第一章电流和电源
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。
人教版(2019)高中物理必修三第十一章第1节电源和电流
第1节 电源和电流学习目标核心素养形成脉络1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场．2．理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会用公式q ＝It 分析相关问题．3．从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系.一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝qt ．其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA).1 A ＝103 mA ＝106 μA ．思维辨析(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．()(2)电流既有大小，又有方向，是矢量．()(3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．()(4)电子定向移动的方向就是电流的方向．()(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√深度思考如图为分别带正、负电荷的A、B两个导体球．(1)如果用一条导线将它们连接起来，A、B之间的电势差会发生什么变化？(2)最终A、B两个导体球会达到什么状态？(3)导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？提示：(1)A、B之间的电势差会减小．(2)最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态．(3)导线中会出现电流，电流只能是瞬时的．对电流的理解和计算问题导引如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t 内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2.(1)确定通过导电液体中电流的方向．(2)计算导电液体中电流的大小．[要点提示] (1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右．(2)I ＝|q 1|＋|q 2|t. 【核心深化】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．电流虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则．如图所示，电解池内有一价的电解液，t 时间内通过溶液内截面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( )A ．当n 1＝n 2时电流为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流 I ＝（n 1－n 2）etC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流 I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流I ＝（n 1＋n 2）et[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，A 、C 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt 公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，B 错误，D 正确．[答案] D(2020·湖南双峰高二期中)导体中的电流是5 μA ，那么在3.2 s 内定向移动通过导体的横截面的电荷量为q ，相当于有n 个电子通过该截面，则下列正确的是( )A ．q ＝1.6×10－5 C ；n ＝1014个B ．q ＝1.6×10－2 C ；n ＝1017个 C ．q ＝1.6×10－5 C ；n ＝1015个 D ．q ＝1.6×10－2 C ；n ＝1014 个解析：选A ．根据电流的定义式I ＝qt 得，3.2 s 内通过导体横截面的电荷量q ＝It ＝5×10－6×3.2 C ＝1.6×10－5 C ，n ＝q e ＝1.6×10－51.6×10－19＝1.0×1014个，A 正确． 电流的微观表达式 【核心深化】1．电流的微观表达式的推导如图所示，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 ，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大小为e .则：导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t ＝lv .导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS总电荷量Q ＝Ne ＝nlSe此导体上的电流I ＝Q t ＝nlSelv ＝ne v S .2．电流的微观表达式I ＝ne v S(1)I ＝qt 是电流的定义式，I ＝ne v S 是电流的决定式，因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量大小e 、定向移动的速率v ，还与导体的横截面积S 有关．(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．导线中的电流是1 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线定向移动1 m ，平均要多少时间？ [解析] (1)N ＝q e ＝Ite ＝6.25×1018个．(2)由公式I ＝neS v ，得v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6 m/s ≈7.35×10－5 m/s.(3)沿导线移动1 m 需用时t ＝17.35×10－5 s ≈3.78 h ． [答案] (1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s (3)3.78 h(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为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( )A ．n v S ΔtB ．n v ΔtC ．I Δt eD ．I Δt Se解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte ，C 正确，D 错误；又因为电流的微观表达式为I ＝ne v S ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝ne v S Δte ＝n v S Δt ，A 正确，B 错误．1．(对电源的理解)关于电源的以下说法，正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间稳定的电势差，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A 错，B 对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错．2．(对I ＝qt 的理解和应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．3．(对电流微观表达式的理解和应用)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 ．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相等解析：选B ．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导体的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqS v ，所以v ＝InqS ，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．(建议用时：30分钟) 【合格考练】1．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝qt，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解析：选D．依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，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、C错误，选项D正确．2．(多选)(2020·西藏高二期中)对电源的认识，下列说法正确的是()A．电源是为电路提供自由电荷的装置B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差C．电源的作用是使绝缘体变成导体D．电源使导体中的自由电子发生定向移动解析：选BD．电源是将其他形式的能转化为电能的装置，凡是能提供电能的装置都可以作为电源，并不是提供电荷的装置，其作用是保持导体两端的电压，能使导体中形成电场，使自由电荷受到电场力而定向移动起来，使导体内的自由电子定向移动，并不是使绝缘体变成导体，故A、C错误，B、D正确．3．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解析：选B．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错误；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与电流的大小无直接关系，D错误．4．(2020·云南玉溪高二期中)关于电流，下列说法正确的是()A．只有正电荷的定向移动才能形成电流B．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向C．金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同D ．方向不变的电流叫恒定电流解析：选B ．正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A 错；人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B 对；金属导体导电的时候，导体中定向移动的电荷是自由电子，定向移动方向和电流方向相反，故C 错；方向不变的电流叫直流电，方向和大小都不变的电流叫恒定电流，故D 错．5．(2020·华中师大附中高二期中)关于电流，下列说法中正确的是( ) A ．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子运动的速度越大，电流越大C ．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：选C ．据I ＝qt 可知，单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，并非通过导线横截面的电荷量越多，电流就越大，故A 错误，C 正确；根据电流的微观表达式I ＝ne v S 可知，电子运动的速率越大，电流不一定越大，还与单位体积内自由电子数n 、横截面积S 有关，故B 错误；电流有大小和方向，但电流是标量，故D 错误．6．(2020·山西太原检测)在通电电解槽中，若在2 s 内分别有1 C 的正离子和1 C 的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的截面，电解液中的电流是多大( )A ．0B ．0.5 AC ．1 AD ．2 A解析：选C ．2 s 内流过的电荷量为q ＝1 C ＋1 C ＝2 C ，则由电流的定义可知：I ＝q t ＝22A ＝1 A ，故C 正确，A 、B 、D 错误．7．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解析：选B ．要有持续电流必须有电压，A 错误．金属导体中形成持续电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C 错误．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D 错误．8．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝neS v 可得v ＝IneS ，故D 对．9．某一探测器因射线照射，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 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确．【等级考练】10．在示波管中，电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A ．4.8×10－6 A B ．3×10－13AC ．3×10－6 AD ．9.6×10－6 A解析：选A ．电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19 C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．11．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108 m/s ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C)( )A ．5×1010个B ．5×1011个C ．1×102个D ．1×104个解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6 s ，在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内通过该横截面的电荷量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C ，环中运行的电子数N ＝qe ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个．12．(多选)电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，如图所示，下列说法正确的是( )A ．可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做的功相类比B ．可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做的功类比C ．可以将电流通过灯泡时做的功与重力对球做的功类比D ．可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比解析：选BC ．将电势能类比重力势能，电流通过灯泡做功，电势能减少，可类比重力做功，重力势能减少，非静电力做功，电势能增加，可类比人抛球对球做功，球重力势能增加，故B 、C 正确．13．(2020·佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I Δl eSm 2eU B ．I Δl em 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δl em 2eU解析：选B ．加速过程，eU ＝12m v 2，则v ＝2eUm，由I ＝ne v S 知，一小段长为Δl 的电子束内的电子数N ＝n ΔlS ＝Δl I e v ＝I Δlem 2eU. 14．(2020·山西太原高二检测)有一条横截面积S ＝1 mm 2的铜导线，通过的电流I ＝2 A ．已知铜的密度ρ＝8.9×103 kg/m 3，铜的摩尔质量M ＝6.4×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023mol －1，电子的电荷量大小e ＝1.6×10－19C ，每个铜原子可提供一个自由电子，求铜导线中自由电子定向移动的速率．(结果保留2位有效数字)解析：设铜导线长为L ，则体积为V ＝LS ，质量为m ＝LSρ，摩尔数为n ＝m M总的自由电子数为nN A总电荷量为q ＝nN A e全部通过该铜线截面时间为t ＝L v根据电流的定义式：I ＝q t ＝nN A e v L ＝SρN A e v M可得：v ＝MI SρN A e带入数据解得：v ≈1.5×10－4 m/s.答案：1.5×10－4 m/s。
高中物理之电流和电源知识点
高中物理之电流和电源知识点电源和电流产生电流的条件（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压导体中产生持续电流的条件是什么？有能把电子从正极搬运到负极的装置。
（电源）作用是保持导体两端的电势差（电压）使电路有持续的电流。
电源的作用1. 电子从正极搬运到负极2. 电场力做负功，电子的势能增加，通过电源把其他形式的能转化为电能。
怎样描述电流的强弱1. 定义：流过导体某一截面的电荷量与所用时间的比值2. 定义式：I=Q/tq表示通过导体截面正负离子的电量的绝对值之和。
电流是标量我们规定，正电荷的移动方向为电流的方向电流的微观表达式一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，自由电荷移动的速率为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，每个自由电荷带电量为q。
导体内的自由电荷数为：N=lsn导体内的自由电荷总电量：Q=lsnq电流的微观表达式为：电流的类型1. 直流电（方向不变）①恒定电流（大小不变）②脉冲电流（大小变化）2. 交流电（方向变化）①正（余）弦交流电②矩形锯齿形习题演练1. 关于电流的方向，下列说法正确的是（）A 电源供电的外部电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极B 电源内部，电流的方向是从电源的正极流向负极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2. 下列说法正确的是（）A 电流的方向与负电荷定向移动的方向相同B 电流的方向与正电荷定向移动的方向相同C 在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源的负极流向正极D 在直流电源的内电路上，电流方向是从电源正极流向负极。
人教版高中物理选修3-1第1节电源和电流
第1节电源和电流
1.电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持
续电流。
2．恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流，
产生电流的条件是导体内有自由电荷，且导体两端
存在电压。
3．电流的大小为I ＝q t
，方向规定为正电荷定向移动的 方向。
负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
电 源 [自学教材]
(1)如图2－1－1所示，带有正、负电荷的A 、B 两个导体，若
用一条导线连接，则导线中的自由电子在静电力的作用下定向移动，
B 失去电子，A 得到电子，A 、B 之间的电势差很快消失，两导体成
为等势体，在导线中形成瞬时电流。
(2)电源：就是在A 、B 两个导体之间连接的一个装置，它能源 图2－1－1
源不断地把经过导线流到A 的电子取走补给B ，使A 、B 两个导体始终保持一定数量的正、负电荷，维持一定的电势差，使电路中形成持续的电流。
电源就是把电子从A 搬到B 的装置。
(3)形成电流的条件：一是要有自由移动的电荷；二是导体两端存在电势差。
[重点诠释]
1．电源的作用
(1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。
(2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能。
选修1-1+第一章第五节+电流和电源
意大利解剖学和医学教授伽伐尼 （1737～1789）
通往科学真理的艰辛过程
结论
伽伐尼立即抓住这个现 象重复了这个实验，发 现两手分别拿着不同的 金属器械碰在青蛙的大 腿上，总能使其腿部的 肌肉抽搐，而只用一种 金属器械去触动青蛙， 却并无此种反应。
针对这些现象，伽伐 尼猜想，在动物体内存在 着某种电，如果使神经和 肌肉同两种不同的金属相 接触，再使 这两种金属 相连接，这种电就会被激 发出来，所以这很可能是 从神经传到肌肉的特殊的 “电流质”引起的“动物 电”。
静夜思
练习题
1.导体中电流是0.5A，求半分钟内通过导体 横截面的电子数？
静夜思
练习题
2.下列说法正确的是：（ ） A.用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组成了一个完整的 电路。 B.电源是使电路中有持续电流的装置。 C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源。 D.手电筒照明时，电流方向是由电池的负极经灯泡到正极的。
静夜思
D
二.电源和电动势
静夜思
二.电源和电动势
1.电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的。电源 的这种特性，物理学中用电动势来描述。
2.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
3.电动势的符号：E 4.电动势的单位：伏特 V
静夜思
图是一块手机电池的标签。你从这个标签中可以了解关于电池 的哪些信息？
静，知道电 流的方向是如 何规定的。
1
了解电源 的发明对人 类的生产生 活产生的巨 大的影响。
2
了解电源在电 路中的作用。 了解电动势的 概念和单位。 了解几种电池 电动势的大小。
3
静夜思
一个偶然的发现
1780年，意大利医学教授 伽伐尼在解剖青蛙时，获得了 一个偶然的发现。伽伐尼将剥 去皮的青蛙放在实验桌上的金 属板上，金属板在起电机的旁 边（这是当时大多数实验室都 有的时髦装置）。他的助手在 取一把解剖刀时刀尖偶然触及 了青蛙的腿神经。这时起电机 刚好打出一个火花，同时青蛙 的腿猛烈地抽搐了一下。
选修1-1第一章 1.5 电源与电流
伏打的观点 产生电流的关键是两种不 同金属的连接，青蛙肌肉只是 起了检验的作用。
基于这种思考，伏打发明了能够提供持续 电流的“电堆”——伏打电堆——最早的电 源。
伏打电堆在锌片和铜片之间加上浸透了盐 水或碱水的厚纸、布片或皮革，再把几十个这 样的单元叠置起来。
一、电流
1、定义：电荷的定向移动形成电流。
二、电流的方向
1、导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是
负电荷的定向移动。 2、规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。 3、金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向相反。
4、在电源外部的电路中，电流从电源的正极流 向负极。
注意：
在电源内部的电路中，电流从负极流向正极。
三、电流——电流强度 1、定义：物理学中用通过导线横截面的电荷Q 与所用时间t 的比值来描述电流的强弱，这 个物理量就叫做电流。符号：I Q 2、定义式： 3、物理意义：描述电流的强弱
课堂练习和课外作业
课堂练习： 课外作业： P19 问题与练习 1、2、4、5 P19 问题与练习 1、 2、
认识一下手机电池：
探索者
水果电池
探索者
地电流
电池种类 电动势
（单位：V）
苹果电池
土豆电池
西红柿电池
小结
1、电流是电荷（电子、离子）定向移动形成的。 2、正电荷定向移动的方向为电流方向． 金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向相反 在电源外部的电路中，电流从电源的正极流向负极。 3、 形成电流的条件： ⑴有自由电荷，⑵导体两端有电压 4、电流——电流强度 （1）通过导线横截面的电荷Q与所用时间t 的比值 （2）定义式：I=Q/t （3）物理意义：描述电流的强弱 （4）单位：安培 简称：安 ，符号：A 1mA=10 -3A 1μA=10 -6A
1电源和电流导学案
编号10 课题1、电源和电流周次8 主编人王恒波审核人审批人课时 1 姓名班和组组评师评学习目标1、了解电流的形成过程，明确电源在电路中的作用，认识导线中恒定电场的建立和恒定电流的形成过程。
2、掌握电流的定义式、单位、方向及微观表达式。
学习重点理解电流的产生条件、定义式、单位、方向及微观表达式。
学习难点恒定电流的形成，电流的定义式的应用、电流微观表达式的推导。
学习过程自主学习【自主预习案】一、电源1、电源：能把自由电子从________极搬到_________极的装置。
2、其作用是：保持导体两端的_____________，使电路中保持持续的__________。
二、电流1、电流（I）：描述电路中电流强弱的物理量。
若用I表示，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则它们间的关系式为:_______。
2、单位：国际单位制中，电流的单位是_________，简称______，符号是_______。
常用单位：毫安（mA）、微安（μA），1 A = mA = µA3、电流的方向：规定正电荷的定向移动方向为电路中的电流方向，但电流是量。
在金属导体中，只有能定向移动，其效果相当于电子不动，而有等量的正电荷沿的方向定向移动，即电流方向与自由电子定向移动方向。
【回顾总结·感悟提升】1、形成电流的条件：2、电源的作用：3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线 .(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 （其中n 为导体单位体积内自由电荷数目，s 为合作探究导体横截面积， v为电荷定向移动速率， q为每个自由电荷的电量。
）【何作探究案】【训练案】1．关于形成电流的条件，下列说法正确的是( )A．物体内有自由移动的电荷B．物体内有自由电荷且两端有电势差C．物体两端存在电压D．导体两端存在电压2．下列叙述中正确的是( )A．导体中电荷运动就形成电流B．国际单位制中电流的单位是安培C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零3．一段横截面积为0.5cm2的导体材料中，每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动，则电流强度是( )A．0.2 A B．0.3 A C．0.5 A D．104 A4．关于电流，下列说法中正确的是( )A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B．同种材料制成的两个金属导体都通电，则电流大的那个导体内自由电荷定向移动速率大C．由于电荷做无规则热运动的速度比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多 D．电荷做无规则热运动不形成电流5．有稳定电流时关于导体中的恒定电场．下列说法正确的是( )A．导体中的电场是由电源两极电荷在空间直接形成的B．导体中的电场是由导体内自由电荷形成的C．由于处于静电平衡状态，导体内场强为零D．导体中的电场分布不随时间变化6．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在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？。
3-1第一节_电源和电流
恒定电流
1、方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向 2、大小：用电流强度I（简称电流）来描述。
问题11：总结本节课所学内容。 二、电流 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。
q 2、度量方式： I t 3、决定因素： U 只适用纯电阻电路（不包含电源） （1）宏观： I vt R 流体的柱 v （2）微观： I nqSv S
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
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
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。
自由电荷的平均速率不变
串一个电流表,读数不会变
恒定电流
问题5：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。
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。
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第一章五、电流和电源
18世纪末，很多人都在致力于产生令人激动的电火花。
意大利医学教授伽伐尼（L
．Galvani，1737 - 1798）发现，用相连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引起肌肉的收缩。
伽伐尼认为这是一种“动物电”现象。
金属只是起了导电的作用。
他当时并不知道，这一发现奏响了电磁学辉煌发展的序曲。
意大利化学和物理学家伏打（A．Volta，1745-1827）在重复了伽伐尼的实验后提出，产生电流的关键在于两种不同金属的连接，青蛙肌肉只是起到了检验作用。
基于这种思考，伏打于1800年春发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电源。
他的发明为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件，揭开了电力应用的新篇章。
图1.5-1意大利在1991年发行的纪念伽伐尼的邮票
图1.5-2伏打电堆：在锌片和铜片之间夹上浸透了
盐水或碱水的厚纸、布斤或皮革，再把几十个这样
的单元叠置起来。
电流
电荷的定向移动形成电流（electric current）。
要形成电流，必须有能够自由移动的电荷
——自由电荷。
一切导体中都有自由电荷。
例如，金属中的自由电子，酸、碱、盐水溶液中的正、负离子，都是自由电荷。
什么条件下自由电荷才能做定向移动呢？
把导体的两端分别接到电源的两极上，导体两端有了电压，这时导体中也有了电场。
导体中的自由电荷在电场的作用下发生定向移动，形成电流。
干电池、蓄电池、发电机等电源，它们在电路中的作用是保持导体上的电压，使导体中有持续的电流。
导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是负电荷的定向移动。
习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
常用的导线是金属制成的。
在金属中，能够移动的是自由电子，电子带负电，所以，金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向相反（图 1.5-4）。
在电源外部的电路中，电流从电源的正极流向负极（图1.5-5）。
图1.5-3自由电荷的运动与电流的形成
图1.5-4金属中自由电子的运动
电流有强弱的不同。
如果在一定时间内通过导体横截面的电荷比较多，那么电流就比较强。
物理学中用通过导线横截面的电荷量
Q 与所用时间t 的比值来描述电流的强弱，这个物理量叫做电流（electric current ），用I 代表：
I ＝Q t
在国际单位制中，电流的单位是安培（ampere ），简称安，符号是A 。
电流的常用单位还有毫安（mA ）和微安（μA ）：
1 mA ＝10-3 A
1 μA ＝10-6 A
身体内也有电流。
由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在循环系统中不停地流动。
心脏在机械性收缩之前，心肌会产生微小电流并经过身体组织传导到体表。
如果在体表放置心电图机上的电极，就能按时间顺序将体表的电压记录下来，形成连续的曲线，这就是心电图。
通过心电图，医生可以了解心脏的工作是否正常。
电源和电动势
一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成。
电源的种类比较多，干电池、蓄电池、发电机等都是电源。
把电源接到导体两端，导体中就建立了电场，电场使导体中的自由电荷做定向远动，就形成了持续的电流。
图1.5-5 外电路中电流的方向
图1.5-6 心电图
电池是生活中最常用的电源之一。
它有两个极，两极间有一定的电压。
不同的电源，两极间电压的大小不一样。
不接用电器时，常用干电池两极间的电压大约是1.5 V ，铅蓄电池两极间的电压大约是
2 V 。
电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的。
电源的这种特性，物理学中用电动势（electromotive force ）来描述，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
电动势的符号是E ，单位与电压的单位相同，也是伏特。
演示
当电池不接用电器时，直接用电压表来触接电池的两个极，我们会发现不同电池的电动势不同。
下面是一组测量结果。
1号干电池
5号干电池 铅蓄电池 手机锂电池 纽扣电池 …… 1.5 V
1.5 V 2V
干电池的电动势约为1.5 V ，可充电的镍氢电池的电动势约为1.2 V 。
电源把其他形式的能转化为电能，提供给用电器使用。
各种化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳电池把太阳能转化为电能。
探索者
水果电池
像图1.5-9那样的水果电池，我们也可以自制一个。
同学们可以找来几种不同的水果和铜丝、铁丝，分别做一做。
再用电压表测出它们的电动势。
比较不同的水果电池的电动势大小。
水果电池具有普通电池的所有特征，而且取材方便，又不会污染环境，但是实际电路都图1.5-7 形形色色的化学电池 图1.5-8 积层电池。
电池外壳上的“9V ”字样，表示它的电动势是9V 。
不用水果电池。
这是什么原因？
地电流
把两根相同的铁棒插在潮湿的地里，相距10m以上，用导线把它们连接到一只比较灵敏的电流表上，可以看到有电流通过。
这就是地电流。
两根铁棒的距离不同，它们接地点连线的方向不同，电流也不一样。
我们知道，如果电路中有电流，就一定要有电源。
莫非两根相同的金属棒也可以成为一个电池的电极？不对！因为一个电池的两个电极，一定是用不同材料制作的。
那么，这个电流是从哪里来的？地电流的成因非常复杂，请你查阅资料，尝试做出解释。
一般说来地电流是比较稳定的，随昼夜、季节有缓慢的变化。
有的资料表明，地电流的突然大幅度变化可能与即将发生的地震有某种联系。
图1.5-9水果电池
图1.5-10测量地电流
问题和练习
1．你知道以下电流大概是多少吗？
a．一般手电筒中通过小灯泡的电流
b．电子手表工作时的电流
c．彩色电视机工作时电源的电流
d．人体能长时间承受的安全电流
2．同学们在日常生活和学习中使用了哪些不同种类和型号的电池？为什么不同的电器使用不同的电池？如果电子手表停了，修表师傅怎样判断是否需要换电池？
3．到市场上做调查，看看常用的可充电电池（包括手机使用的电池）有哪些种类，并从它们每次充电后可使用的时间、电池寿命、重量、价格、对环境的影响等方面进行比较。
4．相连的两种金属丝分别接触青蛙的肌肉，会引起肌肉的收缩。
对此，伏打和伽伐尼的认识有什么不同？
5．图1.5-11是一块手机电池的标签。
你从这个标签中可以丁解关于电池的哪些信息？
图1.5-11一种手机电池的标签。