3.1 电流 学案-2022-2023学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

1、电流 学案学习目标：1.知道形成电流及持续电流的条件，电流的两个表达式及大小、方向和单位，能解释自然现象。2.理解电流的定义式Ieq f(q,t)和微观表达式IneSv，掌握电流的计算，能解决相关的物理问题。基础知识：一、电流的形成1形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压。2形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。3电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0108 m/s。4自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105 m/s的平均速率做无规则的运动。5电子定向移动的速率：数量级大约是105 m/s，被形象的称为“电子漂移”。二、电流的方向与大小1电流的方向：正电荷的定向移动的方

2、向规定为电流的方向。2在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极。3定义：将流过导体某一横截面的电荷量与所用时间之比定义为电流。4定义式：Ieq f(q,t)。5单位：国际单位为安培，符号为A；常用单位有mA、A，换算关系为1 A103 mA106 A。6直流电：方向不随时间改变的电流称为直流电。恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。重难点理解：一、电流的理解和计算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电流的大小定义式：Ieq f(q,t).用该式计算出的电流是时间t内

3、的平均值对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等3.电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量应用公式Ieq f(q,t)需注意的三个问题(1)公式Ieq f(q,t)反映的是在时间t内电流的平均值，对恒定电流来说，平均值等于瞬时值。(2)计算电流大小时，要注意通过截面的电荷量的计算(q、q1、q2均表示电荷量的绝对值)，常见的情况有以下两种：同种电荷同向通过某一截面时，电荷量qq1q2。异种电荷反向通过某一截面时，若q1为正电荷，q2为负电荷，电荷量qq1|q2|。(3)电解液导电时，在时间t内，有m个a价正离子通过溶液内截面S，有n个b价负离子通过溶液内截面S

4、，则电流的大小Ieq f(|manbe|,t)。二、电流的微观表达式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q.则：导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间teq f(l,v).导体AD内的自由电荷总数NnlS总电荷量QNqnlSq此导体上的电流Ieq f(Q,t)eq f(nlSq,f(l,v)nqvS.2电流的微观表达式InqvS(1)Ieq f(q,t)是电流的定义式，InqvS是电流的决定式，因此I与通过导体横

5、截面的电荷量q及时间t无关，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大小q、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典例1、(多选)关于电流，下列说法正确的是()A导体中有电荷运动就会形成电流B电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C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D对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零答案CD解析:导体中自由电荷定向移动形成电流，无规则运动不会形成电流，故A错误；电

6、流虽有方向，但它是一个标量，故B错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故C正确；导体两端电势差为零时，电荷不会定向移动，电流必为零，故D正确典例2、(2020双鸭山一中高二上月考)如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是()A正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流，方向从B到AB溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C溶液内电流方向从A到B，电流Ieq f(n1e,t)D溶液内电流方向从A到B，电流Ieq f(n1n2e,t)答

7、案D解析:电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A到B，电流不会相互抵消，故A、B错误；t时间内通过溶液内横截面S的电荷量qn1en2e(n1n2)e，根据电流的定义式Ieq f(q,t)得Ieq f(n1n2e,t)，故C错误，D正确巩固练习：1关于对电流的理解，下列说法正确的是()A只有自由电子的定向移动才能形成电流B电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C导体中的自由电荷越多，电流越大D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2电路中每分钟有61013个自由电子通过导线的横截面，横截面的面积为6.4107 m2，那么电路中的电流是(e1.61019 C)()A0.016 A B1.6 mAC16 A D0.16 A3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4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同一个金属导体接在不同的电