电源电流
第1节 电源和电流
第十一章电路及其应用第1节电源和电流[学习目标] 1.了解持续电流形成的原因，知道电源的作用，认识常见的电源。
2.对比静电平衡条件，认识导体中的恒定电场和恒定电流。
3.理解电流的定义，知道电流的单位和方向。
4.理解电流形成的微观实质。
知识点一电源与恒定电流❶电源(1)定义：能把电子从电源正极搬运到电源负极的装置就是电源。
(2)作用：使导体两端始终存在电势差。
❷恒定电场(1)形成：电源正、负极周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
电荷的分布和电场的分布不随时间变化。
(2)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。
(3)特点：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。
❸恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流，叫作恒定电流。
(2)电流：表示电流的强弱程度。
①表达式：I＝q t。
②单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
1 A＝103 mA＝106 μA。
③方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【思考】如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流。
(1)盐水中的电流沿什么方向？(2)假设电子的电荷量为e，t时间内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚线面，则电路中的电流为多大？提示(1)电流方向向左(2)I＝2Ne t1.电流的形成电荷的定向移动形成电流。
当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流。
(1)产生电流的条件：导体两端有电压。
(2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。
2.对电流的理解(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。
(2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极。
(3)I＝qt是电流的定义式，用该式计算出的电流是时间t内的平均值。
电源和电流ppt课件
要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。
习题课
【例1】 下列关于电源的说法正确的是(
)
B
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间
有电压
B.电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电能的过程
C.电荷的移动形成电流
D.只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流
【例2】如图，电解液接入电路后，在t 内有n1个一价正离子通过溶液内截
2.物理意义:表示电流的强弱程度
q
3.公式： I
t
4.单位: 国际单位
安培(A)
1A=1C/s
常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
1A 103 mA 106 μA
注意
（1）电流方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
在电源外部，电流从正极流向负极；电源的内部,电流从负极流向正极；
（2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
C.电流大小为 ，电流方向为顺时针
2
D.电流大小为 ，电流方向为逆时针
2
D
)
7.(2015 上海卷)重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束，
其电流大小为1.2×10-5A，则在1s内发射的重离子个数为(e=1.6x10-19C)(
A.3.0×1012
B.1.5×1013
-
_
_
__ B __ _ _++
+
+ A +
+ ++
A
B
导体两端存在电势差
抽水机
水势A
A
导体中自由电子的定向移动使两个带
电路中的电源电流与负载电流
电路中的电源电流与负载电流电路是电子技术中必不可少的基础部分，而电流则是电路中最重要的物理量之一。
电路中的电流可以分为电源电流和负载电流，它们在电路中扮演着不同的角色。
本文将探讨电路中的电源电流与负载电流的特点与关系。
一、电源电流电源电流指的是电源供给电路所提供的电流。
在直流电路中，电源电流的大小和方向由电源的电压和电路的总阻抗共同决定。
根据欧姆定律，电流等于电压与阻抗的比值。
当电压增大或阻抗减小时，电流将增大；反之，电流将减小。
因此，电源电流与电源电压和电路阻抗有直接关系。
电源电流的特点取决于电源的类型。
在理想情况下，电源可以提供无限大的电流，而其电压恒定不变。
然而，实际电源存在内部电阻，导致电源电流无法无限大。
因此，在实际应用中，电源电流会受到限制。
常见的电源类型包括直流电源、交流电源和电池等，它们的电流特点各有不同。
二、负载电流负载电流指的是电源电流经过负载电阻产生的电流。
负载可以是电子元件、器件或电路等。
在电路中，负载电流是根据欧姆定律由电源电压和负载电阻决定的。
负载电流的大小取决于负载电阻的大小。
当负载电阻减小时，负载电流将增大；反之，负载电流将减小。
负载电流的特点取决于所连接的负载特性。
例如，有些负载电流是恒定的，称为定值负载电流；而其他负载电流则会根据负载特性的变化而变化。
负载电流的变化可能受到电子元件、器件或电路内部工作原理的影响。
因此，在设计和应用电路时，需要充分考虑负载电流的特性和变化。
三、电源电流与负载电流的关系电源电流和负载电流之间存在着一定的关系。
在理想情况下，电源电流等于负载电流。
这是因为理想电源具有无限大的电流输出能力，能够将所有电流提供给负载。
然而，在实际应用中，电源电流与负载电流并不一定相等。
这是因为实际电源存在内部电阻和功率限制。
当负载电流超过电源的额定电流或功率时，电源电流可能无法满足负载的需求，导致电路失效或电源过载。
因此，设计和选择合适的电源是保证电路正常工作的重要因素之一。
电路中的电源与电流方向
电路中的电源与电流方向一、电源的概念1.电源是提供电能的装置，可以使电荷发生定向移动，形成电流。
2.电源的种类：直流电源、交流电源。
3.电源的电压：电压是电源对单位正电荷做的功，单位是伏特（V）。
二、电流的形成与方向1.电流是电荷的定向移动形成的，可以是正电荷，也可以是负电荷。
2.物理学规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向。
3.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向电源的负极。
4.在电源内部，电流从电源的负极流向电源的正极。
三、电源的电动势1.电动势是电源内部非静电力做功的能力，单位是伏特（V）。
2.电源的电动势与外电路无关，是电源本身的属性。
四、电源的内阻1.电源内阻是电源内部电阻，对电流有一定的阻碍作用。
2.电源内阻会导致电源两端的电压降低，影响输出功率。
五、电路中的电压、电流与电阻1.电压是电路中电荷定向移动的动力，单位是伏特（V）。
2.电流是电荷定向移动形成的流动，单位是安培（A）。
3.电阻是电路中对电流的阻碍作用，单位是欧姆（Ω）。
六、欧姆定律1.欧姆定律是描述电路中电压、电流、电阻之间关系的定律。
2.欧姆定律公式：I = U / R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
七、电路的串并联1.串联电路：电路中各元件依次连接，电流相同，电压分配。
2.并联电路：电路中各元件并行连接，电压相同，电流分配。
八、电路中的功率1.功率是电路中电压、电流的乘积，单位是瓦特（W）。
2.有功功率：电路中实际做功的功率，与电压和电流的相位有关。
3.无功功率：电路中不做功的功率，与电压和电流的相位差有关。
九、电路中的能量转换1.电路中的能量转换包括电能与其他形式能量的转换，如热能、光能、机械能等。
2.能量转换效率：输出能量与输入能量的比值，表示电路的能量利用效率。
十、电路中的保护与安全1.过载保护：防止电路中电流过大，造成设备损坏或火灾。
2.短路保护：防止电路中发生短路，造成设备损坏或火灾。
3.安全用电：遵守用电规定，不接触带电体，不使用破损的电器设备。
2.1 电源和电流
二、电流
电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 . 在时间t内通过导体某截面的电量为: Q=(VtS)nq 所形成的电流为: I=Q/t=nqSV
vt
二、电流
注意事项：
（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 （2）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； （3）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。
2.1 电源和电流
2.1 电源和电流
电源 恒定电场 恒定电流 电流
导线中的电场 电流 电流的微观表达式
一பைடு நூலகம்电源
导体中产生电流的条件:导体两端存在电势差
一、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有 持续的电流.
一、电源
二、电流
形成电流的条件：
（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 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场， 导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动， 形成电流． 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中 有持续的电流．
二、电流
电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线 的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率 .
导线中的电场：
二、电流
1、恒定电流
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为
恒定电场。
1.电源和电流
(2)某电解槽的横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向
通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 C，则电解液中的 电流I＝________ A.
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
解析： (1)金属导体中定向移动形成电流的电荷是自由 电子，在 10 s 内通过导体横截面的电荷量 q1＝10 C，故 I1 q1 ＝ t ＝1 A. (2)电解槽中定向移动形成电流的电荷是沿相反方向运 动的正、负离子，在 10 s 内通过横截面的电荷量 q2＝20 C， q2 故 I2＝ t ＝2 A.
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
(2)对电流的进一步理解 ①电流虽有方向，但不是矢量，是标量．遵循代数运算 法则． ②电流方向规定为正电荷定向移动方向， 金属导体中电 流方向与自由电子定向移动方向相反． q ③电流定义式 I＝ t 为单位时间通过某一横截面的电荷 量，q 只代入绝对值．电解液中正、负离子定向移动方向虽 然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向相同，q 应
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
1．电源和电流
工具
第二章
恒Байду номын сангаас电流
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工具
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恒定电流
栏目导引
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
一、电源
1．电源的定义
电源是不断把 负电荷 从正极搬运到负极从而维持正
负极之间一定电势差的装置．
2．电源的作用 (1)从电荷移动角度看 电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定 的 电势差 ，从而保持电路中有持续电流． 电子 从正极A搬运到负极B，
高中物理：电流 电源的概念
高中物理：电流、电源的概念【知识点的认识】1．电源的作用：维持电路两端的电势差，使电路中保持持续的电流．2．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．3．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流．4．电流（1）定义：自由电荷的定向移动形成电流．（2）方向：规定为正电荷定向移动的方向．（3）三个公式①定义式：I＝；②决定式：I＝；③微观式：I＝neSv．（n为导体单位体积内的自由电荷数；e为自由电荷的电荷量；S为导体横截面积；v为自由电荷定向移动的速度）．注意：（1）I＝是电流的定义式，是普遍适用的．电流的微观表达式I＝nqSv就是由该定义式推得的．（2）应用电流的微观表达式时，要注意区分三种速率：①电子定向移动速率：一般比较小，速率数量级为10﹣5m/s；②电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为105m/s；③电流传导速率：等于光速，为3.0×108m/s．【命题方向】常考题型是考查对概念的理解：下列说法中正确的是（）A．电流的方向就是电荷移动的方向B．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C．电流都是由电子的移动形成的D．电流是有方向的量，所以是矢量分析：电流的方向就是正电荷定向移动的方向．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极．电流都是由自由电荷的定向移动形成的．电流有方向，但电流的运算不遵守平行四边形定则，是标量．解答：A、物理学上规定，电流的方向与正电荷移动的方向相同．故A错误．B、在直流电源的外电路上，电流从电源正极流出进入负极．故B正确．C、电流都是由自由电荷的定向移动形成的，不一定是由电子定向移动形成的，也可以由正电荷移动形成的．故C错误．D、电流有方向，表示流向，但电流的运算不遵守平行四边形定则，是标量．故D错误．故选B．点评：本题中要注意电流的方向与矢量的方向意义不同，其运算按代数法则，电流不是矢量，是标量．。
电源和电流ppt课件
解析:由 I= 知,q 大,I 不一定大,故选项 A 错误;由 I=nqSv 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
当堂检测
1.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。
2.对于公式 I=nqSv,要理解每个符号所代表的物理意义,不要死记
公式。
3.学会先建立一种模型,再运用学过的知识进行理论推导的方法。
问题导学
当堂检测
1
2
3
4
课前预习导学
B.在国际单位制中,电流的单位是安培
C.电流有方向,它是一个矢量
D.任何物体,只要其两端电压不为零,就有电流存在
答案:B
解析:自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则
不能形成电流,故选项 A 错误;形成电流的条件是导体两端保持有电压,
且必须是导体而非任何物体,故选项 D 错误;电流有方向,但它是标量,故
(1)导体中产生持续电流的条件是什么?(2)电流的方向是如何规定
的?在电源外部与内部各是什么流向?
答案:(1)导体两端有持续的电压,也就是说电路中要有电源。
(2)①在物理学中,人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
②在电源外部的电路中,电流是从电源正极流向电源负极;在电源
内部的电路中,电流是从电源负极流向电源正极。
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
答案:C
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。电荷的定
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A
B
二、电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流.
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
三、导线中的电场——恒定电场
假设在电源正、负 极之间连一根导线
Ft
F Fn
N
M
E0
+ + + + A + + + + P
q ev I t 2R
如果认为电子的定向运动速率就 是电流的传导速率，和我们的生活 经验是否相符？怎样解释？
思考题
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
三、导线中的电场——恒定电场
Ft
N
假设在电源正、负 极之间连一根导线
F Fn
M N
E0
E0
+ + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _
-
E′
M
E0
N
导线内很快 形成沿导线 方向的电场
E
M
导体内的电场线保持和导线平行
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。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。-----恒定电场
2.1 电源和电流
一、电源
1、电源
①干电池： 在没有接入外电路时，两极间电压都是1.5V
②蓄电池： 在没有接入外电路时，两极间电压都是2.0V
蓄电池能够对外电 路提供持续电压的 本领比干电池大！
科学是如此迷人
电源
2、电源的电动势
在没有接入外电路时，电源两极间的电压叫电 源的电动势。 ①干电池：E=1.5V ②蓄电池：E=2.0V
课堂训练 3、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就是自由电子定 向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离 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
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W E q
一.电流的形成
电荷的定向移动形成电流．
电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．
金属导体——自由电子 电解液——正、负离子
自由电荷
形成电流的条件：
（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
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ -
电流
１、电流
（1）形成：电荷的定向运动形成电流。 （2）产生电流的条件： ① 自由电荷
内因
－ －
②保持电势差
外因
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－
－
－
－
+
E
-
一、电流
１、电流
（3）电流方向： 规定为正电荷定向运动的方向。 （4）电流强度： 单位时间内通过导体横截面的电量。
q I t
－ －
单位：安培（A）
I
E
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电源在通过非静电力作用把电子从正极搬运到 负极的过程中电子的电势能也发生变化。
电子从高电势处到低 电势处,电势能变大
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电源
3、电源的电动势
①干电池：E=1.5V ②蓄电池：E=2.0V
电势能增加1.5J
电势能增加2.0J
电源
－
+
正极
F
P
负极
假设电源把电量为 1C的电子从正极 搬运到负极
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3．电流的微观表达式
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，每个电荷的电荷量为e，电荷 的定向移动速率为v
I=Q/t=neSV
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平 行.(恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式 I nqsv
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例与练 • • • • 7、下列关于电源电动势的说法中正确的是 （ ） A．电源的电动势就等于电源两极间的电压 B．电源的电动势等于电源开路时两极间的电压 C．电源的电动势在数值上等于非静电力把1个电 子在电源内从正极搬运到负极非静电力做的功 • D．电源的电动势在数值上等于非静电力把电量为 1C的电子在电源内从负极搬运到正极非静电力做 的功
金属导体
电解液
在电解液中，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。
例与练
导体中有自由电荷
• 1、下列关于电流的说法中正确的是 （ ） 电流的方向是正电 • A．导体中产生电流的条件是导体两端保持 荷的定向运动方向 一定的电势差 • B．电流的方向就是电荷的定向运动方向 • C．电流的方向不变的电流叫恒定电流 • D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒 定电流
小结:
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积， v为电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量
课堂训练
1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量 为10C，则导体中的电流为________A； 1A 2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反 方向通过横截面的正负离子的电量均为10C， 则电解液中的电流为_______A． 2A
C
课堂训练
4、某电解质溶液，如果在1 s内共有 5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个 一价负离子通过某横截面，那么通过 电解质溶液的电流强度是多大？
3.2 A
课堂训练
5、氢原子的核外只有一个电子，设 电子在离原子核距离为R的圆轨道 上做匀速圆周运动。已知电子的电 荷量为e，运动速率为v，求电子绕 核运动的等效电流多大？
－
－
－
－
+
-
安培是基 本单位。
二、电流
１、电流
（5）电流分类：
电流大小和方向都不随时间 ①直流电：电流方向不随时间变化的电流。 变化的电流——恒定电流。
②交流电：大小、方向随时间作周期变化的电流。
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四、恒定电流
1、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.
2、电流强度(I):表示电流的强弱程度. I= q / t 单位：安培(A) 1A=1C/s 毫安（mA）、微安（μ A） 方向:正电荷定向移动的方向.电流是标量
电动势在数值上等于非静电力把 电量为1C的电子在电源内从正极 搬运到负极非静电力做的功
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一、电源和电流
3、电源的电动势
①干电池：E=1.5V ②蓄电池：E=2.0V
电势能增加1.5J
电势能增加2.0J
电源的电动势在数值上等于 非静电力把电量为1C的电子 在电源内从正极搬运到负极 电势能的增加量（或非静电 力所做的功）