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（3×108
m/s ）。

电路一接通，电路中各处以真空中的光速建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电荷几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成电流．
(2)电子定向移动速率：
电荷定向移动形成电流，该移动速率一般数量级为10－5 m/s.
(3)电子热运动速率：
构成导体的电子在不停做无规则的热运动，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105 m/s. [巩固练习]
1：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
2．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
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个一价负离子相向通过某截面，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 A
12．一个电子绕氢原子核以半径为r 做匀速圆周运动，其等效电流为多少？（已知电子质量为m ，带电量为e) 8．铜的相对原子质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由
电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( )
A ．光速c B.I neS C.ρI neSm D.mI neSρ。