电流和电源(导)学案

1.5电流和电源学案（人教版选修1-1）

一、电源

1．带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图1所示，当用导线连接带正、负电荷的导体A、B时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体B________电子，带正电的导体A________电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是________的．

图1

2．电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置P，如图2所示，它能源源不断地把经导线流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，A、B周围空间始终存在一定的______，A、B之间始终保持一定的______．这样电路就始终保持持续的________，这种搬运电荷的装置P就是

________．

图2

二、恒定电场

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．尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成一种________平衡，这样________的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．

三、恒定电流

1．恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定．我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．

2．电流：(1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．

(2)公式表达：I＝q

t，或写成电荷量的表达式：__________.

(3)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A.更小的单位还有________ (mA)、________(μA)，换算关系为：1 A＝103mA＝106μA.

一、电源

[问题情境]

电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，手电筒中小灯泡能持续发光．

导体中的电流是怎样形成的？

1．导体中有电流，是因为自由电子做什么运动？

2．电路中之所以能有持续的电流，是因为电路两端维持着一定的电势差，这是什么元件在起作用？

[要点提炼]

1．要使电路中保持持续的电流，电路两端之间要有一定的________．

2．电源的作用：维持电路两端始终有一定的________，使电路中保持

______________．

二、恒定电场

[问题情境]

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．这些电荷也在运动，电荷的分布却是稳定的，这是为什么？

[要点提炼]

1．由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为____________．

2．在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与

________相同．在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中________．

三、恒定电流

[问题情境]

1．什么样的电流被称为恒定电流？

2．我们用什么物理量来描述电流的强弱程度？

3．电流的传播速度是光速，电子在导线中也是以光速移动吗？

[要点提炼]

1．我们把________都不随时间变化的电流称为恒定电流．

2．________是描述电流强弱的物理量，其单位是________，电荷量q＝________.

例1 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 A

变式训练1 如图3所示，电解池内只含有一种CuCl 2电解质的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的铜离子数是n ，设基元电荷为e ，试分析电解液中电流的方向和大小怎样？

图3

例2 电子的绕核运动可等效为环形电流．若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，则其等效电流等于多少？

变式训练2 如图4所示，一个半径为r 的细橡胶圆环，均匀地带上负电荷Q ，当它以角速度ω绕中心轴线逆时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )

图4

A ．Q

B .Q 2π

C .Qω2π

D .2Qω

π

例3 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 Δt

B ．nv Δt

C .I Δt e

D .I Δt

Se

变式训练3 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 0

B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I

neS

C ．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 ＝I

ne

【即学即练】

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. 如图5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 ，则以下解释中正确的是( )

图 5

A ．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 →A B ．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

t

D ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝(n 1＋n 2)e

t

3．导体中电流I 的表达式为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 ．电流传导速率

C ．自由电荷定向移动的速率

D ．电子热运动速率

4．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

5．如图6所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒每米的电荷量为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6

A ．vq

B .q v

C ．qvS

D .qv

S