电源和电流

6、测量方法：电流表等。
A组能力训练题1
-3 1 × 10 1． 1mA=__________A，
-6 1 × 10 1μA=__________A。
A组能力训练题2
2．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。
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？ 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6：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,读数不会变
恒定电流
问题7：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。
+ + + + A + ++ + + -
-
电源
P
-
-
正极
F
负极
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?
假设在电源正、负极之间连一 根导线，导线中的电场如何变 化，最终又会达到哪个状态？
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
导线 Ft N 内的 电场 F 是由 Fn M E0 电源 和导 体中 积累 N 的电 E0 荷共 E′ E0 同形 M 成的。 导线内很 N 快形成沿 导线方向 的电场
B．1.0×1018 C．1.0×1019 D．1.0×1020
解： n=It/e=16×10-3×10/1.6×10-19=1.0×1018
A组能力训练题10
10．在一次闪电中，持续时间为0.005 s所 形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程中 产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试求 可供电灯照明的时间。
B．电流的国际单位是安培 C．因为电流强度有方向,所以电流强度是矢量 D．导体中有电流通过时,导体内部场强不为零
A组能力训练题6
6．关于电流的方向,下列说法正确的是 （ C ）
A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的 方向 B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向
C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移 动的方向相反
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。
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 电场的形成速率3×108m/s.
问题11：总结本节课所学内容。 一、电流（物理现象） 电流产生条件
产生持续电流 （1）存在自由电荷（2） 导体两端存在电压。
向移动的速率是
。
IM 答： ρSNe
B组能力训练题3
（2003年上海卷12）
3. 若氢原子的核外电子绕核作半径为r 的匀速 圆周运动，则其角速度ω=__________；电子绕 核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等 效电流I=__________。（已知电子的质量为m， 电量为e，静电力恒量用k表示）
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
问题9：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
m、kg、s、A、mol、T、cd
A组能力训练题8
8．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
D．导体内的电场是一种动态的稳定
A组能力训练题9
9．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
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.
_ _ _ _ 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 它形式的能转化为电能。
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 子定向移动方向相反。
D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流， 所以电流有两个方向
A组能力训练题7
7．关于电流的说法正确的是 （ BD ）
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 电量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流强度的方向规定为正电荷定向移动的方 向 D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的 基本单位
解： 由动能定理
Ek eU 1.6 10
Q=I 10 J
3
15
It 103 1 / 25 14 n 2.5 10 19 e 1.6 10
针” ）
A组能力训练题4
4．关于电源的作用,下列说法正确的是 ( BCD )
A.电源的作用是能为电路提供自由电子
B.电源的作用是使导体中形成电场
C.电源的作用是能够保持导体两端的电压
D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来
A组能力训练题5（删去）
5．下列叙述正确的是 （ BD ）
A．导体中电荷运动就形成电流
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
M E
导体内的电场线保持和导线平行
问题5：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。
问题1：产生电流的条件是什么？
A、B之间 有电势差
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
+ + + + A + + ++
A、B电 势差为 零
A
B
（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
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。
解： 电子绕核运动的向心力等于库仑力 ke2 e k 2 m r ω , 2 r r mr 2 2 ke mv e2 v k , 2 r r mr e ev e2 k 因此所求电流为 I , T 2πr 2πr mr
B组能力训练题4
4．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的 电子（初速度大小不计，e=1.6×10-19C）在20kV 的高压下被加速，并且形成1mA的平均电流。电 子束的强弱受图像信号控制，并按一定的规律在 荧光屏上扫描，形成电视画面。电视机以每秒25 张画面的速率进行扫描，由于图面更换迅速和视 觉暂留，使我们看到了连续活动的图像，问：电 子轰击荧光屏时的动能为多大？平均每幅画面约 有多少个电子打在屏上?
解： Q=I1t1=I2t2 ， t2= I1t1/I2=600s
B组能力训练题1 1．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度 为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的 电量为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 （ AC ）