导学案：2.1电源和电流（解析版）.docxVIP

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2.1电源和电流

【基础知识梳理】

知识点01电源

1.电流的产生条件

如图1所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R中自由电子会在静电力的作用下定向移动，电子移动方向为B→A(选填“A→B”或“B→A”)，导线中瞬间电流方向为A→B(选填“A→B”或“B→A”)，此种情况下，导线R中的电流只是瞬时的。

图1

2.电源

(1)从电荷移动的角度看：电源是通过非静电力不断地将负电荷从正极搬运到负极，从而维持正、负极之间存在一定电势差的装置。

(2)从能量转化的角度看：搬运电荷的过程中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。

知识点02恒定电流

1.恒定电场

(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场称为恒定电场。

(2)形成：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。

(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。

2.恒定电流

(1)定义：把大小、方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流。

(2)表达式：I＝eq\f(q,t)。

(3)物理意义：表示电流强弱程度。

(4)单位：国际单位制中的单位是安培，简称安，符号是A。常用的单位还有：毫安(mA)、微安(μA)。1A＝103mA＝106μA。

(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

【补充】

1.如图2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.[来源:学_科_网]

图2

(1)确定通过导电液体中电流的方向．[来源:Z+xx+k.Com]

(2)计算导电液体中电流的大小．

答案(1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右．

(2)I＝eq\f(q1＋q2,t)

2.如图3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为q.则：

图3

(1)导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t是多少？

(2)导体AD内的自由电荷的总电荷量Q是多少？

(3)这段导体上的电流是多大？

答案(1)t＝eq\f(l,v)

(2)导体AD内的自由电荷总数N＝nlS

总电荷量Q＝Nq＝nlSq

(3)此导体上的电流I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nlSq,\f(l,v))＝nqSv

【强调】电流的微观表达式I＝nqvS

(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n、每个自由电荷的电荷量q、定向移动的速率大小v，还与导体的横截面积S有关．若已知单位长度的自由电荷数为n，则电流的微观表达式为I＝nqv.

(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．

【例题讲解】

对电源的理解

例某移动电源上的“”标志，反映的物理量是（）

A．电能 B．电量

C．电功 D．电功率

【答案】B

【详解】单位mA?h对应的电流与时间的乘积，根据q=It可知，单位mA?h对应的物理量是电量，故ACD错误，B正确。故选B。

【练】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．电源的作用是使导体中形成电场

C．电源的作用就是能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】C

【详解】电源的作用就是保持导体两端有电压，使电路中产生持续的电流，故选C．

电流及其计算

例1下列关于电流的说法中，错误的是（）

A．我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流

B．恒定电流是由恒定电场产生的

C．导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动

D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多

【答案】C

【详解】A．大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，A正确；B．在恒定电场的作用下，自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化，电流恒定，B正确；C．导体内部的电荷在做无规则运动，没有电流时它们也在运动，C错误；D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，D正确。故选C。

例2某导体中2s内有6×1014个电子通过某一横截面，则导体中电流大小为（）

A．9.6×10-5A B．3×10-5A

C．4.8×10-5A D．无法确定

【答案】C

【详解】根据电流定义式可得电流大小为故选C。

例3如图所示的电解槽接入电路后