3-1课件 第2章 1电源和电流

1、1电源和电流电源和电流第二章第二章ABABP ABABPdUE uAmAA6310101tqI Itq tqqI21LSnNvLt qvSnvLqLSntQILSvANMvtSneNMvtSneqAItsmeSNIMvA/105 . 75vtS+ABtennI)2(21tennI)2(12tennI)2(21+ABtenI1tenI22tennI)2(21Itq 个个191910106 . 116 . 1eqnvrTt2revteI2雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但持续雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但持续极短的时间，而手电筒的小灯泡却能持续发光。怎样才能使电极短的时

2、间，而手电筒的小灯泡却能持续发光。怎样才能使电路中保持持续的电流呢？路中保持持续的电流呢？电源电源1.定义定义电源是不断把负电荷从电源是不断把负电荷从_搬运到搬运到_从而维持正从而维持正负极之间一定负极之间一定_的装置。的装置。2电源的作用电源的作用(1)维持电路的两端有一定的维持电路的两端有一定的_。(2)使电路中保持使电路中保持_电流。电流。正极正极负极负极电势差电势差电势差电势差持续持续恒定电场恒定电场1.定义定义由电路中稳定分布的由电路中稳定分布的_所产生的稳定电场。所产生的稳定电场。2形成形成当电路达到稳定时，导线中的电场是由当电路达到稳定时，导线中的电场是由_、_等电路元件所积累的

3、电荷共同形成的。等电路元件所积累的电荷共同形成的。3特点特点任何位置的任何位置的_都不随时间发生变化。都不随时间发生变化。电荷电荷电源电源导线导线电场强度电场强度1.电流电流(1)概念：电荷的概念：电荷的_形成电流。形成电流。(2)物理意义：反映了电流的物理意义：反映了电流的_程度。程度。(3)符号及单位：用符号符号及单位：用符号_表示，单位是表示，单位是_，符，符号为号为_。常用的电流单位还有。常用的电流单位还有_ (mA)、_(A)，换，换算关系为：算关系为：1A103mA106A。(4)表达式：表达式：_。(5)电流的方向：规定电流的方向：规定_定向移动的方向为电流的方定向移动的方向为电

4、流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的向，负电荷定向移动的方向为电流的_。恒定电流恒定电流定向移动定向移动强弱强弱安培安培A毫安毫安微安微安正电荷正电荷反方向反方向2恒定电流恒定电流(1)概念：大小、方向都概念：大小、方向都_的电流。的电流。(2)形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率_，自，自由电荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使由电荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使自由电荷速率自由电荷速率_，最终表现为自由电荷，最终表现为自由电荷_不变。不变。3电流的微观表达式电流的微观表达式I_。不随时间变化不随时间变化增加增加减小减小平

5、均速率平均速率nqSv一、对电流的理解一、对电流的理解1电流的形成条件电流的形成条件(1)产生电流的条件：导体两端有电压。产生电流的条件：导体两端有电压。(2)形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。2电流的方向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，金属导体中自由移动的电荷是移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。特别提醒特别提醒计算电流时

6、，要注意定向移动的电荷种类，是计算电流时，要注意定向移动的电荷种类，是正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时存在。正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时存在。(湖南长沙一中湖南长沙一中20142015学年高二上学期检测学年高二上学期检测)关于电流关于电流强度的概念，下列叙述中正确的有强度的概念，下列叙述中正确的有()A通过导线截面的电量越多，电流强度越大通过导线截面的电量越多，电流强度越大B电子运动的速率越大，电流强度越大电子运动的速率越大，电流强度越大C单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流强度越大强度越大D因为电流有方向，所以电流强度是矢量因为

7、电流有方向，所以电流强度是矢量答案：答案：C二、电流的微观解析二、电流的微观解析1电流的微观表达式电流的微观表达式(1)题设题设如图所示，如图所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的表示粗细均匀的一段导体，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，设导体的长度为的长度为L，横截面积为，横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为，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，每个自由电荷的电荷量为q。2三种速率的比较三种速率的比较特别提醒特别提醒电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动电流的形成是电子在速率

8、很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动，并不是电荷形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器。瞬间从电源运动到用电器。答案：答案：D如图为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左如图为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为的大小为I。已知金属导体的横截面积是。已知金属导体的横截面积是S，导体单位长度的，导体单位长度的

9、自由电子数为自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子，自由电子做无规则热运动的速率为做无规则热运动的速率为v0，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是()已知电子的电荷量为已知电子的电荷量为e，质量为，质量为m，氢原子的电，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？子运动形成的等效电流大小为多少？点评：点评：解决这个题的关键是选取合适的过程，考虑到电子解决这个题的关键是选取合适的过程，考虑到电子运动的周期性，选取一个周期是最简洁的。运动的周期性

10、，选取一个周期是最简洁的。关于电流，下列说法中正确的是关于电流，下列说法中正确的是()A导线内自由电子定向移动速率远小于电流的传导速率导线内自由电子定向移动速率远小于电流的传导速率B电子热运动的速率越大，电流越大电子热运动的速率越大，电流越大C电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向D在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位培是基本单位答案：答案：AD解析：解析：导线导电时，自由电子定向移动的速率的数量级为导线导电时，自由电子定向移动的速率的数量级为105m/s，电流的传导速率为

11、，电流的传导速率为3108m/s，A对。由对。由InqSv知，知，电子定向移动的速率越大，电流越大，电流大小与电子热运动电子定向移动的速率越大，电流越大，电流大小与电子热运动的速率大小无关，的速率大小无关，B错。电流是标量，错。电流是标量，C错。电流的国际单位错。电流的国际单位是安培，是物理学中的七个基本单位之一，是安培，是物理学中的七个基本单位之一，D对。对。电流微观表达式的应用电流微观表达式的应用答案：答案：AC如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线已知铝导线的横截面积是铜导线横截

12、面积的两倍，在铜导线上取一个截面上取一个截面A，在铝导线上取一个截面，在铝导线上取一个截面B，若在，若在1秒内垂直地秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的()A电流相等电流相等B电流不相等电流不相等C自由电子定向移动的速率相等自由电子定向移动的速率相等D自由电子定向移动的速率不相等自由电子定向移动的速率不相等答案：答案：AD.如图如图1所示的电解池，在所示的电解池，在1 s的时间内，共有的时间内，共有3 C的正离子的正离子和和3 C的负离子通过截面的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是，则这个电路中的电流是()A.0 AB.1.5

13、 AC.3 A D.6 A子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式It(q)得，电路中的电流I1(33) A6 A，故D正确。答案：D有甲、乙两导体，甲的横截面是乙的有甲、乙两导体，甲的横截面是乙的2倍，而单位时间内倍，而单位时间内通过横截面的电荷量，乙是甲的通过横截面的电荷量，乙是甲的2倍，说法中正确的是倍，说法中正确的是()A.甲、乙两导体的电流相同甲、乙两导体的电流相同B.乙导体的电流是甲导体的乙导体的电流是甲导体的2倍倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等甲、乙两导体中自由电

14、荷定向移动的速度大小相等解析：由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错而B正确；由于InqSv(n为单位体积中的自由电荷数，q为自由电荷的电荷量，S为横截面积，v为定向移动速率)，所以v 由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断。一、选择题一、选择题(14题为单选题，题为单选题，5、6题为多选题题为多选题)1(湖南安化一中湖南安化一中20142015学年高二上学期期中学年高二上学期期中)关于电关于电源的作用，下列说法不正确的是源的作用，下列说法不正确的是()A为电流提供自由电子为电流提供自由电子 B使导体中形成电场使导体中形成电场C

15、保持导体两端的电压保持导体两端的电压 D使自由电荷定向移动起来使自由电荷定向移动起来答案：答案：A解析：电源是提供电能的装置，电源是将其它形式的能转解析：电源是提供电能的装置，电源是将其它形式的能转换为电能的装置，它可以使导体两端保持一定的电压，从而使换为电能的装置，它可以使导体两端保持一定的电压，从而使导体中的电子运动起来形成电流；故导体中的电子运动起来形成电流；故BCD正确，正确，A错误。错误。2(绵阳市南山中学绵阳市南山中学20142015学年高二上学期期中学年高二上学期期中)下列下列说法中正确的是说法中正确的是()A导体中只要电荷运动就形成电流导体中只要电荷运动就形成电流B在国际单位制

16、中，电流的单位是在国际单位制中，电流的单位是AC电流有方向，它是一个矢量电流有方向，它是一个矢量D根据根据答案：答案：B解析：电流是由导体中电荷的定向运动形成的，在没有电解析：电流是由导体中电荷的定向运动形成的，在没有电流的时候，导体中电荷也是在不停的运动，只不过此时电荷的流的时候，导体中电荷也是在不停的运动，只不过此时电荷的运动时杂乱无章的，所以运动时杂乱无章的，所以A错误；电流的单位是安培，所以错误；电流的单位是安培，所以B正正确；电流是标量，所以确；电流是标量，所以C错误；电流的定义式，错误；电流的定义式，I与与q无关无关3下列关于电流的说法中，正确的是下列关于电流的说法中，正确的是()

17、A金属导体中，电流的传导速率就是自由电子定向移动的金属导体中，电流的传导速率就是自由电子定向移动的速率速率B导体两端电势差增大时，电流增大，电流的传导速率也导体两端电势差增大时，电流增大，电流的传导速率也增大增大C电路接通后，自由电子由电源出发只要经过一个极短的电路接通后，自由电子由电源出发只要经过一个极短的时间就能到达用电器时间就能到达用电器D通电金属导体中，电流的传导速率比自由电子的定向移通电金属导体中，电流的传导速率比自由电子的定向移动速率大得多动速率大得多答案：答案：D解析：电荷的定向移动形成电流，电流在金属导体中的传解析：电荷的定向移动形成电流，电流在金属导体中的传导速率等于光速，而

18、金属导体中自由电子的定向移动速率比光导速率等于光速，而金属导体中自由电子的定向移动速率比光速小得多，速小得多，A、B、C错，错，D对。对。4在示波管中，电子枪在示波管中，电子枪2s内发射了内发射了61013个电子，则示波个电子，则示波管中电流的大小为管中电流的大小为()A4.8106A B3.01013AC9.61016A D3.0106A答案：答案：A解析：电子枪解析：电子枪2s内发射了内发射了61013个电子，则个电子，则2s内通过示内通过示波管横截面的电子数为波管横截面的电子数为61013个，因此电流个，因此电流I5关于电流的方向，下列说法中正确的是关于电流的方向，下列说法中正确的是()

19、A在电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端在电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端流向低电势一端B电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同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，流入正极板电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板答案：答案：AD解析：在电源供电的外部电路中，电流从正极流向负极，解析：在电源供电的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极在电源的内部，电流从负极流向正

20、极，电源正极电势高于负极电势，所以电势，所以A正确，正确，B错误。电子带负电，电子运动形成的电流错误。电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，方向与电子运动的方向相反，C错误。电容器充电时，电子流入错误。电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D正确。正确。6如图所示，福娃欢欢带正电，福娃贝贝带负电，用导体如图所示，福娃欢欢带正电，福娃贝贝带负电，用导体棒连接的瞬间，就一系列问题两人发生争执，你认为下列说法棒连接的瞬间，就一系列问题两人发生争执，你认为下列说法正确的是正确的是()A福娃欢欢说，电流计指针偏转，有瞬

21、时电流福娃欢欢说，电流计指针偏转，有瞬时电流B福娃贝贝说，电流计指针不偏转，无电流福娃贝贝说，电流计指针不偏转，无电流C福娃欢欢说，最终我们是等势体福娃欢欢说，最终我们是等势体D福娃贝贝说，最终导体棒内的电场强度等于零福娃贝贝说，最终导体棒内的电场强度等于零答案：答案：ACD 解析：带正电荷的福娃欢欢的电势高于带负电荷解析：带正电荷的福娃欢欢的电势高于带负电荷的福娃贝贝的电势，用导体棒连接的瞬间，电流表指针偏转，有瞬的福娃贝贝的电势，用导体棒连接的瞬间，电流表指针偏转，有瞬时电流，时电流，A正确、正确、B错误；最终达到静电平衡，成为等势体，导体棒错误；最终达到静电平衡，成为等势体，导体棒内的电

22、场强度等于零，内的电场强度等于零，C、D正确。正确。7.如图所示，在如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得如图所示，若测得2s内有内有1.01018个个Na和和Cl通过溶液内部通过溶液内部的横截面的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？解析：解析：NaCl溶液导电是靠自由移动的溶液导电是靠自由移动的Na和和Cl离子，它离子，它们在电场力作用下向相反方向运动。因为电流方向规定为正电荷们在电场力作用下向相反方向运动。因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与定向移动的方向

23、，故溶液中电流方向与Na定向移动方向相同，定向移动方向相同，即由即由A指向指向B。Na和和Cl都是一价离子，每个离子的电荷量为都是一价离子，每个离子的电荷量为e1.61019C，NaCl溶液导电时，溶液导电时，Na由由A向向B定向移动，定向移动，Cl由由B向向A运动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向运动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，每秒通过的运动，每秒通过M横截面的电荷量为两离子电荷量的绝对值之横截面的电荷量为两离子电荷量的绝对值之和，和，答案：溶液中的电流大小为0.16A，方向由A指向B。能力提升能力提升一、选择题一、选择题(13题为单选题，题为单选题，4、5

24、题为多选题题为多选题)1(山东烟台二中山东烟台二中20142015学年高二检测学年高二检测)如图所示，一如图所示，一根截面积为根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为为q，当此棒沿轴线方向做速度为，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为运动而形成的等效电流大小为()答案：答案：A解析：在运动方向上假设有一截面，则在解析：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面时间内通过截面的电荷量为的电荷量为Qvtq等效电流等效电流2我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为我国北京正

25、负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似的近似圆 形 轨 道 ， 当 环 中 的 电 流 是圆 形 轨 道 ， 当 环 中 的 电 流 是 1 0 m A 时时 ( 设 电 子 的 速 度 是设 电 子 的 速 度 是3107m/s)，在整个环中运行的电子数目为，在整个环中运行的电子数目为(电子电量电子电量e1.61019C)()A51011 B51010C1102 D11043将一导电性能良好的圆柱形铝棒接在一电源的两端后，将一导电性能良好的圆柱形铝棒接在一电源的两端后，则在圆柱形铝棒中形成了一定的恒定电流，此时铝棒两端的电则在圆柱形铝棒中形成了一定的恒定电流，此时铝棒两端的电压用压用U表

26、示，铝棒内部的电场强度用表示，铝棒内部的电场强度用E表示。则下列叙述正确的表示。则下列叙述正确的是是()AU0、E0 BU0、E0CU0、E0 DU0、E0答案：答案：C解析：在铝棒产生了电流，说明自由电荷在静电力的作用解析：在铝棒产生了电流，说明自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，因此铝棒内部的场强不为零，铝棒两端的电下发生定向移动，因此铝棒内部的场强不为零，铝棒两端的电压也不为零，选项压也不为零，选项C正确。正确。4半径为半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使，现使圆环绕中心轴线以角速度圆环绕中心轴线以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流应匀速转

27、动，则由环产生的等效电流应有有()A若若不变而使电荷量不变而使电荷量Q变为原来的变为原来的2倍，则电流也将变为倍，则电流也将变为原来的原来的2倍倍B若电荷量不变而使若电荷量不变而使变为原来的变为原来的2倍，则电流也将变为倍，则电流也将变为原来的原来的2倍倍C若使若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大将变大D若使若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小将变小5(吉林一中吉林一中20132014学年度高二上学期学年度高二上学期11月月)关于导体关于导体中的恒定电场，下列说法中正确的是中的恒定电场，

28、下列说法中正确的是()A导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的B导体中的电场是导体内自由电荷形成的导体中的电场是导体内自由电荷形成的C导体中的电场线始终和导线平行导体中的电场线始终和导线平行D导体中的电场分布不随电荷的移动和时间而改变导体中的电场分布不随电荷的移动和时间而改变答案：答案：CD解析：导体中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的解析：导体中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的稳定电场，电场的分布不随时间发生改电荷共同形成的稳定电场，电场的分布不随时间发生改变。变。二、非选择题二、非选择题6导线中的电流是导线中的电流是108A，导线的横截面积为，导线的横截面积为1mm2。(1)在在1s内，有多少个电子通过导线的横截