高中物理第三章恒定电流第1节电流知识导航素材鲁科版3-1!
高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流 电流素材 鲁科版选修3-1
电流科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流。
通常用字母 I 表示，它的单位是安培，符号 A ，也是指电荷在导体中的定向移动。
导体中的自由电子在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。
电源的电动势形成了电压，继而产生了电场力，在电场力的作用下，处于电场内的电荷发生定向移动，形成了电流。
电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过1库仑的电量称为1「安培」（A）。
安培是国际单位制中所有电性的基本单位。
除了A，常用的单位有千安（kA）毫安（mA）、微安(μA) 。
1A=1000mA=1000000μA，电学上规定：正电荷定向流动的方向为电流方向。
电流微观表达式I=nesv,n为单位体积内自由电荷数，e为电子的电荷量，s为导体横截面积，v为电荷速度。
大自然有很多种承载电荷的载子，例如，导电体内可移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的电子和离子、强子内的夸克。
这些载子的移动，形成了电流。
定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量，叫电流，通常用I代表电流，表达式，单位是“安培”（这个单位是为了纪念法国物理学家安培在电学研究中的巨大贡献而命名的），简称“安”，符号“A”。
英国物理学家法拉第在1831年做了切割磁力线实验，在闭合回路中就有电流产生。
这一现像证明电和磁之间可以相互转换。
电流是物理学中的七个基本量纲之一（另外6个为：长度m、时间s、质量kg、热力学温度K、发光强度cd、物质的量mol)。
电流分直流和交流两种，电流的方向不随时间的变化的叫做直流，电流的大小和方向随时间变化的叫交流。
电流是指一群电荷的流动[1]。
电流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过一库仑（6.242 × 1018 个电子）的电量称为一「安培」（Ampere）。
安培是国际单位制中的一种基本单位[1]。
电流表是专门测量电流的仪器。
高中物理第3章恒定电流第1讲电流鲁科版选修3_
第1讲 电 流[目标定位] 1.知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释.2.了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速度和电子漂移速度(即电子定向移动速度).3.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、电流的形成1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压．2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．二、电流的速度1．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108m/s.2．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105_m/s 的平均速率在无规则的运动．3．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5m/s ，被形象的称为“电子漂移”．想一想 导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率吗？为什么？答案 不等于，事实上电子定向移动的速率是很慢的，而且跟导体材料有关，只是导体中自由电子的定向移动是产生电流的原因．电流的速率可以认为等于光速．三、电流的方向1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向；2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极．想一想 金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什么？答案 不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相反．四、电流的大小和单位1．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．2．定义式：I ＝q t.3．单位：国际单位：安培，符号A ；常用单位：mA 、μA 换算关系为1A ＝103mA ＝106μA.4．直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电．恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流．想一想电流是有大小和方向的物理量，电流是矢量吗？答案不是．电流的计算不满足平行四边形定则.一、电流形成条件及三种速率的理解1．电流的形成条件(1)回路中存在自由电荷①金属导体的自由电荷是电子．②电解液中的自由电荷是正、负离子．(2)导体两端有电压：电场对电荷有力的作用，例如两个导体间存在电势差，当用一导线连接时，导线中的自由电子会在电场力的作用下运动，形成电流．(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件．导体两端有了持续电压，导体中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流．2．电路中三种速率的比较(1)电子热运动的速率：构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105m/s.(2)电子定向移动的速率：电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s.自由电子在很大的无规则热运动的速率上又叠加上了一个很小的定向移动的速率．(3)电流传导速率：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动而形成了电流．例1在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( )①电子定向移动速率很小②电子定向移动速率即是电场传导速率③电子定向移动速率是电子热运动速率④在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动A．①③B．②C．③D．①④答案 D解析电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动的速率．故①、④正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105m/s.故②、③错误，故选D.借题发挥 电荷定向移动的速率很小，当电路闭合后，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动形成电流．二、电流的表达式1．电流虽然有方向但是标量．2．I ＝q t是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系． 3．在应用I ＝q t计算时注意：要分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q 为通过横截面的自由电子的电量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，电量q 为正、负离子电荷量绝对值之和．例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图1所示．如果测得2s 内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M ，则溶液中电流的方向如何？电流多大？图1答案 由A 指向B 0.16A解析 水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B .每个离子的电荷量是e ＝1.60×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16A.借题发挥 电流的定义式I＝q t 中，q 是时间t 内通过某一截面的电荷量，而不是单位截面积内的电荷量．三、电流强度的微观表达式1．建立模型：如图2所示，导体长为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 .图22．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 ＝nlSq lv＝nqSv .3．结论：从微观上看，电流决定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．例3 一段粗细均匀的金属导体的横截面积为S ，导体单位体积内的自由电子数为n ，金属导体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 ，以下说法中正确的有( )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 ne答案 B 解析 I ＝nevS ，所以v ＝I neSv 为自由电子定向移动的速率.电流形成条件及三种速率的理解1．关于电流，以下说法正确的是( )A ．通过截面的电荷量多少就是电流的大小B ．电流的方向就是电荷定向移动的方向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答案 D解析 根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A 项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知B 项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流，知C 错、D 对．2．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( )A ．电子定向移动速率很小B ．电子定向移动速率即是电场传导速率C ．电子定向移动速率是电子热运动速率D ．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动答案 AD解析 电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s ，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了速率很小的定向移动．故A 、D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105m/s.故B 、C 错．公式I ＝q t的理解与应用 3．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个 答案 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝It e ＝9.375×1021个．电流强度的微观表达4．如图3所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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( )图3A ．qv B.q vC ．qvSD.qvS答案 A 解析 t s 内棒通过的长度l ＝vt ，总电荷量Q ＝ql ＝qvt .由I ＝Q t ＝qvt t＝qv ，故选项A 正确．题组一 对电流的理解1．关于电流，下列叙述正确的是( )A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B ．电源的作用是可以使电路中有持续电流C ．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D ．恒定电流是由恒定电场产生的答案 BD2．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答案 AD解析 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．3．关于电流的方向，下列描述正确的是( )A ．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向B ．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向C ．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向D ．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流答案 AC解析 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A 对，B 错；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C 正确；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，产生的电流的方向相同，故D 错误．题组二 公式I ＝q t的理解与应用 4．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答案 D解析 依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，显然选项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 错误．电流是标量，故选项C 错误．5．如图1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 ，则以下解释中正确的是( )图1A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向B →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I ＝n 1e tD ．溶液中电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2e t答案 D解析 正电荷的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，有正负电荷反向经过同一截面时，I ＝q t 公式中q 应该是正、负电荷量绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确．6．如图2所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积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1s 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( )图2A ．I A ＝I BB ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定 答案 A解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝q t可知电流强度相等．题组三 电流强度的微观表达式7．导体中电流I 的表达式I ＝nqSv ，其中S 为导体的横截面积，n 为导体每单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 是( )A ．导体运动的速率B ．导体传导的速率C ．电子热运动的速率D ．自由电荷定向移动的速率答案 D解析 从微观上看，电流决定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，还与导体的横截面积有关，公式I ＝nqSv 中的v 就是自由电荷定向移动的速率．故选D.8．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答案 B解析 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．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速率增大会阻碍电流增强，D 错误．9．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．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等答案 B解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqSv ，所以v ＝I nqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n ·q 不知道)，所以无法判断v ，故C 、D 错．题组四 综合应用10．已知电子的电荷量为e ，质量为m .氢原子的电子在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？ 答案 e 22πr 2mkmr 解析 根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e ，则有：I ＝Q T ＝e T ，再由库仑力提供向心力有：k e 2r 2＝m 4π2T 2r .得T ＝2πr e mr k .解得I ＝e 22πr 2mkmr .。
高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流自我小测 鲁科版选修3-1(2021年最新整理)
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电流夯基达标1。
关于形成电流的条件，下列说法中正确的有（）A.导体中的自由电荷不停地运动B。
导体接在电路上C。
导体两端存在着电流D。
导体两端存在着电压2。
下列叙述正确的是( )A.导体中电荷运动就形成电流B.国际单位制中电流的单位是安培C。
电流有方向，是矢量D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必定为零3.下列关于电流的说法中,正确的是（）A。
只要导体中有电荷运动,就有电流B。
导体中没有电流时，导体内的电荷是静止的C。
导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的D。
电流可能是由正电荷的定向移动形成，也可能是由负电荷的定向移动形成4.某一电解池，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一横截面，则通过这个截面的电流是（）A.0B.0.8 A C。
1.6 A D.3.2 A5.关于电源的作用，下列说法中正确的是( ）A.为电路持续地提供自由电荷B。
直接释放出电能C.保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D.使自由电荷运动起来6.下列关于电流的方向的说法中，正确的是( ）A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B.电流的方向规定为正电荷定向移动的方向C。
在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D。
高中物理 第3章 第1讲 电流课件 鲁科版选修31
S
vt
vt
ne
A．自由电子定向移动的速率为v0
BC．．n自自eIS由由电电子子定定向向移移动动的的速速率率为为v真＝空中的v光
速c
I neS
D．自由电子定向移动的速率为v＝
I ne
目标定位
预习导学
课堂讲义 第十二页，共16页。 对点练习
Hale Waihona Puke 对点练习电流(liànxí)
1．关电于流电形流，成以条下件说(ti法áo正jià确n)的及是三(种速D)率的理解
预习(yùxí)导学
电流
想一想：金属(jīnshǔ)导体中电流的方向与自由电荷的移 动方向一致吗？为什么？
答案：不一致(yīzhì)，电流的方向是指正电荷定向移动的方向 ，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流 方向相反． 四、电流的大小和单位 1. 单位时间 电荷量 2. q/t 3. 安培 A 103 106 4. 方向 方向 强弱
3 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．
目标定位
预习导学
课堂讲义 第二页，共16页。 对点练习
预习(yùxí)导学
一、电流的形成
电流
1. ①自由电荷(zìyóu
d2.iàn导h体é)两端②(l电iǎn压ɡ duān)有持续电压
二、电流的速度
1. 电场 3.0×108 2. 105m/s 3. 10-5
课堂讲义 第十页，共16页。 对点练习
课堂(kètáng)
电流
讲义
1. 建立模型：如三图、所电示流，强AD度表的示微粗观细表均达匀式的一段导体长为l，两端加一定
的电压，导体中的自由电荷(zìyóu diàn hé)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(zìyóu diàn hé)数为n ，每个自由电荷(zìyóu diàn hé)的电荷量为q.
S《DZD》高中物理选修3-1(鲁科版)(第3章 恒定电流)
1.电流：单位时间内通过导体横截面的电荷量，公式为I =Q /t ；2.电流分 和 两种，电流方向不随时间变化的叫做 ，电流方向随时间变化的叫 。
知识点一：电流的产生条件1.必须具有能够自由移动的电荷(金属中只有负电荷移动，电解液中为正负离子同时移动）。
2.导体两端存在电压差（要使闭合回路中有持续电流，要有电源）。
3.电路必须为通路。
【典例1】金属导体满足下面哪一个条件时,就产生恒定电流（ ） A .有可以自由移动的电荷 B .把导体放在匀强电场中C.让导体某一端连接电源正极即能产生电流 D .导体两端加有恒定的电压【典例2】关于电流,下列叙述正确的是( ) A .只要将导体置于电场中,导体中就有持续电流 B .电源的作用可以使电路中有持续电流C.导体中没有电流时,就说明导体内部的电荷没有移动 D .恒定电流是由恒定电场产生的【典例3】以下说法正确的有( )A .只要有可以移动的电荷,就存在着持续电流B .只要导体两端没有电压,就不能形成电流 C.只要导体中无电流,其内部自由电荷就停止运动D .金属导体内持续电流是自由电子在导体两端的持续电压形成的知识点二：速度问题【典例1】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.导体内有V 定向<V 热运动<V 电流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【典例2】下列说法中正确的是( )A .只要物体内有自由电荷，就会有电荷的热运动，就会形成电流B .电荷的定向移动速率远小于热运动速率，所以电流大小主要由热运动速率决定C.每当接通电路时，电路中各处几乎同时有了电流，说明电荷定向移动速率非常大D .电荷在外电场的电场力作用下定向移动时，就形成了电流知识点三：电流的方向1.物理上规定电流的方向是正电荷定向移动的方向。
2.电荷指的是自由电荷，在金属导体中的电子是自由电子，在酸，碱，盐的水溶液中是正，负离子。
鲁科版高中物理选修3-1：《恒定电流》复习课件-新版
正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我
国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做
到室温超导。
U 注意：公式R＝ I
L R= ρ 。 S
如图所示，a 、b 、c 、d 是滑动变阻器的 4 个接线柱，
现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P向接线柱c移动 时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是
A.
L1 L2
B.
L1 L2
C.
L1 L2
D.
L1
R
R
R
R
L2
I 1 R1 2 R2 U 1 R1 2 R2
O
U
O
I
பைடு நூலகம்
【例1】 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下 哪个图象来表示：
I
A.
I
B.
I
C.
I
D.
o
U
o
U
o
U
o
U
【例2】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用
的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间 的函数关系的是以下哪个图象
【例1】 已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接
入电路后这三只电阻的实际功率之比为_______。
R1 R2
R3
【例2】 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，
60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它 们连接后接入 220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光， 并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？
W=UIt
2.电功与电热
回答： （1）时间t内，电流对用电器做功； （2）该用电器的电功率； （3）若用电器电阻为R，时间t内该用电器产生的热量； （4）该用电器的热功率； （5）电功与电热是否相等？它们的大小关系如何？为什么？
3.1《电流》(鲁科版选修3-1)
第3章恒定电流第1节电流[知识准备]1．电流的形成（1）电流是由电荷的移动形成的．（2）形成电流的条件：○1○2．其中，是提供持续电压的装置．绝缘体与导体的区别是导体中有可以自由的电荷．2．电流的方向（1）电流的方向规定为电荷定向移动的方向．自由电子定向移动的方向与电流方向．所以，在金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反．（2）在电源外部的电路中，电流的方向是从电源极流向极．（3）在电源内部的电路中，电流的方向是从电源极流向极．3．电流的大小和单位（1）定义：电荷定向移动时，在单位内通过导体任一横截面的称为电流．（2）定义式：；单位：、（3）直流电和恒定电流：不随时间改变的电流称为直流电；和都不随时间改变的电流叫做恒定电流．注意：○1电流虽然有大小和方向，但不是矢量．○2电流的微观表达式推导：如图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷的定向移动速率为v，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．[同步导学]例1 关于电流的说法正确的是（）A．根据，可知I与q成正比B．电流有方向，电流是矢量C．1mA =10-3A，1A=10-6mAD．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电量相等，则导体中的电流是恒定电流例2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荷量为2 C，向左迁移的负离子所带的电荷量为3 C．那么电解槽中电流的大小A．[同步检测]1．形成持续电流的条件是( )A．只要有电压加在物体的两端B．必须保持导体两端有电压C．只在导体两端瞬时加电压D．只要有大量的自由电荷2．以下说法正确的是（）A．导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B．电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C．单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D．导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大3．某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019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是( )A．0 B．0．8AC．1．6A D．3．2A4．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为u，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）A．nuSt B．nutC．It/q D．It/Sq5．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?。
第3章 第1节 电流—2020-2021鲁科版高中物理选修3-1课件
[跟进训练] 1．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核 的运动可等效为环形电流。设电荷量为 e 的电子以速率 v 绕原子核沿 顺时针方向做半径为 r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正 确的是( )
A．电流大小为2vπer，电流方向为顺时针 B．电流大小为vre，电流方向为顺时针 C．电流大小为2vπer，电流方向为逆时针 D．电流大小为vre，电流方向为逆时针
2．对 I＝qt 的理解 电流定义式
电流方向
(1)I＝qt 是单位时间内通过导体横截面的电 电流方向与正电荷定向 荷量，横截面是整个导体的横截面，不是单 移动方向相同，和负电
位截面积
荷定向移动方向相反
(2)当电解质溶液导电时，q 为通过某一横截 (金属导体中电流的方
面的正、负电荷量绝对值之和
向与自由电子定向移动
(4)由 I＝qt 可知，I 与 q 成正比。
(× )
[提示] I 与 q、t 无关。
2．关于电流的方向，下列叙述中正确的是( ) A．金属导体中电流的方向即自由电子定向移动的方向 B.在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能 确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电 荷定向移动的方向相同
恒定电流：方向 和 强弱都不随时间改变的电流叫作恒定电流。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的。
(√ )
(2)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做
定向移动的。
(√ )
(3)电流既有大小又有方向，是矢量。
(× )
[提示] 电流是标量。
3.1 电流 课件(鲁科选修3-1)
工具
第3章 恒定电流
栏目导引
(3)该定义式给出了计算电流大小的方法，并不表明电 q 流正比于电荷量，反比于时间，电流的大小是由 t 这一比值 决定的．
2．对电流的微观认识
工具
第3章 恒定电流
栏目导引
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，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，AD 导体中的自由电荷数总数 N＝nlS，总 电荷量 Q＝Nq＝nlSq，所有这些电荷通过横截面 D 所需要的时 l Q nlSq 间为 t＝v，由电流的定义式得 I＝ t ＝ l ＝nqSv. v 由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的 自由电荷数、自由电荷的电荷量、定向移动的速度，还与导体 的横截面积有关．
工具
第3章 恒定电流
栏目导引
2.关于电流，下列说法中正确的是(
)
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B．电子运动速率越大，电流越大 C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电 流就越大 D．因为电流有方向，所以电流是矢量
工具
第3章 恒定电流
栏目导引
【解析】
q 由I＝ t 知q大，I不一定大，还要看t的大
工具
第3章 恒定电流
栏目导引
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．0 C．1.6 A B．0.8 A D．3.2 A
【解析】
由于电解液中，是正、负两种离子的定向
移动形成电流，故1 s内流过某截面的电荷量为正、负离子 所带电荷量的代数和即q＝(5×1018×2＋ 1.0×1019)×1.6×10－19 C＝3.2 C，故通过这个截面的电流为 q 3.2 I＝ t ＝ A＝3.2 A. 1 【答案】 D
第3章 第1节 电流
鲁科版物理 ·选修3-1
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对三种速率的理解
三种速率
比较内容
电子定向移动的速率 电子热运动的速率
电流传导的速率
物理意义
电流就是由电荷的定 向移动形成的，电子 的速率，一般为10－ 5m/s的数量级
构成导体的电子在不 等于光速，闭合开关的瞬 停地做无规则热运动，间，电路中各处以真空中 由于热运动向各个方 光速c建立恒定电场，在 向运动的机会相等， 恒定电场的作用下，电路 故不能形成电流，常 中各处的自由电子几乎同 温下电子热运动的速 时开始定向移动，整个电 率数量级为105m/s 路也几乎同时形成了电流
(2)由 I＝nqSv 可以看出，同一段导体，横截面积越大的位置， 自由电荷定向移动的速率越小，如图所示．
鲁科版物理 ·选修3-1
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[典例 4] 横截面积为 S 的导线中通有电流 I.已知导线单位体积中有 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
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[规范解答] (1)根据电流的定义式可知，在 Δt 内通过导线横截面的总电荷量 q＝ IΔt
所以，在这段时间内通过的自由电子数为 N＝qe＝IΔe t，C 对． (2)自由电子定向移动的速率是 v，因此在时间 Δt 内，位于
以横截面 S 为底、长 l＝vΔt 的这段导线内的自由电子都能通过 横截面(如图)，这段导线的体积 V＝Sl＝SvΔt，所以 Δt 内通过横截面 S 的自由电子数 为 N＝nV＝nSvΔt，A 对．综上可知，A、C 正确．
横截面所需要的时间为 t＝vl ，由电流的定义式得 I＝Qt ＝nllSq＝nqSv. v
高中物理第3章恒定电流第1节电流电源素材鲁科版选修3_1
电源电源是将其它形式的能转换成电能的装置。
电源自“磁生电”原理，由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源，及烧煤炭、油渣等产生电力来源。
常见的电源是干电池（直流电）与家用的110V-220V 交流电源。
电源概述：发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。
发电机、电池本身并不带电，它的两极分别有正负电荷，由正负电荷产生电压（电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的），电荷导体里本来就有，要产生电流只需要加上电压即可，当电池两极接上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去，当电荷散尽时，也就荷尽流（压）消了。
干电池等叫做电源。
通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。
能提供信号的电子设备叫做信号源。
晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的信号传送到后面的电路中去。
晶体三极管对后面的电路来说，也可以看做是信号源。
整流电源、信号源有时也叫做电源。
电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。
电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。
计算机电源是一种安装在主机箱内的封闭式独立部件，它的作用是将交流电通过一个开关电源变压器换为5V，-5V，+12V，-12V，+3.3V等稳定的直流电，以供应主机箱内系统版，软盘，硬盘驱动及各种适配器扩展卡等系统部件使用。
通俗来讲就是，一个电源坏了，另一个备份电源代替其供电。
可以通过为节点和磁盘提供电池后援来增强硬件的可用性。
HP 支持的不间断电源（UPS），如 HP PowerTrust，可提防瞬间掉电。
磁盘与供电电路的连接方式应使镜像副本分别连接到不同的电源上。
根磁盘与其相应的节点应由同一电源电路供电。
特别是，群集锁磁盘（当重组群集时用作仲裁器）应该有冗余电源，或者，它能由群集中节点之外的电源供电。
HP 代表可提供关于群集的电源、磁盘和 LAN 硬件布局方面的详细信息。
高中物理第三章恒定电流第1节电流知识导航素材鲁科版1
第1节电流思维激活1.如果用橡胶线把充电电容器的两个极板和电流表连接起来，不会有电流通过；如果改用金属导线来连接，电流表就会有电流通过，这是为什么呢？2。
将小灯泡接在充满电的电容器两端，看到小灯泡闪亮一下后就熄灭了，而在手电筒里的小灯泡却能持续发光，这是为什么呢？答案：1.提示:因为电流是由自由电荷的定向移动形成的，而金属原子核对电子的束缚能力较弱，电子很容易挣脱原子核的束缚成为自由电子.但在橡胶等绝缘体内,原子核对电子的束缚能力较强，很少有电子能够挣脱而成为自由电子,所以用金属导线有电流,而用橡胶线就没有电流.2.提示:在充满电的电容器两端接上小灯泡，电容器中的电荷通过小灯泡电路放电,正负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在小灯泡中形成持续的电流。
而手电筒中的电池可以使电路中保持有持续的电流。
自主整理1。
电流的形成（1)形成电流的条件：①回路中存在__________;②导体两端有__________。
(2）导体中形成持续电流的条件：__________。
2。
电流的速度电流的速度是__________的传播速度,而不是电子的运动速度。
3。
电流的方向电流的方向规定为__________定向移动的方向.4.电流的大小和单位（1)定义：电荷定向移动时，在__________内通过导体__________的电荷量称为电流。
（2）定义式：__________。
（3）单位：__________.常用单位还有__________和__________；换算关系：1 A=__________mA=__________μA.（4)直流电：物理学中把__________的电流叫做直流电.（5）恒定电流：方向和大小都__________的电流叫做恒定电流。
答案：1。
(1）自由电荷电压（2）导体两端有持续电压2。
电场3。
正电荷4。
（1)单位时间任一横截面(2)I=q/t（3)安培（A) 毫安(mA) 微安(μA) 1 000 106(4）方向不随时间改变(5）不随时间改变高手笔记1.电流是标量，但有方向。
高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流学案 鲁科版选修31
第1节电流[先填空]1．形成电流的条件(1)回路中存在自由电荷；(2)导体两端有电压．2．导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．3．电流的速度(1)电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s.(2)导体中有电流时同时存在着的三种速率：1．只要有可以自由移动的电荷，就有电流．(×)2．任何物体，只要两端有电压，就有电流．(×)3．在金属导体内，当自由电子定向移动时，它们的热运动不会消失．(√)[后思考]电荷的定向移动形成电流，而电荷定向移动的速度数量级大约是10－5m/s，为何电流的速度却是3.0×108 m/s?【提示】电路闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动而形成电流，故电流的传导速率等于光速．1．(多选)以下说法正确的有( )A．只要有可以移动的电荷，就存在着持续电流B．只要导体两端没有电压，就不能形成电流C．只要导体中无电流，其内部自由电荷就停止运动D．金属导体内持续电流是自由电子在导体两端的持续电压下形成的【解析】形成电流的条件是：导体两端有电压；形成持续电流的条件是：导体两端有持续的电压，故B、D对；无论导体两端有无电压，其中的自由电荷均做永不停息的无规则热运动，当导体两端加上持续电压后，在电场力作用下，自由电荷在热运动的基础上叠加一个定向移动，从而形成持续电流，故A错；导体中无电流时，自由电荷不做定向移动但仍做热运动，故C错．【答案】BD2．对于金属导体，在导体中产生恒定的电流必须满足的条件是( )A．有可以自由移动的电荷B．把导体放在匀强电场中C．让导体某一端连接电源正极即能产生电流D．导体两端加有恒定的电压【解析】金属导体中已经存在大量的自由电荷，这不是金属导体导电的必须条件，A 错误；把导体放在匀强电场中，导体由于静电感应只能产生瞬间感应电流，B错误；让导体一端连接电源正极时，导体两端无电压，此时不能形成电流，C错误；只有让导体两端保持恒定的电压才能产生恒定的电流，D正确．【答案】 D3．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到达用电器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【解析】区别三种速率，电流的速度为光速，电流的大小与自由电子定向移动的速度有关，与热运动的速率无关．通电瞬间完成，不是电子从电源出发到达用电器．【答案】 D电流的速度由于电荷定向移动的速率很小，所以当电路闭合后，电荷并不是瞬间从电源运动到用电器，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时做定向移动形成电流．[先填空] 1．电流的方向(1)规定：正电荷定向移动的方向．(2)金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反． (3)外电路中，电流总是从电源正极流向电源负极． 2．电流的大小和单位(1)定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流． (2)定义式：I ＝qt. (3)单位：A,1 A ＝1 C/s ，常用单位还有mA 和μΑ；换算关系：1 A ＝103mA ＝106μA. (4)直流电：方向不随时间改变的电流． 恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流． [再判断]1．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√) 2．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多．(×) 3．电流有方向，所以电流是矢量．(×) [后思考]金属导体中电流是怎样形成的？电流方向怎样？【提示】 金属导体中电流是自由电子定向移动形成的，电流方向与自由电子定向移动方向相反．[合作探讨]如图311所示，在盐水中加入两个电极，与电源连接后可以形成电流．图311探讨1：盐水中形成电流时，电荷的定向移动如何？ 【提示】 在电场中，盐水中Na ＋向左移动，Cl －向右移动． 探讨2：盐水中电流的方向如何？ 【提示】 电流方向向左． [核心点击]1．对电流I ＝q t的理解(1)I ＝q t是单位时间内通过导体横截面的电荷量，横截面是整个导体的横截面，不是单位截面积．(2)当电解质溶液导电时，q 为通过某一横截面的正、负电荷量绝对值的和． (3)I 与q 、t 均无关． 2．电流的微观表达式 (1)建立模型如图312所示，AD 表示粗细均匀的一段导体，长为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 .图312(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S所需要的时间t ＝l v .根据公式I ＝q t可得 导体AD 中的电流为I ＝Q t ＝nlSqlv＝nqSv .即电流的微观表达式为I ＝nqSv .(3)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、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．4．电解池内有一价的电解液，时间t 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，方向是从A →B ，负离子数是n 2，方向是从B →A ，设基元电荷为e ，以下解释中正确的是( )【导学号：34022021】A ．正离子定向移动形成的电流方向是从A →B ，负离子定向移动形成的电流方向是从B →AB ．溶液内正负离子向相反方向定向移动，电流抵消C ．溶液内电流方向从A →B ，电流I ＝n 1＋n 2e2t D ．溶液内电流方向从A →B ，电流I ＝n 1＋n 2et【解析】 正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，正、负离子向相反方向定向移动，电流不能抵消，故A 、B 错误；由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，故其大小为I ＝n 1＋n 2et，C 错误，D 正确． 【答案】 D5．某电解池内若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2×1019个一价负离子同时向相反方向通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A【解析】 电流由正、负离子的定向运动形成，则在2 s 内通过截面的总电荷量应为：q ＝1.6×10－19×2×1019 C ＋1.6×10－19×1×2×1019 C ＝6.4 C ，由电流的定义式可知：I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A ，故选D. 【答案】 D6．(多选)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 ．nSv ΔtB ．nv Δt C.I Δte D.I ΔtSe【解析】 ①根据电流的定义式可知，在时间Δt 内通过导线横截面的电荷量q ＝I Δt ，所以在这段时间内通过的自由电子数为N ＝q e ＝I Δte.②自由电子定向移动的速率是v ，因此在时间Δt 内，位于以横截面积为S 、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面，这段导线的体积V ＝Sl ＝Sv Δt ，所以时间Δt 内通过横截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nSv Δt .综上可知，A 、C 正确．【答案】 AC通过截面的电荷量的计算(1)同种电荷同向通过某一截面时，电荷量q ＝q 1＋q 2；(2)异种电荷反向通过某一截面时，若q 1为正电荷，q 2为负电荷，电荷量q ＝q 1＋|q 2|.。
高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流学案 鲁科版选修31
第1节电流1.回路中存在自由电荷和导体两端存在电压是形成电流的条件。
2．电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流。
3．物理学中把方向不随时间改变的电流叫直流电，方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流。
[自学教材]1．电流的形成(1)形成电流的条件：①回路中存在自由电荷；②导体两端有电压。
(2)导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。
(3)电流形成的原因：当导体两端加以电压时，两端就形成电势差，导体中就有了电场，所以导体中的自由电荷在这个电场力的作用下发生定向移动，从而形成电流。
当在导体两端施加持续的电压时，就会形成持续的电流。
2．电流的速度(1)电流的速度是电场的传播速度，它等于光速为3.0×108 m/s。
(2)电子热运动的平均速率：是构成导体的电子在不停地做无规则热运动，常温下电子热运动的平均速率数量级为105 m/s。
(3)电子定向移动速率：自由电子在电场的作用下做整体的定向移动，其移动速度相当慢，数量级大约是10－5 m/s。
1．以下说法正确的是( )A．电流的传导速率就是导体内部自由电子的定向移动速率B．在金属导体内部，当电子做定向移动时，电子的热运动将消失C ．电子的漂移速度与电子热运动的速率本质是一样的D ．电子漂移速度是自由电子在导体中从低电势到高电势定向移动的平均速度 解析：电流的传导速度是电场的传播速度，等于光速，故A 错误；在电子定向移动形成电流时，热运动并未消失，电子是在做无规则的热运动的基础上又叠加了一个定向移动，故B 错误；电子漂移速度是电子在电场力的作用下整体向高电势的方向运动的速度，不同于电流的速度，也不是电子的热运动的速度，故C 错误，D 正确。
答案：D[自学教材]1.电流的方向(1)规定：正电荷定向移动的方向。
金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反； (2)外电路中，电流总是从电源正极流向电源负极。
2．电流的大小和单位(1)定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流。
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第1节电流
思维激活
1.如果用橡胶线把充电电容器的两个极板和电流表连接起来，不会有电流通过；如果改用金属导线来连接，电流表就会有电流通过，这是为什么呢？
2.将小灯泡接在充满电的电容器两端，看到小灯泡闪亮一下后就熄灭了，而在手电筒里的小灯泡却能持续发光，这是为什么呢？
答案：1.提示:因为电流是由自由电荷的定向移动形成的，而金属原子核对电子的束缚能力较弱，电子很容易挣脱原子核的束缚成为自由电子.但在橡胶等绝缘体内，原子核对电子的束缚能力较强，很少有电子能够挣脱而成为自由电子，所以用金属导线有电流，而用橡胶线就没有电流.
2.提示:在充满电的电容器两端接上小灯泡，电容器中的电荷通过小灯泡电路放电，正负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在小灯泡中形成持续的电流.而手电筒中的电池可以使电路中保持有持续的电流.
自主整理
1.电流的形成
(1)形成电流的条件：①回路中存在__________；②导体两端有__________.
(2)导体中形成持续电流的条件：__________.
2.电流的速度
电流的速度是__________的传播速度，而不是电子的运动速度.
3.电流的方向
电流的方向规定为__________定向移动的方向.
4.电流的大小和单位
(1)定义：电荷定向移动时，在__________内通过导体__________的电荷量称为电流.
(2)定义式：__________.
(3)单位：__________.
常用单位还有__________和__________；换算关系：1 A=__________mA=__________μA.
(4)直流电：物理学中把__________的电流叫做直流电.
(5)恒定电流：方向和大小都__________的电流叫做恒定电流.
答案：1.(1)自由电荷电压
(2)导体两端有持续电压
2.电场
3.正电荷
4.(1)单位时间任一横截面
(2)I=q/t
(3)安培(A) 毫安(mA) 微安(μA) 1 000 106
(4)方向不随时间改变
(5)不随时间改变
高手笔记
1.电流是标量，但有方向.物理学中规定正电荷移动的方向为电流方向.
2.三种速度：导体中电荷定向移动的速度、电子的热运动速度和电流的速度不是同一概念.
电荷的定向移动速度的数量级：10-5m/s；电子的热运动速率的数量级：105m/s；电场的传播速度等于电磁波的速度：3×108m/s.
3.因为I=q/t，所以电流大小和通过横截面的电荷量以及时间有关，与横截面的大小无关.
4.电流的单位为安培，简称安，国际符号为A，是国际单位制中的七个基本单位之一.
名师解惑
1.怎样才能使电路中有持续的电流？
剖析:若有带正负电荷的两个导体A、B，用导体R将两导体连接，导线R中的自由电子便会在静电力的作用下定向移动，导体B失去电子，导体A得到电子.两导体很快变成等势体，导线R中只可能存在一个瞬时电流.如果A、B间有一个装置，在B失去电子的同时，又及时地补充电子，使A、B导体上始终保持一定数量的正、负电荷.这种能把电子从A搬运到B 的装置就是电源.它的作用就是能使电路中保持持续的电流.
2.电子移动的速度一般在10-6m/s—10-4m/s，但为什么我们一打开开关，电路马上就会接通呢？
剖析:因为电流的传导速度和电子的移动速度不同,我们接通电路时实质上是电场的传导速度.当接通电路时，电场便以光速传递到电路中，使电路中每处的自由电荷都受到静电力的作用而定向移动，形成电流.虽然各处的自由电荷定向移动速率小，但由于电路中各处电荷几乎同时受力而定向移动，故电流的传导速率很快.
3.电流的方向规定为正电荷的移动方向，那么电流一定是正电荷的定向移动形成的吗？
剖析:物理学中规定电流的方向为正电荷定向移动的方向，但电流不一定是正电荷定向移动形成的.
当金属导线导电时，导线内做定向运动的是大量自由电子，也就是说，电流的方向就是电子运动的方向，而导线中的正电荷不能定向移动，而是在平衡位置附近振动.
而在电解质溶液中，电流就是由能够自由移动的正、负电荷的运动形成的.
讲练互动
【例1】导线中分别有30 C的正、负电荷，问5 min内通过导线的某一横截面的电流为多大？
解析：因为导线中的电流是由于自由电子(即负电荷)的定向移动产生的，
所以由公式I=q/t得
I=30/5×60 A=0.1 A.
答案：0.1 A
绿色通道
本题的解题关键在理解电流形成的原因是自由电荷的定向移动.同时还要掌握电流强度的求解公式.
黑色陷阱
不理解电流形成的原因，求解时容易取错电荷量的值.
变式训练
1.将上题中的导线改为电解液，其他条件不变，电流强度又为多大呢？
解析：电解液中的电流是由于正、负电荷都定向移动产生的，所以通过截面的电流应为通过截面的正、负电荷电荷量的绝对值的和.
由I=q/t得I=(30+30)/5×60 A=0.2 A.
答案：0.2 A.
【例2】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.nSvΔt
B.nvΔt
C.IΔt/e
D.IΔt/Se
解析：电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量，所以求出通过截面的电荷量，即可求出电子数.而电荷量q=It，单位体积内的电子数已知，只要求出Δt时间内有多少体积的电子通过截面，即可求出电子数.
(1)根据电流强度的定义式,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的自由电子数为N=q/e=IΔt/e
(2)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V=Sl=SvΔt，所以Δt内通过截面S的自由电子数为N=nV=nSvΔt,
所以A、C正确.
答案：AC
绿色通道
分析(2)中的思想方法具有很普遍的意义，对空气流、水流等连续质点流同样适用，应予以体会.
体验探究
问题:你能用碘化钾、淀粉、水、电池、导线、一块金属皮和一截铝线或铜线在白纸上写出蓝色字吗？
导思:碘化钾和淀粉溶液混合后会产生带负电的碘离子.若这时有闭合回路使电荷产生定向移动，便可形成规则的字迹.
探究:将碘化钾和淀粉混合在一起，用水调和，把一张白纸放在这种混合液中浸湿，平铺在一块金属皮上.用导线将金属皮与电池负极相连，再用一根长导线将铝线或铜线连接在电池的正极上.当我们用手握“笔”在纸上写字时，纸上便显现出蓝色字迹.。