层组成，以防止电流泄露。
2.1.3 开关开关用于控制电流通断，如灯的开关。
2.1.4 插座插座是连接用电设备和电力源的接口，使电流能够传输到用电设备。
2.2 家庭电路的安全使用正确和安全地使用家庭电路非常重要，以下是一些注意事项：2.2.1 不超负荷使用电器电路和插座都有负荷限制，使用过多的电器或者超过负荷限制可能导致电路过载，并引起火灾等安全隐患。
2.2.2 定期检查电线和插座定期检查家中的电线和插座是否损坏，如有损坏及时更换，以避免电路的不正常工作和安全隐患。
2.2.3 避免电气火灾不得随意拉动电线，避免电线损坏导致火灾。
同时，避免过度使用插头转接头，以减少电线过度拉伸的风险。
3. 常见的家庭用电设备3.1 电灯电灯是家庭中最基本的照明设备。
常见的电灯类型有白炽灯、荧光灯和LED灯。
3.2 空调空调是家庭中常用的温度调节设备。
使用空调时应合理设置温度，避免过度耗电或温度过高导致不适。
3.3 冰箱冰箱是家庭中用于储存食物的重要设备。
使用冰箱时应定期清理冰箱，并确认冰箱门封闭良好，以保持冷气循环和节能。
3.4 电视和电脑电视和电脑是家庭中用于娱乐和工作的设备。
使用时应注意合理使用电源和避免长时间连续使用，以减少能源消耗。
山东省乐陵市第一中学高二物理上学期学案 2.1电源和电流探究案
主备人：高玉芳审核人：高二物理组审批:探究1、如何形成持续电流①有AB两个导体，分别带等量异种电荷，它们的四周存在着电场。
假如在它们之间连接一条导线R，导线中的自由电荷将如何移动？②AB四周的电场如何变化？③AB间的电势差如何变化？④导线中的电流吗？假如有是瞬时的还是持续的？电流方向如何？⑤你有方法让导线中有持续的电流吗？假如想要有持续的电流，我们需要有一个怎样的装置？⑥什么叫电源？电源的作用是什么？⑦请类比下面水流装置体会电源作用。
探究2．恒定电场①你知道导线R中电场的方向吗？导线中的电场仅由电源产生吗？1．如何定义恒定电场？恒定电场是不是匀强电场？2．如何形成恒定电场？3．恒定电场的特点：探究3．恒定电流：1．什么是电流？2．形成电流的条件是什么？3．电流的定义？定义式？物理意义？单位？4．方向的规定？实际方向？标矢量性？探究4．电流的微观表达式：n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率在时间t内通过导体某截面的电量为：所形成的电流为：思考题：假如认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活阅历是否相符？怎样解释？电子定向移动的速率约10-5m/s 电子热运动的平均速率105m/s电场的传播速率3×108m/s.达标练习：1．关于电流的概念，下列说法正确的是( )A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．电子定向移动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体某横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．电流的传导速率越大，电流越大２．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是( )A．通过甲、乙两导体的电流相同B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同３.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截面，那么通过这个截面的电流是( ) A．0 B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A４.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规章热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有( ) A．自由电子定向移动的速率为v0B．自由电子定向移动的速率为v＝IneSC．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D．自由电子定向移动的速率为v＝Ine。
选修3-1 2.1电源和电流(最后)
A 等势体
B
形成持续电流的条件 形成持续电流的条件 持续电流
闭合电路和电源
二、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 能把自由电子从正极搬到负极的装置 2.作用 保持导体两端的电势差 电压), 作用: 导体两端的电势差( ),使电 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流. 持续的电流 路有持续的电流.
3．决定电流大小的微观量 ． 在加有电压的一段粗细均匀的导体 AD上选取两个截面 和C，设导体的横截 上选取两个截面B和 ， 上选取两个截面 面积为S． 面积为 ．导体每单位体积内的自由电荷 数为n，每个电荷的电荷量为q， 数为 ，每个电荷的电荷量为 ，电荷的 定向移动速率为v 定向移动速率为
例题:有一条横截面积 的铜导线,通过的电流 通过的电流I=1A,已知铜的 例题 有一条横截面积S=1mm2的铜导线 通过的电流 有一条横截面积 已知铜的 密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量 铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德 密度 × 铜的摩尔质量 × 阿伏加德 罗常数N 电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中 罗常数 A=6.02×1023mol-1,电子的电量 × 电子的电量 × 求铜导线中 自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献 自由电子定向移动的速率 可认为铜导线中平均每个铜原子贡献 一个自由电子. 一个自由电子 设自由电子定向移动的速率是v 解：设自由电子定向移动的速率是 通过横截面的电荷量是
E′ M ′
E0
2.1 电源和电流、电动势
电源和电流、电动势精讲年级：高中科目：物理类型：选考制作人：黄海辉知识点：电源和电流、电动势1．电源和电流(1)电流形成的机制：自由电荷的定向移动形成电流，一是要有自由电荷，二是要有电势差。
(2)恒定电流的含义：大小和方向都不变的电流称为恒定电流。
(3)电流方向的确定方法：电流是标量(填“标量”或“矢量”)，电流方向跟正电荷定向移动的方向相同，外电路由电源正极流向电源负极，内电路由电源负极流向电源正极。
(4)电流的定义式及单位：I＝qt，其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量，电流的单位：安培，符号：A。
2．电动势(1)电源的作用：电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。
(2)电动势的定义式和单位①物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
②定义：电源在移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。
③定义式：E＝Wq；单位：伏特，符号：V。
(3)电源内部也是由导体组成的，电源内部的电阻叫电源的内阻。
3. 电流表达式的理解（1）定义式：I＝qt，式中I表示电流，q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)。
该式求出的是电流的平均值。
（2）决定式：I＝UR，不考虑温度的影响，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
4. 电动势与电压的区别和联系（1）电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关。
（2）电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能。
（3）两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外。
【例1】对于欧姆定律，下列说法正确的是()A．从I＝UR可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B．从R＝UI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比C．从R＝UI可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比D．从R＝UI可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零解析对于欧姆定律I＝UR可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项A对；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项B、C、D错。
2.1 电源和电流
Ft
N
Fn
M
E1
E0
E0
N E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
M
E2
N
导线内很快 形成沿导线 方向的恒定 电场
E
M
问题2 1：导体中自由电荷移动的速率会不断增加吗？ ：这些形成电场的电荷在移动，电场会变化吗？
探究3：如何来量度电流的大小？
选位置 取时间 计数量
Yan Jingwei
合肥一六八中学 闫敬畏
探究1：怎样让导体中产生持续电流
++ + + A + + ++ 等势体
-
_ - _ _ - _ _ B _ _ _
A
抽水机
B
水池
A
B
+ + + + A + + + + -
_ _ _ _ B _ _ _ _ P -
-
无电压时
有电压时
探究2： 电荷为何会定1.6 1019 I2 A 0.16 A t 10 方向向右 I I1 I 2 0.32 A
【创设情境】 一个粗细均匀的导体，两端加一定电压，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，每个自由电荷所带电量为q，求此导体中 的电流是多少？
v
S
单位体积 的电荷数
I
vt
自由电荷 的电荷量 横截面积 电荷定向 移动速率
2.1 电源和电流(新人教版选修3-1)
1 电源和电流-同步练习61.下列有关有电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( )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，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部电场不是稳定的C.因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D.导线内部的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体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2.关于电流，下列说法中正确的是( )A.导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率B.电子运动的速率越大，电流越大C.电流是一个矢量，其方向就是正电荷的定向移动方向D.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3.以下说法中正确的是( )A.只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了4.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积S 铝=2S 铜，在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A.I A =I BB.I A =2I BC.I B =2I AD.不能确定5.关于电源的作用，下列说法中正确的是( )A.电源的作用是能为电路提供自由电荷B.电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流C.电源的作用能直接释放电能D.电源的作用就是使自由电荷运动起来能力提高6.设金属导体的横截面积为S ，单位体积内的自由电子数为n ，自由电子定向移动速度为v ，那么在时间t 内通过某一横截面积的自由电子数为_________;若电子的电荷量为e ，那么在时间t 内，通过某一横截面的电荷量为_________；若导体中的电流为I ，则电子定向移动的速率为_________.7.在某次闪电中，持续的时间0.005 s ，所形成的平均电流约为6×104 A.若闪电过程中流动的电荷量以0.5 A 的电流通过电灯，可供灯照明的时间为_________.8.如图所示，由实验测得在5 s 的时间内，从左往右穿过截面S 的正电荷为2 C ，从右往左穿过截面S 的电荷量为2 C （负电荷），那么，电解液中的电流为_________ A.如果加在电解液两端的电压为10 V ，那么电解液的电阻为_________ Ω.。
黄山中学高二物理资料——2.1电源和电流
电源和电流[学习目标定位] 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.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q＝It分析相关问题．一、电源[问题设计]有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一条导线R，如图1所示，导线R 中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失．怎样使A、B导体维持一定的电势差，使导线中保持持续的电流？[延伸思考]电容器放电过程瞬间完成，不会形成持续电流，而干电池可使电路中保持持续的电流，为什么？二、电流1、恒定电场（1）.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和平行。
（2）.由分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
2、电流（1）定义（2）定义式（3）单位（4）物理意义（5）方向（6）.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。
3、电流的微观表达式：典例分析例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，关于电源，以下说法正确的是()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例2如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（）A、有瞬时电流形成，方向由A到BB、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动例3在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U的作业下被加速，且形成的电流强度为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。
设电子的质量为m，电荷量为e，进入加速电场之前的速度不计，则在t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少？例4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0.8㎡的横截面AB，那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；⑵电解槽中的电流方向如何？⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？⑷电解槽中的电流为多大？巩固练习1．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说（）A．1h电池供给1C的电量B．1000s电池供给8C的电量C．1s电池供给8C的电量D．1min电池供给8C的电量2．关于电流，下列说法中哪些是正确的（）A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率；B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大；C、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向；D、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。
2.1 电源和电流
二、电流
电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 . 在时间t内通过导体某截面的电量为: Q=(VtS)nq 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
vt
二、电流
注意事项：
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 （2）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； （3）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。
2.1 电源和电流
2.1 电源和电流
电源 恒定电场 恒定电流 电流
导线中的电场 电流 电流的微观表达式
一பைடு நூலகம்电源
导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差
一、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有 持续的电流.
一、电源
二、电流
形成电流的条件：
（1）存在自由电荷 金属导体——自由电子 电解液——正、负离子 （2）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场， 导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动， 形成电流． 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中 有持续的电流．
二、电流
电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 .
导线中的电场：
二、电流
1、恒定电流
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为
恒定电场。
【精品】高中物理选修3-1-优秀教案--2.1《电源和电流》
选修３-1第二章第一节《电源和电流》教学设计一教材分析学生在学习了第一单元的静电场,对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识,此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。
教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况,然后引导学生分析恒定电场形成的过程,并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。
教师引导学生分析思考,这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。
二教学目标1、知识与技能：①了解电源的形成过程。
②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。
3、情感与价值观:通过本节对电源、电流的学习,培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。
三、教学重点、难点１、理解电源的形成过程及电流的产生。
２、会灵活运用公式计算电流的大小。
四学情分析恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待，但是静电场的电势能,电场力做功,让学生觉得知识有些凌乱,因此,课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结(最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维,调动学生的积极性,活跃课堂气氛,又能减少学生学习物理的恐惧感。
五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备投影片,多媒体辅助教学设备七课时：一课时八、教学过程【过渡】要回答这个问题，就要从电源的知识学起。
(一）、电源（投影)教材图2.1－1，(如图所示）分别带正、负电荷的A、B两个导体球,它们的周围存在电场。
如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后,A、Ｂ两个导体球会达到什么状态?Ｒ中出现了怎样的电流?（投影）教材图2.1－2，（如图所示)提出问题：如果在AB之间接上一个装置Ｐ,它能把经过Ｒ流到A的电子取走,补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷,情况会怎样呢?【师生互动，建立起电源的概念。
2.1 电源和电流
2.1电源和电流导学案一、电源1、导体中的自由电荷在电场力作用下发生___________形成电流注意：金属导体中的自由电荷是，带电。
2、电源的作用：类比：电源——抽水机电源的正极——水池A电源的负极——水池B二、恒定电场1、导线中电场的形成金属导线本身由许多带电粒子（电子和质子）组成，当它和电源连通后，在电源两极上的正、负电荷产生的电场作用下，导线中的电子在电场力作用下发生定向移动，但是导线的形状是多种多样的，电源提供的电场并不一定沿着导线方向，因此导线的表面处就会有电荷积累，这些电荷会产生另一个电场，所以导线中的电场是电源两极电荷与导线表面堆积电荷分别产生电场的合电场。
注意：形成过程是在接通电源后的极短时间内（以光速）完成。
2、定义：3、基本性质：4、导线中合电场沿方向，电场线和导线。
三、电流1．形成电流的条件：（1）；（2）2．物理意义：3、定义：通过导体某一横截面的电荷量q跟所用时间t的比值I叫做电流。
定义式：4．单位：国际单位：，符号；常用单位：毫安( )、微安( )1 A＝ mA＝μA.5．电流方向：规定电荷定向移动的方向为电流方向．注意：①金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向；电解液中正、负离子定向移动的方向，但正负离子定向移动形成的电流方向是的，此时I=q/t中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量。
②电流虽有大小和方向，但电流是。
6．电流的种类（1）直流电：不随时间而改变的电流。
直流电又分为恒定电流和脉动直流电两类，其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
（2）交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。
四、电流的微观表达式1．电流的微观表达式为I ＝推导：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 ，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.设A 端自由电荷经过时间t 到达D 端，t= ， 该t 也是AD 段导体中所有电荷通过D 端的所用时间AD 导体中自由电荷的总个数： AD 导体中自由电荷的总电荷量：Q= 导体中的电流I= / =2．三种速率的区别(1)电流传导速率：等于光速（3×108m/s ）。
§2.1 电源和电流 学案
应知学问难，在乎点滴勤。
--陈毅放弃时间的人，时间也放弃他。
——莎士比亚§2.1 电源和电流 同步导学案【学习目标】1.理解电源、恒定电流的形成过程，会计算电流的大小并灵活运用公式。
2.通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
【自主学习】1.电源：能把电子从A 搬运到B 的装置P 就是 。
2.（1）导线中的电场 ：(2)恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为 。
3.恒定电流（1）定义： 、 都不随时间变化的电流。
（2）电流：表示电流强弱程度的物理量。
（3）单位： 安培，符号（A ），其他单位：毫安（mA ）、微安(μA)，且1A=103mA=106μA (4)公式：q= It ， I 表示 ，q 表示 。
变形公式：I=q/t 。
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。
【问题探究】夏季某日午后，某地区距地面约1 km 的空中有两块乌云，相距3 km ，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V 不变．已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算．(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电量为500 C ，可释放多少能量？ (3)这次放电现象历时约0.01 s ，则其平均电流约为多大？【当堂训练】1.关于电流，以下说法正确的是（ ）Ａ．通过截面的电荷量的多少就是电流的大小 Ｂ．电流的方向就是电荷的定向移动方向Ｃ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流 Ｄ．导体两端没有电压就不能形成电流2.一段横截面积为0.5cm 2的导体材料中，每秒钟有0.2C 正电荷和0.3C 负电荷相向运动，则电流强度是（ ）A ．0.2AB ．0.3AC ．05 AD ． 104A3.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,设基元电荷为e,以下解释中正确的是（ ）A ．正离子定向移动形成电流方向从A 到B,负离子定向移动形成电流方向从B 到AB ．溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消C ．溶液内电流方向从A 到B ，电流强度I=ne/tD ．溶液内电流方向从B 到A ，电流强度I=( n 1+ n 2)e/t4.某电解池，如果1s 钟内共有5⨯1018个二价正离子和1.0⨯1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流强度是（ ） A ．0A B ．0.8A C. 1.6A D 3.2A【归纳总结】【巩固提升】电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v 在半径为r 的轨道上运动，用e 表示电子的电荷量，则其等效电流为多少?。
人教版高中物理选修3-1习题课件：2.1 电源和电流
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目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
(3)电流的大小:
①公式:I=
������ ������
。用该式计算出的电流是时间������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:
a.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=
������ ������
根据电流的定义式可知,在Δt内通过导线截面的电荷量q=IΔt。
所以在这段时间内通过导体横截面的自由电子数为
N= ������ = ������Δ������ , 选项C 正确。
������ ������
自由电子定向移动的速率是v,因此在时间Δt内,位于以截面S为底、
长l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过截面。这段导线的体积
比较项 物理意义
大小 /(m·s-1)
电子定向移 动的速率
金属导体内电子的定向移动形成电流,电流 与电子定向移动速率的关系为 I=neSv
1×10-5
电流的传 导速率
电流的传导速率等于光速。电路一接通,导 线中以光速 c 在各处形成电场,进而使自由 3×108 电子发生定向运动形成电流
电子热运 动的速率
A.vq
B.
������ ������
C. ������������������
D. ������������
�则在 t 时间内通过截面的电荷
量为
Q=vt·q,等效电流
I=
������ ������
=
������������,
故A
正确。
答案:A
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电阻炉的工作原理
电阻炉的工作原理引言概述：电阻炉是一种常见的加热设备，其工作原理基于电阻发热效应。
通过电流在电阻体中流动产生的热量，实现对物体的加热。
本文将详细介绍电阻炉的工作原理及其五个关键部分。
一、电阻体1.1 电阻体的材料：电阻炉中常用的电阻体材料有镍铬合金、铁铬铝合金等。
这些材料具有较高的电阻率和耐高温性能。
1.2 电阻体的形状：电阻体的形状会影响电阻炉的加热效果。
常见的电阻体形状有线圈状、直棒状、板状等。
不同形状的电阻体适用于不同的加热需求。
1.3 电阻体的连接方式：电阻体通常通过焊接或夹持方式与电源连接。
焊接连接可提供更稳定的电流传输，夹持方式则更易于更换电阻体。
二、电源系统2.1 电源类型：电阻炉常用的电源类型有直流电源和交流电源。
直流电源适用于对加热温度要求较高的场合，而交流电源则更常见。
2.2 电源电压和电流：电阻炉的加热效果与电源的电压和电流密切相关。
通常，较高的电压和电流可以提供更高的加热功率，加快加热速度。
2.3 电源控制系统：电阻炉通常配备有电源控制系统，用于调节电源输出的电压和电流。
这样可以实现对加热温度的精确控制。
三、温度控制系统3.1 温度传感器：电阻炉中常用的温度传感器有热电偶和热电阻。
它们可以将加热物体的温度转化为电信号，供温度控制系统使用。
3.2 温度控制器：温度控制器根据温度传感器的反馈信号，对电源输出进行调节，以实现对加热温度的精确控制。
常见的温度控制器有PID控制器和智能温度控制器。
3.3 温度保护装置：为了防止电阻炉过热损坏或发生安全事故，通常会设置温度保护装置。
一旦温度超过设定值，保护装置会自动切断电源，保护电阻炉和使用者的安全。
四、辅助设备4.1 冷却系统：电阻炉在加热过程中会产生大量的热量，为了保证设备的正常运行和延长电阻体的使用寿命，通常需要设置冷却系统，如风冷或水冷系统。
4.2 排放装置：电阻炉在加热过程中可能会产生有害气体或废气，为了保护环境和使用者的健康，需要设置排放装置，如排风机或废气处理设备。
2.1电源和电流
第二章 恒定电流第1节 电源和电流当你还不能对你说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉——利希顿堡 学习目标：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.理解电流的定义，知道电流的单位、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定向移动与电流之间的关系。
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
自主学习1.电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。
2.导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和 平行。
3.由 分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
4.把 、 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5.电流的 程度用电流这个物理量表示；规定 定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是 ，符号是 ；公式为 。
同步导学1.电流的分析与计算(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(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，此时t qI =中，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。
2.电流的微观表达式nqSv I =的应用在电解液导电时，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 计算电流时应引起注意.例1如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ ）A 、有瞬时电流形成，方向由A 到BB 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动解析：A 、B 两个导体，由A 带负电，在A 导体周围存在指向A 的电场，故B 端所在处的电势B ϕ应高于A 端电势A ϕ；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A 指向B ，电流方向应有B 到A 。
高中物理选修三2.1电源和电流
2．恒定电流： (1)恒定电流：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． q ②表达式：I＝____t ____. ③物理意义：表示电流的___强__弱___程度． ④单位：__安__培____，简称安，符号是 A.常用的单位还有： __毫__安____、__微__安____.1 A＝____1_0_3 __ mA＝___1_0_6___ μA. ⑤方向：规定_正__电 ___荷__定向移动的方向为电流的方向．
答案：D
4．如图所示是某同学电解硫酸铜的实验装置，他从电流表读 出的读数为 0.6 A，如果忽略时间流逝引起的回路中电流的变化， 请你帮他计算一下一昼夜可析出多少个铜离子．
解析：一昼夜流过电路的总电荷量 Q＝It＝0.6×24×60×60 C≈5.2×104 C，因一个铜离子带两个正电荷，则析出的铜离子数约 为 n＝2×51.2.6××11004－19≈1.63×1023 个．
【解析】 NaCl 溶液导电是靠自由移动的 Na＋和 Cl－，它们在 静电力作用下向相反方向运动，故溶液中电流方向与 Na＋定向移动 的方向相同，即由 A 指向 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 运动， 负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，所以，每
(3)横截面的选取是任意的，但必须在垂直电流的方向上． (4)电流的大小与横截面的大小无关．
变式训练 1 (多选)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的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( )
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问题11：总结本节课所学内容。 二、电流 怎样学好电流这个物理量？
1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
q 2、度量方式： I t 3、决定因素： U 只适用纯电阻电路（不包含电源） （1）宏观： I vt R 流体的柱 v （2）微观： I nqSv S
形模型 4、矢量标量：标量
B
C
5、单位换算： 国际单位：安培（A）
5、单位换算： 国际单位：安培（A） 1A 1C/s
1A 10 mA 10 μA
3 6
6、测量方法：电流表等。
讨论
在t时间内
s
q
负电荷向右通过横截面S
正电荷向左通过横截面S
q
通过横截面S的等效电流I=？
解：I 2q / t
问题7：探究电流的微观表达式？
一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压， 自由电荷定向移动的速率为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 量为q。 设想在导体中取两个横截 面B和C，则在时间t内处于相 距为 vt 的两截面B、C间的所 有自由电荷将通过截面C．
A组能力训练题3
3、一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期 -9 1.6 × 10 -10 为10 s，则等效电流大小为 A， 电流方向是 逆时针 （填“顺时针”或“逆时
针” ）
A组能力训练题4
4．以下对导体中的电场理解正确的是（ ABD ）
A．导体内的电场在稳定时是和导线平行的
B．导体内的电场由电源、导线等电路元件所积 累的电荷共同形成 C．导线中电场始终随时间而变化
产生持续电流 （1）存在自由电荷（2） 导体两端存在电压。
提供持续电流压
电源
产生恒定电场 产生
（1）通过非静电力把电子从正极 搬运到负极；（2）把其它形式的 能转化为电能。
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
恒定电流
1、方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向 2、大小：用电流强度I（简称电流）来描述。
q 2、度量方式： I t
3、决定因素：
4、矢量标量：标量
？
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。
电流（物理现象）方向:正电荷定向移动的方向。 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；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。
1A 1C/s
1A 103 mA 106 μA
6、测量方法：电流表等。
A组能力训练题
1．把 正电荷定向移动的方向 规定为电流的方 向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向 移动的方向 相反 。在电解质溶液中，电流的 方向与正离子定向移动的方向 相同 ，与负离 子定向移动的方向 相反 。
其大小与电流有关，一般数量级为10-5m/s （对每个电子而言）
等于光速3×10 8 m/s.电路一接通，导体中的 电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流 （对整体而言）
电子热运动速率：
任何微观粒子都做无规则运动，其速率与 温度有关，通常情况电子热运动的平均速率为 105m/s
问题10：总结本节课所学内容。 一、电流（物理现象） 电流产生条件
A组能力训练题6
6、某电解质溶液，如果在1 s内共有 5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个 一价负离子通过某横截面，那么通过 电解质溶液的电流强度是多大？
3.2 A
问题1：产生电流的条件是什么？ 问题2：导体中产生持续电流的条件是什么？ 问题3：从物理过程和能量转化两个方面来看电源作 用是什么？ 问题4：当导体两端有恒定的电势差，导体内建立了 何种电场? 问题5：导体中的电场是由谁产生的?是变化的还是恒 定的？自由电荷在恒定电场中发生定向运动形成的电 流是变化的还是恒定的？ 问题6：怎样理解恒定电场和恒定电流？ 问题7：怎样描述电流的强弱程度？怎样学好电流这 个物理量？ 问题8：推导电流的微观表达式。
问题5：怎样理解恒定电场和恒定电流？ 由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场 . 恒定电场 电场强度不变
自由电荷频繁交替进行加速和减速，平均速率不变
串一个电流表,读数不变
恒定电流
问题6：电流这个物理现象既有方向也有强弱。怎样描 述电流的强弱程度？怎样学好电流这个物理量。 1、引入目的：反映了电流的强弱程度。
q q B
vt qv
q
C
S
导体中的电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电 荷的电量、导体的横截面积和自由电荷定向运动速率四个 量成正比。
Q vtSnq I nqSv t t
Sl
nSl
nSle
是
neSv
②④⑤⑥
neSv
问题8：知识应用举例
例题: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ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量 M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1, 电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移 动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由 电子。 S
你知道吗？
1 2 3
手电筒中小灯泡的工作电流是0.25A。 电子手表工作时，液晶显示屏的电流为0.2μ A左右。 彩色电视机工作时，屏幕为21吋，电源的工作电流为 0.4A左右；屏幕为29 吋,电源的工作电流为1A左右。 50Hz的交流电，人能感触到的触电电流为1mA，能够自 行摆脱电源的触电电流为10mA，触电电流达到50mA以 上，将引起心室颤动。因此，国际电工委员会规定的安全 电流（摆脱电流）为10mA
问题4：当导体两端的电势差恒定时，为什么导 体中产生的电场是恒定的？此时导体中的电流 为什么也是恒定的？
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。
由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。 由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率 增加;而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速, 因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自由电荷定向 运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串 联一个电流表,电流表的读数保持恒定. 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
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。
• A组能力训练题2 • 2.关于电源以下说法正确的是(
B
)
• 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
B
+ + + + A + + + + P 正极
_ _ _ _ B _ _ _ _ 负极
-
1. 能把电子从A搬运到B的装置。 2.作用:保持导体两端的电势差(电压)，使电路有 持续的电流。 电源相当于抽水机
这个装置就是电源。A、B就是电源的两个极。
问题3：电源的作用是什么？
1. 通过非静电力把电子从正极运到负极。 2.电场力做负功，电子的电势能增加，通过电源 把其它形式的能转化为电能.
（2）导体两端存在电压
导体中自由电子的定向移动使 两个带电体成为等势体，达到 静电平衡，导线R中会产生一 个瞬时电流。
当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导 体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成 电流
问题2：导体中产生持续电流的条件是什 么？ 水势A 抽水机
-
A
连通器 水势B 水流
_ _ _ _ B _ _ _ _ 电源的作用： （1）从物理过程分析： 就是通过非静电力把电 子从正极搬运到负极， 使电源两极间保持一定 的电势差。使电路有持 续的电流； （2）从能量转化和守 恒的角度就是电源把其 它形式的能转化; + A + ++ + + -
电源
P
-
-
正极
F
负极
4
闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒 定电场，在恒定电场的作用下，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产生了电流。
电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过 来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。
注意几个速度问题
电子定向移动速率: 电流传导速率：
第二章
恒定电流
雷鸣电闪时,强大的电流使天 空发出耀眼的闪光,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,这是为什么?
问题1：产生电流的条件是什么？
A、B之间 有电势差 _ _ _ _ B _ _ _ _ -
A、B电势 差为零
+ + + + A + + ++
A
B
（1）存在自由电荷
金属导体——自由电子 电 解 液——正、负离子
NA N A I neSv n M M
vt
MI 5 v 7.5 10 m/s eSN A
讨论:
电子的定向运动速率，一般数量级为10-5m/s。 如果认为电子的定向运动速率就是电流的传 导速率，这和我们的生活经验是否相符？怎 样解释？
问题9：既然电子的定向运动速率很小，为 什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了 呢？
D．导体内的电场是一种动态的稳定
A组能力训练题5
5．通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内 通过这根导线横截面的自由电子数为（ B ） A．1.0×1017