恒定电流1
恒 定 电 流
dA dq
即电源的电动势等于电源把单位正电荷从负极经电源内移到正极所做的功。
电动势是标量，但习惯上为便于应用，常规定电动势的指向为自负极经电源内到正极。 沿着电动势的指向，电源将提高正电荷的电势能。 电动势的单位和电势相同，也是伏特（V）。
大学物理
流，记作
j
dI dS
恒定电流 1.1 电流和电流密度
在一般情况下，截面元 dS 法线的单位矢量 en 与该点电流密度 j 之间有一夹角 ，如图所示。
此时通过任一截面的电流为 I S j endS S j dS
在国际单位制中，电流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度的单位为 A/m2 。
恒定电流 1.2 电源的电动势
电源：是把其他形式的能量转化为电势能的装置。
电流定义为在单位时间内通过导体截面的电荷量，即
I
dq dt
恒定电流
1.1 电流和电流密度
恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化（俗称直流）。 如果在单位时间内通过某一根粗细不均的导线各截面的电流I相同，那么在导线内部不同点的电 流情况将不同。
电流密度是矢量，用符号 j 表示。
电流密度矢量的方向与该点正电荷运动的方向一致，大小等于通过垂直于电流方向的单位面积的电
大学物理
恒定电流 1.1 电流和电流密度
电流：是电荷做定向运动形成的。
传导电流：电荷的携带者称为载流子，金属导体中的载流子是大量可以做自由运动的电子，半 导体中的载流子是电子和带正电的“空穴”，电解液中的载流子是其中的正、负离子，这些载流子 形成的电流。
电流的强弱用电流这一物理量来描述，用符号 I 表示。
各种形式的能量都可转化为电势能，所以有各种各样的电源。 例如，化学电池、发电机、热电偶、硅（硒）太阳电池、核反应堆等电源，它们分别是把化学 能、机械能、热能、太阳能、核能转变为电势能的装置。
习题：第2章 恒定电流 实验1知能达标训练 打印版
1．在测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，描绘出的U －I 图象应是( )解析：选C.小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，导致小灯泡的电阻增大．故选C.2．(多选)甲、乙两图分别为测灯泡电阻R 的电路图，下列说法正确的是( )A ．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法B ．甲中R 测＞R 真，乙中R 测＜R 真C ．甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R ≪R V ，故此法测较小电阻好D ．乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R ≫R V ，故此法测较大电阻好答案：ACD3．(2016·山西太原五中质检)如图所示为一个小灯泡的电流与它两端电压的变化关系曲线．若把三个这样的灯泡串联后，接到电压恒定的12 V 电源上，求流过小灯泡的电流为 A ，小灯泡的电阻为 Ω.解析：三个小灯泡串联后接到12 V 的电源上，每个小灯泡两端的电压均为4 V ，由小灯泡的伏安特性曲线知U ＝4 V 时，I ＝0.4 A ．由欧姆定律知R ＝U I ＝40.4Ω＝10 Ω. 答案：0.4 104.伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法，如图所示，让电压表一端接在电路上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，若电流表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟 表的内阻可比拟，电压表的两端应接在a 和 点．若电压表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟 表的内阻可比拟，电压表应接在a 和 两点．解析：若电流表示数变化明显，说明电压表的分流作用较大，即说明电压表的内阻不是很大，则待测电阻的阻值跟电压表的内阻可比拟，应采用电流表内接法，即电压表的两端应接在a 和c 之间；若电压表示数变化明显，说明电流表的分压作用较明显，即电流表的内阻与待测电阻可比拟，应采用电流表的外接法，即电压表应接在a 、b 之间．答案：电压 c 电流 b5．要测绘一个标有“3 V 0.6 W ”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V ，并便于操作．已选用的器材有： 电池组(电动势为4.5 V ，内阻约1 Ω)；电流表(量程为0～250 mA ，内阻约5 Ω)；电压表(量程为0～3 V ，内阻约3 k Ω)；电键一个、导线若干．(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的 (填字母代号)．A ．滑动变阻器(最大阻值20 Ω， 额定电流1 A)B ．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)(2)实验的电路图应选用下列的图 (填字母代号)．解析：(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线，要求能较大范围测量数据，所以控制电路部分应用分压式接法，滑动变阻器应用最大阻值小、额定电流大的，故选A.(2)灯泡的电阻R ＝U 2P ＝15 Ω，额定电流I ＝P U＝0.2 A ，由R ＝15 Ω＜R A R V ＝15 000 Ω，依据公式法“大内小外”的原则，可知电流表应采用外接法，故选B.答案：(1)A (2)B6．(2016·河北衡水中学质检)有一标有 “6 V ，1.5 W ”的小灯泡，现用图甲所示电路测量，提供的器材除导线和开关外，还有：A．直流电源6 V(内阻不计)B．直流电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下)C．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)D．直流电压表0～15 V(内阻约为15 kΩ)E．滑动变阻器10 Ω，2 AF．滑动变阻器1 kΩ，0.5 A(1)实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用．(用序号表示)(2)试按图甲电路将图乙所示器材连成电路．解析：选电流表实际上是选量程．先估算一下通过电流表的电流，由小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25 A，因此选C.在该题中滑动变阻器接成分压式，此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小，至少应差不多，小灯泡的电阻在正常工作时为24 Ω，所以滑动变阻器不能选F，应选E，但不应忘记还要核对一下电流是否会超过其允许最大值，E允许的最大电流是2 A，实验中的最大电流只有0.25 A，选E也是安全的．答案：(1)C E(2)如图所示7．(2015·高考浙江卷)图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．甲乙(1)根据图甲画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6 A ，电压表量程为3 V ．所示读数为：① 、② 、③ 、④ ．两组数据得到的电阻分别为 和 ．解析：(1)实验电路图如图所示．(2)电流表量程为0.6 A ，每一小格代表0.02 A ，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3 V ，每一小格代表0.1 V ，读数时估读到精度的下一位．读数分别为：①0.10 A 、②0.24A 、③2.00 V 、④0.27 V ．应用R ＝U I求电阻时，电流为0.10 A 时对应的电压为0.27 V ；电流为0.24 A 时对应的电压为2.00 V ，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 Ω和8.3 Ω.答案： (1)如解析图所示(2)0.10 A 0.24 A 2.00 V 0.27 V2．7(±0.1) Ω 8.3(±0.1) Ω[如填为8.3(±0.1) Ω 2.7(±0.1) Ω也行]教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
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 .。
《金版教程(物理)》2025高考科学复习解决方案第九章 恒定电流第1讲 电流 电阻 电功及含答案
《金版教程(物理）》2025高考科学复习解决方案第九章恒定电流第讲电流电阻电功及电功率[教材阅读指导](对应人教版必修第三册相关内容及问题)第十一章第1节阅读“电源”这一部分内容，假如电路中定向移动的是正自由电荷，电源的作用是什么？提示：不断将正电荷从负极搬运到正极，使电源两端始终存在电势差。
第十一章第1节阅读[拓展学习]“电流的微观解释”，公式I＝neSv中n、v两字母各代表什么物理量？提示：n代表自由电子数密度，即单位体积内的自由电子数，v代表自由电子定向移动的平均速率。
第十一章第1节[拓展学习]“电流的微观解释”，自由电子无规则热运动的速率、定向移动的平均速率、电流的传导速率分别是多少？提示：通常情况下，自由电子无规则热运动的速率约为105 m/s，自由电子定向移动的平均速率约为10－4 m/s，电流传导速率等于光速。
第十一章第2节[练习与应用]T6，思考：对同一导体电流流向不同时，其电阻值是否相同？提示：不一定相同。
第十二章第1节阅读电功公式的推导部分，推导出W＝UIt的依据是什么？提示：(1)电路中的恒定电场的基本性质与静电场相同，可以利用W＝qU来计算恒定电场对自由电荷的静电力做的功；(2)电流的定义式I＝qt。
第十二章阅读“1电路中的能量转化”这一节内容，体会纯电阻电路和非纯电阻电路在使用物理规律上的区别，公式“I＝UR”和“P＝U2R”在纯电阻电路和非纯电阻电路的应用上有什么不同？提示：对纯电阻电路，公式I＝UR适用，因此电功率或电热功率都可用P＝U2R来求；对非纯电阻电路，“I＝UR”和“P＝U2R”两式都不适用。
必备知识梳理与回顾一、电流恒定电流1．电流(1)导体中形成电流的条件01自由移动的电荷。
02电压。
(2)电流的方向03相同，04相反。
在外电路05负极流向06正极。
07标量。
2．恒定电流(1)08大小、09方向都不随时间变化的电流。
(2)10电流这个物理量表示。
11电荷量越多，电流就越大，如果用I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的12电荷量，则有I13q t。
第04章 恒定电流场(1)
6.17 107
5.80 107 4.10 107 3.54 107
10 3
10 5
金
铝 黄铜 铁
干土
变压器油 玻璃 橡胶
10 11
10 12
4-1 电流
一、基本概念
电流、传导电流与运流电流。
传导电流是导体中的自由电子（或空穴）或者是电解液中的离子运动形 成的电流。 运流电流是电子、离子或其它带电粒子在真空或气体中运动形成的电流。 各向同性导电媒质：导电特性不因电场方向而改变的媒质 线性导电媒质：σ不随 E 和 的量值而改变的媒质 J 均匀导电媒质：若媒质中σ处处为常数（不随空间坐标变化），即为均匀 导电媒质
为这种非静电力是由外源中存在的外电场产生的，其电场强度仍然定 义为对于单位正电荷的作用力，以 E'表示。由于外电场使正电荷移
向正极板，负电荷移向负极板，因此，外电场的方向由负极板指向正
极板。可见，在外源中外电场 E' 的方向与极板电荷形成的电场 E 的 方向恰好相反。当外源中的外电场与极板电荷的电场等值反向时，外
由上可见，极板上的电荷通过导电媒质不断流失，外源又不断
地向极板补充新电荷，从而维持了连续不断的电流。因此，为了 在导电媒质中产生连续不断的电流，必须依靠外源。 当达到动态平衡时，极板上的电荷分布保持不变。这样，极 板电荷在外源中以及在导电媒质中产生恒定电场，且在外源内部 保持E E '，在包括外源及导电媒质的整个回路中维持恒定的电 流。 注意，极板上的电荷分布虽然不变，但是极板上的电荷并不 是静止的。它们是在不断地更替中保持分布特性不变，因此，这 种电荷称为驻立电荷。驻立电荷是在外源作用下形成的，一旦外 源消失，驻立电荷也将随之逐渐消失。
第二章-恒定电流1-等效电流的求解
第二章恒定电流1 等效电流的求解链接高考1.如图所示,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()A.qvB.C.qvSD.思路点拨解答本题时可按以下思路分析:棒通过的长度→通过截面的电荷量→等效电流的大小[答案] A[解析]t时间内棒通过的长度l=vt,通过的电荷量Q=ql=qvt。
由I===qv,故选项A正确。
2.(多选)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ω沿逆时针方向匀速转动,则下列说法正确的是()A.橡胶圆环中产生顺时针方向的电流B.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C.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D.若使ω、Q不变,使环半径增大,电流将变大思路点拨解答本题时可按以下思路分析:(1)正电荷运动方向→电流方向(2)圆环转动的周期→一个周期内通过截面的电荷量→电流的大小[答案]BC因为电流方向为正电荷的定向移动方向,所以橡胶圆环中产生的是逆时针方向的电流,选项A 错误;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==,又T=,所以I=,可以看出ω不变、Q变为原来的2倍时,电流变为原来的2倍,选项B正确;Q不变,ω变为原来的2倍时,电流也变为原来的2倍,选项C正确;由I=知,电流的大小与橡胶圆环半径无关,选项D错误。
基础过关电流的分析与计算3.以下说法正确的是()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.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率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[答案] B[解析]要有持续电流必须有电压,A错误。
2024-2025学年新教材高中物理第三章恒定电流第1节导体的伏安特性曲线教案粤教版必修3
B.电流随电压的增加而减小
C.电压随电流的增加而减小
D.电流与电压之间的关系不再是线性的
（2）以下哪个选项描述了电阻的计算方法？（）
A.电阻等于电流除以电压
B.电阻等于电压除以电流
C.电阻等于电流乘以电压
D.电阻等于电压加上电流
3.简答题：
（1）请简述伏安特性曲线的实验现象。
（2）请写出电阻的计算公式。
（3）请说明如何应用伏安特性曲线分析电路问题。
4.应用题：
已知一段导体的电阻为5Ω，当通过它的电流为2A时，导体两端的电压为10V。求导体的电阻。
答案：
1.（1）√（2）√（3）√
2.（1）A（2）B
3.（1）伏安特性曲线描述了导体在恒定电压下电流与电压之间的关系，实验现象包括线性区域、非线性区域和饱和区域的特点。
2.伏安特性曲线的实验现象：用简洁的语言描述电压与电流之间的关系，包括线性区域、非线性区域和饱和区域的特点。
3.电阻的定义与计算方法：用简洁的语言写出电阻的定义和计算公式，以及电阻与电压、电流的关系。
4.应用伏安特性曲线分析电路问题：用简洁的语言介绍如何利用伏安特性曲线分析电路问题，包括判断导体的导电性能和解决电流、电压计算问题。
核心素养目标
本节课的核心素养目标包括：
1.科学探究能力：通过实验观察和数据分析，学生能够自主发现伏安特性曲线的规律，培养学生的观察能力和实验能力。
2.逻辑思维能力：学生能够理解电阻的定义和计算方法，并能运用逻辑推理分析伏安特性曲线与电阻之间的关系。
3.问题解决能力：学生能够运用伏安特性曲线分析电路问题，培养学生的实际问题解决能力。
当堂检测：
1.判断题：
（1）伏安特性曲线是描述导体在恒定电压下电流与电压之间的关系的一条曲线。（）
北京四中高二辅导-恒定电流1-7节
北京四中高二年级物理同步辅导讲座之二十一北 京 四 中年 级：高 二 科 目：物 理 期 数：0121编 稿：王运淼 审 稿：王运淼 录 入：张艳红校 对：内容：恒定电流（一至七节）一、知识要点（一）电流1、电流的概念：电荷的定向移动形成电流。
2、产生持续电流的条件：①有能自由移动的电荷（内因）②保持导体两端的电势差（外因）3、电流的方向和强弱①习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
②电流强度：表示电流的强弱的物理量。
定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值叫做电流强度（简称电流），用I 表示。
I=tQ ，标量，单位：安培（A ） 4、金属导体中电流强度的微观表达式：I=nesv其中：n 为单位体积内的自由电子数，e 为自由电子的电量（基本电荷或元电荷），s 为导体的横截面积，v 为自由电子定向移动的平均速率。
5、电流的分类：直流和交流，通常所说的直流常常是指恒定电流。
（二）欧姆定律 电阻定律1、欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。
I=RU 适用于金属和电解液导电。
导体的伏安特性曲线：R 1<R 22、电阻定律：导体的电阻由导体本身决定，在温度不变时，某种材料的导线的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
R=P SL 其中P 是与导体材料本身有关的物理量，则做材料的电阻率，单位是 、m 。
纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大；金属的电阻率随温度的升高而增大。
（三）电功 电热1、电功：W=UIt电流通过用电器做功的过程，实际上是电能转化为其它形式的能的过程。
2、电功率：P=tW =UI 3、焦耳定律：研究电流的热效应。
电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体的电阻和通电的时间成正比。
Q=I 2Rt4、电功和电热的关系在纯电阻电路中，W=Q ；在非纯电阻电路中，W>Q 。
（四）电阻的串并联1、串联电路①电路中各处的电流强度相等；②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和；③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和；④电压分配：串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比；⑤功率分配：串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比。
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
省沭中南校区高三物理周练（恒定电流）2007-1-11选题：宋明 审题：张元科1．在图所示的电路中，电池的电动势为E ，内阻为r ，R 1和R 2是两个固定的电阻，当可变电阻的滑片向a 端移动时，通过R 1和R 2的电流I 1和I 2将发生如下的变化（ ） A ． I 1变大，I 2变小 B ． I 1变大，I 2变大C ． I 1变小，I 2变大D ． I 1变小，I 2变小2．如图，电源的内阻不能忽略，当电路中，点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是（ ） A ．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 B ．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不不变 C ．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变大 D ．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小3．利用滑动变阻器来改变用电器R 0上所得到的电压可以有图中甲、乙两种电路。
用R 表示滑动变阻器的全部阻值。
选择哪个电路更合适，以下叙述中正确的是（ ） A ．若R 0>>R ，则采用电路甲比较合适 B ．若R 0>>R ，则采用电路乙比较合适 C ．若R 0≈R ，则甲、乙电路都合适D ．两种电路都能使R 0上的电压改变，因此两种电路都适合4．在图所示的电路中，电源的内阻不能忽略。
已知定值电阻R 1＝10Ω，R 2＝8Ω。
当单刀双掷开关S 置于位置1时，电压表读数为2V 。
则当S 置于位置2时，电压表读数的可能值为 ( ) A ．2.2V B ．1.9V C ．1.6V D ．1.3V5．三只阻值相等的电阻连接成图所示的电路，由于某种原因，其中有一只电阻的阻值发生了变化，导致R AB ＞R BC 则可能的原因是（ ） A ．R 1变小 B ．R 2变小 C ．R 3变大 D ．R 3变小6、如图所示的电路中，电源E 的电动势为3.2V ，电阻R 的阻值为30Ω，小灯泡L 的额定电压为3.0V ，额定功率为4.5W 。
第二章 恒定电流 第1、2节
第二章恒定电流第1节电源和电流1．电源的作用是使电路两端维持一定的电势差，从而使电路中保持持续的电流．2．导线中的电场是沿导线切线方向的恒定电场，在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用．3．形成电流的条件(1)电路中存在自由电荷；(2)电路两端存在持续的电势差．4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向．(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；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．(2)恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流．5．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nS v t；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为enS v t；若导体中的电流为I，则电子定向移动的速率为IenS.6．下列说法中正确的是()A．导体中只要电荷运动就形成电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在答案 B解析自由电荷定向移动才形成电流，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C错误．正确选项为B.7．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力作用下形成的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答案BC解析自由电子在电场力作用下才定向移动，定向移动时热运动也同时进行．【概念规律练】知识点一导线中的电场1．导线中恒定电场的建立过程：在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的(更多)电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场(导线)移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________．答案电源的静电场附加电场平行平行恒定电流动态恒定电场解析导线中的电场是两部分电场共同贡献的结果．首先电源电场使电子沿导线移动，并向导线某一侧聚集，从而产生附加电场．当两个电场达到动态平衡时，导线内只存在和导线平行的电场线，即形成恒定电场．2．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E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场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答案 B解析 导线内的电场线与导线是平行的，故A 错；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B 对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C 、D 错．知识点二 电流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 对；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，但有电流，电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值，D 错．点评 (1) 导体内电荷的无规则运动与电荷的定向移动不是一回事，导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向移动，但电荷的无规则运动是不需要条件的．(2)电流是描述电流强弱的物理量，它有方向，但是个标量．4．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，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A答案 D解析 电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s 内通过某横截面的总电荷量应为q ＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C ＝6.4 C由电流的定义式知：I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A 点评 电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，正电荷定向移动形成的电流与负电荷定向移动形成的电流是等效的，只不过负电荷定向移动形成的电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已．知识点三 电流的微观表达式5．导体中电流I 的表达式为I ＝nqS v ，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 ．电流传导的速率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，故选D.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率就是电流微观表达式I ＝nqS v 中的v .6．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中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为q ，此时电子定向移动的速率为v ，则在Δt 时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )A ．n v S ΔtB ．n v Δt C.I Δt q D.I Δt Sq答案 AC解析 此题考查对电流公式I ＝q /t 的理解及电流的微观表达式I ＝nq v S 的理解．在Δt 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v Δt ，由于铜导线的横截面积为S ，则在Δt 时间内，电子经过的导线体积为v ΔtS .又由于单位体积的导线中有n 个自由电子，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为n v S Δt ，故A 正确．由于流经导线的电流为I ，则在Δt 时间内，流经导线的电荷量为I Δt ，而电子的电荷量为q ，则Δt 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为I Δt q，故C 也正确． 点评 电流的微观表达式I ＝nqS v ，S 为导体的横截面积，v 为导体中自由电荷沿导体定向移动的速率，n 为导体单位体积内的自由电荷数，从微观看，电流决定于导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速度，还与导体的横截面积有关．【方法技巧练】用等效法求解电流7．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判断正确的是( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则等效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，则等效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，等效电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小答案 AB解析截取圆环的任一横截面S ，如右图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个横截面的电荷量为Q ，则有I ＝q t ＝Q T又T ＝2πω，所以I ＝Qω2π由上式可知，选项A 、B 正确．8．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，则其等效电流为多大？答案 v e 2πr解析 等效电流为电子沿圆周持续运动时产生的．每经一个周期，通过圆周某点的电荷量为e .电子运动的周期T ＝2πr /v ，由I ＝q /t 得I ＝e /T ＝ve /(2πr )．方法点拨 电荷的运动可以等效为电流，计算中可以选取一定时间(一般选一个周期)，此时间内通过截面的电荷量与时间的比值即为等效电流．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 是错误的．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 也是错误的．电流是标量，故选项C 也不对．2．下列有关电源的电路中，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，所以导体内部的电场不是稳定的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，电场也是稳定的答案 D解析 导线内部的电场是电源和导线堆积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．3．关于电源的作用，下列说法正确的是( )A ．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B ．电源的作用是能直接释放电能C ．电源的作用就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D ．电源的作用就是使自由电荷运动起来答案 BC解析 电源的作用是能直接释放电能，就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流，选项B 、C 正确．4．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 ．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板答案 AD解析 在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，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．电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板．5．关于电流，下列说法中正确的是( )A ．通过导体截面的电荷量越多，电流越大B ．电子运动速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导线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，所以电流是矢量答案 C解析 由I ＝q t知q 大，I 不一定大，还要看t 的大小，故A 错．由I ＝nqS v 知，电子运动的速率v 大，电流不一定大，电流还与n 、S 有关，另外电子无规则热运动速度很大，不能形成电流，故B 错．单位时间通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，C 对．电流虽有方向但不是矢量，因合成遵循代数法则，故D 错．6．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 /t答案 D解析 I ＝q t ＝2ne ＋2ne t ＝4ne t，故选D. 7．北京正负离子对撞机的储存环是周长为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 ．5×1011 个B ．5×1019 个C ．1.0×1013 个D ．1.0×103 个答案 A解析 由公式I ＝q t ，q ＝Ne ，t ＝L v 得I ＝N v e 240， N ＝240I v e＝5×1011个． 8．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的两倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 B9．示波管中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中电流强度的大小为( )A ．9.6×10－6 AB ．3×10－13 AC ．4.8×10－6 AD ．3×10－6 A答案 C10．如图1所示，电解池内有一价离子的电解液，时间t 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( )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从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 ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝(n 1＋n 2)e t答案 D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，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 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． 11．一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10 s ，则等效电流为________ A ，方向为________方向(填“顺时针”或者“逆时针”)．答案 1.6×10－9 逆时针解析 电流方向的规定是正电荷移动的方向，与负电荷移动的方向相反．根据电流的定义I ＝q t＝1.6×10－19 C 10－10 s＝1.6×10－9 A. 12．在某次闪电中，持续时间为0.5 s ，所形成的平均电流为6.0×104 A ，若闪电过程中电荷以0.5 A 的电流通过电灯，试求该次闪电产生的电流可供电灯照明时间为多少？答案 6×104 s解析 该次闪电过程中产生的电荷量为q ＝I 1t 1＝6.0×104×0.5 C ＝3×104 C ，若流过电灯，可供照明的时间t 2＝q I 2＝3×1040.5 s ＝6×104 s 第2节 电动势1．在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功越多，电荷的电势能增加得就越多；非静电力做的功越少，则电荷的电势能增加得就越少．物理学中用电动势表明电源的这种特性．2．电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．3．在电源内部非静电力移送电荷做的功W 与被移送电荷的电荷量q 的比值，叫做电源的电动势．它的单位是伏特，用V 表示．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关．4．蓄电池的电动势是2 V ，说明电池内非静电力每移动1 C 的正电荷做功2_J ，其电势能增加(填“增加”或“减小”)，是化学能转化为电能的过程．5．关于电源与电路，下列说法正确的是( )A ．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极B ．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极C ．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功D ．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功答案 BD解析 电路中电流是由正电荷的定向移动形成的，外电路中，正电荷在导线中电场的作用下，从高电势端向低电势端运动，即从电源正极向电源负极运动，此过程电场力对电荷做正功．根据稳定电流的闭合性和电荷守恒定律，在内电路中，正电荷只能从电源负极向正极运动，即电流从电源负极流向正极，此过程中，电荷运动方向与电场力的方向相反，电场力对电荷做负功. 要使正电荷从电源负极移向电源正极，必须有除电场力以外的非静电力做功，使其他形式的能转化为电荷的电势能，所以B 、D 正确．【概念规律练】知识点一 电动势的概念1．关于电动势，下列说法中正确的是( )A ．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B ．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多D ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多答案 AC解析 电源是将其他形式的能转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能就增加，因此选项A 正确．电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送单位正电荷做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C 正确．点评 电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，在数值上等于把单位正电荷从电源负极移送到正极时，非静电力所做的功．2．关于电源的电动势，下列说法正确的是( )A ．在某电池的电路中每通过2 C 的电荷量，电池提供的电能是4 J ，那么这个电池的电动势是0.5 VB ．电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多C ．电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大D ．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的答案 D解析 由电动势的定义可知，当通过单位电荷时转化的电能为2 J ，即电源的电动势为2 V ，故A 错误；电源所能提供的电能与电动势无关，它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的，故B 错误；电源的电动势与外电路无关，故C 错误．知识点二 电动势E ＝W q的理解和计算 3．有关电压与电动势的说法中正确的是( )A ．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B ．电动势是电源两极间的电压C ．电动势公式E ＝W q 中W 与电压U ＝W q中的W 是一样的，都是电场力做的功 D ．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量答案 D解析 电压与电动势是两个不同的概念，其中电动势公式E ＝W q中W 是非静电力做的功，而电压U ＝W q中W 则是电场力做的功，电动势的大小等于电路内、外电压之和． 点评 电动势E ＝W q.W 表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其他形式的能)，E 表示移动单位正电荷消耗的化学能(或其他形式的能)，反映电源把其他形式的能转化为电能的本领．电势差U ＝W q.W 表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，U 表示移动单位正电荷消耗的电势能，反映把电势能转化为其他形式能的本领．4．由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2 A ，在10 s 内电源做功为180 J ，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？答案 9 V 串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和解析 由E ＝W q及q ＝It 得 E ＝W It ＝1802×10V ＝9 V ＝1.5×6 V 故可得出，串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和．知识点三 内外电路中的能量转化5．铅蓄电池的电动势为2 V ，一节干电池的电动势为1.5 V ，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1 A 和0.2 A ．试求两个电路都工作20 s 时间，电源所消耗的化学能分别为______和________，________把化学能转化为电能的本领更大．答案 4 J 6 J 铅蓄电池解析 对于铅蓄电池的电路，20 s 时间内通过的电荷量为q 1＝I 1t ＝2 C ，对于干电池的电路，20 s 时间内通过的电荷量为q 2＝I 2t ＝4 C.由电动势的定义式E ＝W q得电源消耗的化学能分别为W 1＝q 1E 1＝4 J ，W 2＝q 2E 2＝6 J. 因为E 1>E 2，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大．6．将电动势为3.0 V 的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V ．当电路中有6 C 的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电能；(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能；(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能．答案 (1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J解析 由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C 电荷，有3 J 其他形式的能转化为电能．也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．(1)W ＝Eq ＝3×6 J ＝18 J ，电源中共有18 J 其他形式的能转化为电能．(2)W 1＝U 1q ＝2.4×6 J ＝14.4 J ，外电路中共有14.4 J 电能转化为其他形式的能．(3)内电压U 2＝E －U 1＝3 V －2.4 V ＝0.6 V ，所以W 2＝U 2q ＝0.6×6 J ＝3.6 J ，内电路中共有3.6 J 电能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W 2＝W －W 1＝3.6 J.点评 非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，不能只认为静电力只在外电路做功．因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化．【方法技巧练】实际问题中有关电动势问题的分析方法7．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h ”的字样，则表示( )A ．该电池在工作1 h 后达到的电流为15 AB ．该电池在工作15 h 后达到的电流为15 AC ．电池以1.5 A 的电流工作，可用10 hD ．电池以15 A 的电流工作，可用15 h答案 C解析 此字样在很多充电电池上都有标注，它表示电池的蓄存电荷量的情况，通过它我们可以知道电池在一定的放电电流下使用的时间，放电电流为1.5 A 时，15 A·h ＝1.5 A ×10 h ，故C 项正确8．如图1所示的是两个电池外壳的说明文字．图中所述进口电池的电动势是____ V ；所述国产电池最多可放出________ mAh 的电荷量，若电池平均工作电流为0.03 A ，则最多可使用______ h ．图中还提供了哪些信息： ________________________________________________________________________.图1答案 1.2 600 20 充电时间及充电电流等 解析 进口电池的电动势是1.2 V ，国产电池最多可放出600 mAh 的电荷量．由t ＝600 mAh 0.03 A ×103＝20 h 知最多可使用20 h ．图中还提供了充电时间及充电电流等．方法总结 电池的参数有电动势、内阻，还有电池的容量等．当电源放电时，满足q ＝It .另外对于电池的铭牌，要从上面获得相关的信息，如电动势、电池容量等．1．关于电源，下列说法中正确的是( )A ．当电池用旧之后，电源的电动势减小，内阻增大B ．当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变C ．当电池用旧之后，电动势基本不变，内阻增大D ．以上说法都不对答案 C解析 电池用旧之后，电动势不变，但是内电阻变的很大2．关于电源电动势，下面说法不正确的是( )A ．电源两极间电压总等于电动势B ．电动势越大的电源，将其他能转化为电能的本领越大C ．电路接通后，电源的电压小于它的电动势D ．电动势只由电源性质决定，与外电路无关答案 A3．关于电源的说法正确的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能答案 BCD解析 无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A 错．在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确．4．关于电动势E ，下列说法中正确的是( )A ．电动势E 的大小，与非静电力做的功W 的大小成正比，与移送电荷量q 的大小成反比B ．电动势E 是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C ．电动势E 的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样D ．电动势E 是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量答案 BD解析 电源的电动势只与电源本身性质有关，与电源的体积和外电路无关，尽管E ＝W q，但E 与W 和q 无关，A 错，B 对；由电动势以及电压的物理意义可知C 错，D 对．5. 如图2所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2 V ，这表示( )图2A ．电路通过1 C 的电荷量，电源把1.2 J 其他形式的能转化为电能B ．电源在每秒内把1.2 J 其他形式的能转化为电能C ．该电源比电动势为1.5 V 的干电池做功少D ．该电源与电动势为1.5 V 的干电池相比，通过1 C 电荷量时其他形式的能转化为电能的量少 答案 AD6．以下有关电动势的说法中正确的是( )A ．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B ．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C ．非静电力做的功越多，电动势就越大D ．E ＝W q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的 答案 D解析 电动势与电压的单位虽然相同，但它不是电源两极间的电压，二者不是一个概念．E ＝W q，E 与W 及q 无关．7．一台发电机用0.5 A 电流向外输电，在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )A ．6 VB ．360 VC ．120 VD ．12 V。
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。
1、恒定电流
5.电流的微观表达式：I＝nqSv (n为导体单位体积内的自由电荷数，q为自由电 荷的电荷量，S为导体横截面积，v为自由电荷 定向秱动的速度)． 如图所示，粗绅均匀的一段导体长为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，当导体两端加上一定 的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向秱动的 速率为v.
第七章 恒定电流
一.电流 1．定义：自由电荷的定向秱动形成电流． 2．定义式：I＝q/t ，其中q是时间t内通过导体 某一横截面的电荷量；对于电解液导电和气体 导电，通过某一横截面的电荷量应为正、负离 子电荷量的绝对值乊和． 3．方向：电流是标量，电流方向跟正电荷定向 秱动的方向相同． 4．形成持续电流的条件：导体两端存在电压。
答案 3.8×10－3 m
串并联电路
一、串并联电路 电路种类 串联电路
焦耳定律
并联电路
电路图
等效电阻
R＝R1＋R2＋R3 ＋…＋Rn
1 1 1 1 1 R＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn
各电路相等 I1＝I2＝I3＝…＝ 的物理量 In
U1＝U2＝U3＝…＝Un
电流或电压 U1 U2 Un ＝ ＝…＝ R n 分配关系 R1 R2 总电流 总电压 I总＝I1＝I2＝…＝ In U总＝U1＋U2＋… ＋Un
BC
练1.材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ 0(1＋αt)， 其中α称为电阻温度系数，ρ 0是材料在t＝0 ℃时的 电阻率．在一定的温度范围内α是不温度无关的常 量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温 度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系 数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性， 可制成阻值在一定温度范围内丌随温度变化的电 阻．已知：在0 ℃时，铜电阻率为1.7×10－8 Ω·m， 碳的电阻率为3.5×10－5 Ω·m；在0 ℃附近，铜的 电阻温度系数为3.9×10－3 ℃－1，碳的电阻温度系数 为－5.0×10－4 ℃－1.将横截面积相同的碳棒不铜棒 串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近丌随 温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺 寸随温度的变化)．
选择题天天练：恒定电流1
选择题天天练：恒定电流11、导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是A ．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B ．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C ．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比8．一个电动势为E ，内电阻为r 的电池，接上负载电阻R ，构成闭合电路，下列说法正确的是（ ） A ．当R=r 时，路端电压为U=E/2 B ．当R=0时，路端电压为U=EC ．当R=r 时，R 获得的功率最大D ．当R=r 时，电源的效率为η= 50% 2．温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，在右图所示的图像中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则（ ） A ．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化 B ．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化 C ．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化 D ．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化3.已知两电阻R 1、R 2的I ―U 关系图象如图6所示，把R 1，R 2并联接 到一个电源上，R 1消耗的电功率为6W ，则电源输出功率为（ ）A 、 8WB 、 10WC 、 4WD 、 15W 4．一个直线加速器产生一电子束，其电流不是恒定的，而是由脉冲的粒子束所构成的。
假定每一脉冲电流持续的时间为0.1μs ，平均电流为1.6A ，每秒钟有1000个脉冲，每个电子获得的平均能量为400 MeV （1 MeV=1.6×10-13J ），则下列说法中正确的是（ ） A ．电子束的平均电流是1.6×10-4A B ．每个脉冲里有1×1010个电子C ．每个脉冲的平均功率6.4×108WD ．输入加速器的平均功率为6.4×104W5．如右图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是（ ） A 、电源的电动势为6.0 V B 、电源的内阻为12ΩC 、电源的短路电流为0.5AD 、电流为0.3A 时的外电阻是18Ω 6．如图所示的电路中，灯泡A 和灯泡B 原来都是正常发光的，现在突然灯泡A 比原来变暗了些，灯泡B 比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（ ）A ．R3断路B ．Rl 短路C ．R 2断路D ．R 1、R 2同时短路7．如图所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图线；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图；直线C 为一个电阻R 两端电压与电流的关系图线. 将这个电阻分别接到a 、b 两电源上，那么（ ） A ．R 接到b 电源上时电源的效率高B ．R 接到b 电源上时电源的输出功率较大C ．R 接到a 电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D ．R 接到a 电源上的电阻的发热功率较大，电源效率也较高选择题天天练：恒定电流21．一个电压表是由电流表G 和电阻R 串联而成，如右图所示，若使用过程中发现电压表的示数总比准确值稍小一些，采取下列哪种措施可以改进（ ）A. 在R 上串联一个比R 大得多的电阻B. 在R 上串联一个比R 小得多的电阻C. 在R 上并联一个比R 大得多的电阻D. 在R 上并联一个比R 小得多的电阻 2．一辆电瓶车，质量为500kg ，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V 的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s 的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A ，设车所受的阻力是车重的0.02倍（g=10m/s2），则此电动机的内阻是（ ） A ．4.8Ω B ．3.2Ω C ．1.6Ω D ．0.4Ω3.竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接.绝缘线与左极板的夹角为θ.当滑动变阻器R 的滑片在a 位置时，电流表的读数为I1，夹角为 θ1；当滑片在b 位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则( )A.θ1<θ2，I1<I2B.θ1>θ2，I1>I2C.θ1=θ2，I1=I2D.θ1<θ2，I1=I24.在如图5电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P 。
恒定电流1~6节
2.1 电源和电流【学习目标】1、了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用。
2、理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。
3、知道描述电流强弱的物理量——电流。
【重难点】重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：会灵活运用公式计算电流的大小。
【预习自学】1、分别带正负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个______电流，若要保持持续的电流，A、B需维持一定的______。
能使A、B间维持一定的电势差的装置称为_______.2、达到稳定状态时，导线内的电场是由______、_______等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是______的，电场的分布也是_______的，且导线内的电场线保持和导线________。
3、有稳定分布的______所产生的稳定的_______，称为恒定电场.静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中_______适用。
4、我们把_____、______都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5、I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系势为:_______。
【学习过程】知识点1：电源：自主阅读课本41页电源部分，完成下列问题：『思考1』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？『思考2』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？『思考3』电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。
高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流教学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教学案
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．电流的速度是3×108m/s ，区别于电荷定向移动的速率。
3．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，I ＝qt。
且规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
4．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。
一、电流的形成 1．形成电流的条件 (1)回路中存在自由电荷； (2)导体两端存在电压。
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3×108m/s 。
2．导体中有电流时同时存在着的三种速率三种速率电场的传播速率电子无规那么热运动的速率自由电子定向移动的速率数值 光速3×108m/s数量级约105m/s数量级约10－5m/s三、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。
四、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 ＝q t。
3．单位：安培。
常用单位还有mA 和μA； 换算关系：1 A ＝103mA ＝106μA。
4．(1)直流电：方向不随时间改变的电流。
(2)恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流。
1．自主思考——判一判(1)金属导体中电子定向移动的速率很大，因为闭合开关，灯泡马上就亮了。
(×) (2)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的。
(√)(3)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。
(√) (4)电流既有大小又有方向，是矢量。
(×) (5)由I ＝qt可知，I 与q 成正比。
(×) (6)安培是七个国际基本单位之一。
(√) 2．合作探究——议一议(1)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？[提示] 电容器放电过程中正、负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在电路中形成持续的电流，而干电池内部能够通过非静电力的作用维持电池两极电势差不变，使电路中保持持续的电流。
一轮复习教案----恒定电流
一电流部分电路欧姆定律电阻定律一、电流1、形成：电荷的定向移动形成电流。
2、导体中存有持续电流的条件：保持导体两端的电势差。
①导体中电流方向：从电势高处流向电势低处②电源：内部从电势低处流向电势高处；外部从电势高处流向电势低处【例1】在10s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2C，向左迁移的负离子所带电量为3C，那么电解槽中电流强度大小为多少？．解析：正负电荷向相反方向运动形成电流的方向是一致的，所以在计算电流强度I＝q/t时q应是正负电量绝对值之和．I＝(2C＋3C)/10s＝0.5A．点拨：正负电荷向相反方向运动计算电流强度时，q应是正负电量绝对值之和．【例2】有一横截面为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，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v．在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ C ）(A)nvSΔt (B)nvΔt (C)IΔt/e (D)IΔt/Se解释：从微观角度考虑，N=n*V=ns（vΔt)从宏观考虑n=q/e=IΔt/e点拨：考电流强度定义时要注意从微观和宏观两个方面考虑5、分类：①直流电：电流方向不随时间变化而改变的电流叫直流电.②交流电：大小、方向随时间作周期变化的电流叫交流电.二、部分电路欧姆定律——实验定律1、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。
2、表达式：I=U/R3、适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电.4、伏—安特性曲线【例3】图10-1-1所示的图像所对应的两个导体：(1)电阻关系R1∶R2为3：1 ；(2)若两个导体中的电流相等(不为0)时，电压之比U1∶U2为3：1 ；(3)若两个导体的电压相等(不为0)时，电流之比I1∶I2为1：3 .【例4】三个标有“100Ω4W”、“12Ω48W”和“90Ω10W”的电阻，当它们串联使用时电路两端允许加的最大总电压为_____V；并联使用时电路允许通过的最大总电流________A．参考答案：40.4 2.1【例5】如图15－3所示的电路中，R1＝R2＝R3＝R4＝4Ω，A、B所加电压U＝2.4V；若在a，b间接一理想电压表时，其示数为________V；在ab间接理想电流表时，其示数为______A．点拨：在ab间接理想电压表时，相当于ab断路，其测量的是R3和R4上的电压之和．在ab间接理想安培表时，相当于ab短路，其测量的是流过R2和R3的电流之和．参考答案：1.92 0.8三、电阻定律1、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
人教版高中物理选修3-1恒定电流(一)
二、电路的连接1、串连电路： 把几个导体依次首尾连接，接入电路，这样的连接方式叫做串联。
（1）电流规律：I 总 =I 1=I 2=I 3=……I n (2) 电压规律：U 总=U 1+U 2+U 3+……Un (3) 电阻规律：R 总=R 1+R 2+R 3+……R n(4) 功率规律：串联电路中电功率跟电阻成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =R 1:R 2:R 3: …… 2、并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式称为并联。
（1）电流规律：I 总 =I 1+I 2+I 3+……I n (2) 电压规律：U 总=U 1=U 2=U 3=……Un (3) 电阻规律：1/R 总=1/R 1+1/R 2+1/R 3+……1/R n(4) 功率规律：并联电路中电功率跟电阻的倒数成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =1/R 1:1/R 2:1/R 3: …… 3、电压表和电流表（1）电流表原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。
电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g （2）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g U U，则根据分压原理，需串联的电阻值gg gR R n R U U R )1(-==，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。
（3）小量程电流表改装成大量程电流表方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝gI I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值1-==n R R I I R gg R g ，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。
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一、电流和电流强度I 定义
基本概念
形成条件
电荷的定向移动形成电流 （1）有能自由移动的电荷 （2）有能使自由电荷移动的电场
形成持续 保持导体两端有电势差（电压） 电流的条件 电 方 向 规定正电荷定向移动方向为电流方向
流 分 类
方向随时间变化 的电流为交流电
方向不随时间变化 的电流为直流电 方向和大小都不随时间 变化的电流为恒定电流
W I Rt
2
IU
U
2
U
2
Q=I2Rt
t
R UIt Q
1kwh 3.6 10 J
6
(焦耳定律) 只适于纯电阻电路
J
13
R
单位
1eV 1.6 10
19
1 MeV 1.6 10
1W=1VA=1J/S 1马力=735W
J
例2．某玩具电动机，内阻一定，当U=0.3V时，I=0.3A电动机不
意义
定义式 单位 测量 决定式
表示电流强弱的物理量
I q t
(q为在时间t内通过导体横截面的电量
t
注：电解液中 I | Q正 | | Q负 | A（安）1A=103mA=106μA （1A=1c/s)
电 流 强 度
电流表（安培表、毫安表）
宏观： I
U
AB
R
氢原子核外电子 形成环形电流:
了解： 微观（金属中） I=nesv
等效环流
I ke r
2 2
e T me 4 T
2 2
2 e I 2 r r
k mr
例题1、在电解槽中，1 min内通过横截面的一价正离子和一价负 离子的个数分别为1.125×1021和7.5×1020，求通过电解槽的电流 是多大？（1e= 1.6×10-19C ）
转，求1分钟生热Q=？当U=2V时，I=0.8A，电动机正常工作，求： 1分钟电动机所消耗的电能？产生的热量？输出的机械能？及电
动机的效率？
二、串、并联电路的特点和性质
连接方式
串联
并联
电路图 电流 电压 电阻
I1 I 2 I n I I I1 I 2 I n
Pn Rn
I
P1 R1 P2 R2 Pn Rn U
2
U1 U 2 U n U U1 U 2 U n U
R R1 R2 Rn
1 R 1 R1 1 R2 1 Rn
U1
分配关系
U2 R2
P2 R2
Un Rn
I
2
R1
P1 R1
I1 R1 I 2 R2 I n Rn U
物理意义
能量转化 表 达 式
电流通过电路的功, 即电荷定向移动电 电流通过电阻 表征电流做功快 慢的物理量,即 时的功 场力的功 消耗电能转化为 其它能(内能、机 械能、化学能)
消耗电能转 化为内能
电流的功与做功 所用的时间的比 值
P W t
P I R
2
W=qU=IUt 任何电路 (适于一切电路) 纯电阻电 路
解：
I
q t
(1 . 125 10
21
7 . 5 10 60
20
) 1 . 6 10
19
5A
二、电阻R 物理意义 定义式 表征导体对电流的阻碍作用的物理量
R U I
单位
Ω（欧姆）
L S
了解： 电阻定律
R
ρ ：电阻率；由导体材料及温度决定
测量
伏安法
四、电功W、电热Q、电功率P 物理量 电功W 电热Q 电功率P