高中物理学案：电源和电流
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定,会用公式q＝It分析相关问题.
科学思维：会推导电流的微观表达式,从微观的角度认识影响电流大小的因素.
一、电源
1.定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置.
2.作用：移送电荷,维持电源正、负极间有一定的电势差,保持电路中有持续电流.
二、恒定电场
1.定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场.
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,其基本性质与静电场相同.
三、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.电流的定义式：I＝q
t
,其物理意义：单位时间内,通过导体横截面的电荷量,是表示电流强弱
程度的物理量.
1.判断下列说法的正误.
(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.(√)
2.在一次闪电的过程中,流动的电荷量大约为300C,持续的时间大约是0.005s,所形成的平均
电流强度为________A.
答案 6.0×104
一、电流的理解和计算
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.
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方向的反方向,故导电液体中电流方向为由左向右.
(2)I＝|q1|＋|q2|
t
.
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＝q
t
.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.
例1如图1所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是( )
图1
A.当n1＝n2时电流强度为零
B.当n1＞n2时,电流方向从A→B,电流强度为I＝(n1－n2)e
t
C.当n1＜n2时,电流方向从B→A,电流强度为I＝(n2－n1)e
t
D.溶液内电流方向从A→B,电流强度为I＝(n1＋n2)e
t
答案 D
解析正离子定向移动方向就是电流方向,负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负
离子向相反方向经过同一截面时,公式I＝q
t
中的q应是正、负离子电荷量绝对值之和,故I＝
(n1＋n2)e
t
,电流方向由A指向B,与正、负离子的数量无关,A、B、C错误,D正确.
针对训练1 某电解池,如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面,那么通过这个截面的电流是( )
A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A
答案 D
[学科素养] 负电荷向一个方向定向移动,等效为正电荷向相反方向定向移动,所以在电解液中形成电流的电荷量为正、负电荷电荷量的绝对值之和.通过以上两个题目,学生能更好地理解不同情景下电流的形成及电流的定义式,体现了“物理观念”的学科素养.
二、电流的微观表达式
1.电流的微观表达式的推导
如图2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：
图2
导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t＝l
v
.导体AD内的自由电荷总数N＝nlS
总电荷量Q＝Nq＝nlSq
此导体上的电流I＝Q
t
＝
nlSq
l
v
＝nqvS
2.电流的微观表达式I＝nqvS
(1)I＝q
t
是电流的定义式,I＝nqvS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.
[延伸阅读] 三种速率的比较
(1)电子定向移动速率：也是公式I＝neSv中的v,大小约为10－5m/s.
(2)电流的传导速率：就是导体中建立电场的速率,等于光速,为3×108m/s.闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电子几乎同时定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流.
(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率,大小约为105m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等,故此运动不能形成电流.
例2导线中的电流是1A,导线的横截面积为1mm2.
(1)在1s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1m,平均要多少时间？
答案(1)6.25×1018个(2)7.35×10－5m/s (3)3.78h
解析(1)N＝q
e
＝
It
e
＝6.25×1018个.
(2)由公式I＝neSv,得
v＝
I
neS
＝
1
8.5×1028×1.6×10－19×1×10－6
m/s
≈7.35×10－5m/s.
(3)沿导线移动1m需用时t＝
1
7.35×10－5
s≈3.78h.
针对训练2 (2018·南昌二中高二期中)如图3所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为
S ,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q ,则当该棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时,形成的等效电流为( )
图3
A.qv
B.q v
C.qvS
D.qv S
答案 A
解析 橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时,Δt 内通过的距离为v ·Δt ,Δt 内通过某横截面的电荷量Q ＝qv Δt ,根据电流的定义式I ＝
Q Δt
,得到等效电流I ＝qv ,A 正确.
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 答案 B
解析 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 ＝q t
的理解和应用)电路中有一电阻,通过电阻的电流为5A,当通电5分钟时,通过电阻横截面的电子数为( ) A.1500个 B.9.375×1019个 C.9.375×1021个 D.9.375×1020个
答案 C
解析由公式q＝It得,n＝q
e
＝
It
e
＝9.375×1021个,故选C.
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
答案 B
解析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的
2倍,故A错,B对.由于I＝nqSv,所以v＝
I
nqS
,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.
选择题
考点一对恒定电流的理解
1.(·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
答案 C
解析据I＝q
t
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＝nqvS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.
2.(多选)关于电流的方向,下列描述正确的是( )
A.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
B.规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
C.在金属导体中,自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D.在电解液中,由于正、负离子的电荷量相等,定向移动的方向相反,故无电流
答案AC
3.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
答案 B
解析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.
4.在导体中有电流通过时,下列说法正确的是( )
A.电子定向移动速率接近光速
B.电子定向移动速率即是电场传导速率
C.电子定向移动速率即是电子热运动速率
D.在金属导体中,自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
答案 D
解析电子定向移动的速率很小,数量级为10－5 m/s,在金属导体中,自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动,故A错误,D正确.电场的传导速率为光速c＝3×108 m/s,无规则热运动速率的数量级为105 m/s,故B、C错误.
考点二I＝q
t
的理解与应用
5.在示波管中,电子枪2s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为( )
A.4.8×10－6A
B.3×10－13A
C.3×10－6A
D.9.6×10－6A
答案 A
解析 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 ＝9.6×10－6
2
A ＝4.8×10－6 A,故A 正确,
B 、
C 、
D 错误.
6.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m 的近似圆形轨道.当环中电子以光速的
1
10
流动而形成10mA 的电流时,环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108m/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
答案 B
解析 电子运动一周所需要的时间：
t ＝
2401
10
×3×108s ＝8×10－6s
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 ＝10×10－3×8×10－6C ＝8×10－8C
环中运行的电子数N ＝q e ＝8×10－81.6×10
－19个＝5×1011
个.
7.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 t C.3ne t D.4ne t
答案 D
解析 由于正、负电荷的定向移动对电流的形成都有贡献,故由I ＝q
t ,得I ＝n ×2e ＋2ne t ＝4ne
t
,故选D.
8.如图1所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积S 铝＝2S 铜.在铜导线上取一截面A ,在铝导线上取一截面B ,若在1s 内垂直地通过它们的电子数相等,那么通过这两个截面的电流的大小关系是( )
图1
A.I A＝I B
B.I A＝2I B
C.I B＝2I A
D.不能确定
答案 A
解析这个题目中有很多干扰项,例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等.但解题
关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等,根据I＝q
t
可知电流相等.
考点三I＝nqvS的理解与应用
9.(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.各处的电流大小相等
D.粗的地方电荷定向移动速率小,细的地方大
答案CD
解析同一根导线上的电流相等,故A错误,C正确；由I＝nqSv可得v＝
I
nqS
,粗的地方电荷定
向移动速率小,细的地方大,故B错误,D正确.
10.(多选)(·无锡市江阴四校高二期中)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q.此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvSt
B.nvt
C.It
q
D.
It
Sq
答案AC
解析在t时间内,通过铜导线横截面的电荷量为It,通过铜导线横截面的自由电子数目可表
示为N＝It
q
,故C正确,D错误；把I＝nqSv代入N＝
It
q
可得N＝nvSt,故A正确,B错误.
11.(·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.IΔl
eS
m
2eU
B.
IΔl
e
m
2eU
C.I
eS
m
2eU
D.
ISΔl
e
m
2eU
答案 B
解析加速过程,eU＝1
2
mv2,则v＝
2eU
m
,由I＝nqvS知,一小段长为Δl的电子束内的电子数
N＝nΔlS＝Δl I
ev
＝
IΔl
e
m
2eU
.
选修3-1 第二章 第一节《电源和电流》教学设计 一教材分析 学生在学习了第一单元的静电场，对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识，此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。 二教学目标 1、知识与技能：①了解电源的形成过程。②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程 2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。 3、情感与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。 三、教学重点、难点 1、理解电源的形成过程及电流的产生。 2、会灵活运用公式计算电流的大小。 四学情分析 恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待， 但是静电场的电势能，电场力做功，让学生觉得知识有些凌乱，因此，课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结（最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。 五、教学方法 探究、讲授、讨论、练习 六、课前准备
投影片，多媒体辅助教学设备 七课时：一课时 八、教学过程 （一）、电源 （投影）教材图2.1－1，（如图所示）
的电流？ （投影）教材图2.1－2，（如图所示） 特点呢？ （二）、导线中的电场 （投影）教材图2.1－3，（如图所示） 【说明】图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图2.1－4所示。
测定电源电动势和内阻 1. 实验原理 本实验的原理是闭合电路欧姆定律． 1) 具体方法 a) 利用实验图10-1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读 出几组U 、I 值，由U ＝E －Ir ，可得：r I E U 11-=，r I E U 22-=，解之得： ?????? ?--=--=2112211221I I U U r I I U I U I E b) 利用如实验图10-1所示的电路，通过改变R 的阻 值，多测几组U 、I 的值(至少测出6组)，并且变化范围昼大些，然后用描点法在U －I 图象中描点作图，由图象纵截距找出E ，由图象斜率 r I E I U tan m ==??= θ找出内电阻，如实验图10-2 所示． ? 由于电源内阻r 很小，故电流表对电源而言要外接，不然的话， g R r r +=测，内阻测量的误差太大． ? 由于偶数误差的存在，方法(1)的结果可能存在较大的误差，因此在实验 中采取方法(2)处理数据． 2. 实验器材 电流表、电压表、变阻器、开关、导线及被测干电池． 3. 实验步骤 1) 恰当选择实验器材，照图连好实验仪器，使开关处于断开状态且滑动变阻器的滑动 触头滑到使接入电阻值最大的一端． 2) 闭合开关S ，接通电路，记下此时电压表和电流表的示数． 3) 将滑动变阻器的滑动触头由一端向另一端移动至某位置，记下此时电压表和电流表 的示数．
4) 继续移动滑动变阻器的滑动触头至其他几个不同位置，记下各位置对应的电压表和 电流表的示数． 5) 断开开关S ，拆除电路． 6) 在坐标纸上以U 为纵轴，以I 为横轴，作出U —I 图象，利用图象求出E 、r ． 4. 数据处理的方法 1) 本实验中，为了减小实验误差，一般用图象法处理实验数据，即根据各次测出的U 、 I 值，做U －I 图象，所得图线延长线与U 轴的交点即为电动势E ，图线斜率的值即 为电源的内阻r ，即m I E I U r = ??= ．如实验图10-2所示． 2) 应注意当电池内阻较小时，U 的变化较小，图象中描出的点呈现如实验图10-3(甲) 所示状态，下面大面积空间得不到利用，所描得的点及做出的图线误差较大． 为此，可使纵轴不从零开始，如实验图10-3(乙)所示，把纵坐标比例放大，可使结果误差小些．此时，图线与纵轴的交点仍代表电源的电动势，但图线与横轴的交点不再代表短路状态，计算内阻要在直线上选取两个相距较远的点，由它们的坐标值计算出斜率的绝对值，即为内阻r ． 5. 实验误差分析 1) 偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U —I 图象时描点不很准确． 2) 系统误差 a) 电流表相对电源外接 如图，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir 中的I 是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真实值）。设通过电源电流为I 真，电流表读数为I 测，电压表内阻为R v ，电压表读数为U ，电压表分流为I v ，由电路结构， I I I I U R v v v 真测，而=+= ，U 越大，I v 越大，U 趋于零时，I v 也趋于零。
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 1．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 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，电流必定不为零 解析：选BD.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是有电势差．导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安． 2．关于电源以下说法正确的是() 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．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能 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、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集，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，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A错．从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B对．电
路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错． 3．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 ＝nqS v 知，D 对． 4．一个电解槽中，单位体积的正、负离子数都是n ，每个离子带电荷量为q ，正、负离子的平均定向运动速度都为v ，电解槽的横截面积为 S ，试求通过电解槽的电流． 解析：在电解槽中，在垂直于v 的方向上我们取一横截面，在单位时间内通过这个横截面的正、负离子数均为N ＝v Sn ，由于正负离子形成的电流同向，所以，电解槽中的电流为： I ＝2Nq t ＝2nqS v 1 ＝2nqS v . 答案：2nqS v 一、选择题 1．(2011年临沂高二检测)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 ．电源的作用是能直接释放出电能 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 解析：选C.电源并不是产生电荷的装置，它的作用是保持导体两端有一定的电势差，从而使电路中有持续的电流产生，故只有C 正确． 2．金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v 1，电子热运动速率为v 2，电流的传导速率为v 3，则( ) A ．v 1最大 B ．v 2最大 C ．v 3最大 D ．无法确定 解析：选C.电场传播的速率(或电流的传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，常 温下数量级为105 m/s ，自由电子定向移动的速率数量级一般为10－5 m/s ，所以C 选项正确． 3．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 ．3×10－13 A C ．9.6×10－6 A D ．3×10－6 A 解析：选A.I ＝q t ＝ne t ＝6×1013×1.6×10－192 A ＝4.8×10－6 A.
实验十测定电源电动势和内阻 【实验目的】 1、学会用电流表和电压表测量电源电动势和内阻。 2、熟练掌握电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法。 3、练习利用平均值法和图象法处理数据，提高实验的准确 度。 【教学重点】 用电流表和电压表测量电源电动势和内阻。 【教学难点】 练习利用平均值法和图象法处理数据，提高实验的准确度。【提问导入】 什么叫做电源的电动势？电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。那么是怎么测量出来的呢？ 【实验原理】 如图所示电路中，根据闭合电路的欧姆定律可得 E＝U+Ir （1） 当改变R的阻值时，测出两组I、U值代入方程（1）中得 E＝U1+I1r （2）
E＝U2+I2r （3） 由（2）、（3）可以求出E、r，但误差可能很大，在实验中，为了减小误差，可以用图像法测电动势和内阻。 【注意事项】 1、为了使路端电压变化明显，电池的内阻应大一些。 2、干电池在大电流放电时，极化现象较严重，电动势E会 明显下降，内阻r会明显增大，因此，实验中电流不宜过 大，并应迅速读数，每次读完立即切断电源。 3、要测出不少于6组I、U数据，且电压U变化范围宜大 些，画U－I图象时，要使尽可能多的点在直线上，不在直 线上的点均匀分布在直线两侧。 【实验器材】 1、电池盒2个， 2、5号电池2节， 3、小开关， 4、伏特表， 5、安培表， 6、滑动变阻器， 7、导线6根。 【实验步骤】 1、用电压表直接接在电池两极，粗测电池的电动势。 2、确定电流表、电压表的量程，按照图1所示把器材连接 好。 3、检查无误后，将滑动变阻器的滑片置于阻值R最大，闭 合电键，读出电压表和电流表的示数，记录在表格中，然 后逐渐减小R的阻值，再测出5组电压和电流值，也记录 在表格中。
高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 第二章第一节 1.下列说法中正确的是() A．导体中电荷运动就形成了电流 B．在国际单位制中，电流的单位是A C．电流有方向，它是一个矢量 D．任何物体，只要其两端电势差不为零，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行，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，故选项C错误． 2．以下说法正确的是() A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流 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定向移动形成的 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 答案：B 解析：要有持续电流必须有电压，A不对．导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对．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不对．3．电流通过生命机体或多或少都能传导，其电流的传导主要是靠() A．自由电子导电 B．离子导电 C．电解质的水溶液导电 D．质子导电 答案：BC 解析：根据生命机体的生物构成成分可判断B、C正确． 点评：本题联系生物、化学知识考查对生命体中电流传导物质的理解． 4．一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说 () A．1h电池供给8C的电量 B．1 000s电池供给8C的电量 C．1s电池供给8C的电量 D．1min电池供给8C的电量 答案：B 5．(2009·贵州兴义市清华实验中学高二检测)某金属导体的某横截面上，在5s内通过了1.25×1019个电子，则通过该金属导体的电流为________A.
高中物理学案：电源和电流 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定,会用公式q＝It分析相关问题. 科学思维：会推导电流的微观表达式,从微观的角度认识影响电流大小的因素. 一、电源 1.定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置. 2.作用：移送电荷,维持电源正、负极间有一定的电势差,保持电路中有持续电流. 二、恒定电场 1.定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场. 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,其基本性质与静电场相同. 三、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.电流的定义式：I＝q t ,其物理意义：单位时间内,通过导体横截面的电荷量,是表示电流强弱 程度的物理量. 1.判断下列说法的正误. (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.(√) 2.在一次闪电的过程中,流动的电荷量大约为300C,持续的时间大约是0.005s,所形成的平均
电流强度为________A. 答案 6.0×104 一、电流的理解和计算 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. 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方向的反方向,故导电液体中电流方向为由左向右. (2)I＝|q1|＋|q2| t . 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＝q t .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. 例1如图1所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是( ) 图1
选修３-1 第二章 第一节《电源和电流》教学设计 一教材分析 学生在学习了第一单元的静电场,对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识,此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况,然后引导学生分析恒定电场形成的过程,并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。教师引导学生分析思考,这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。 二教学目标 1、知识与技能：①了解电源的形成过程。②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程 2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。 3、情感与价值观:通过本节对电源、电流的学习,培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。 三、教学重点、难点 １、理解电源的形成过程及电流的产生。 ２、会灵活运用公式计算电流的大小。 四学情分析 恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待， 但是静电场的电势能,电场力做功,让学生觉得知识有些凌乱,因此,课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结(最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维,调动学生的积极性,活跃课堂气氛,又能减少学生学习物理的恐惧感。 五、教学方法
探究、讲授、讨论、练习六、课前准备 投影片,多媒体辅助教学设备七课时：一课时 八、教学过程
【过渡】要回答这个问题，就要从电源的知识学起。 (一）、电源 （投影)教材图2.1－1，(如图所示） 分别带正、负电荷的A、B两个导体球,它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后,A、Ｂ两个导体球会达到什么状态?Ｒ中出现了怎样的 电流? （投影）教材图2.1－2，（如图所示) 提出问题：如果在AB之间接上一个装置Ｐ,它能把经过Ｒ流到A的电子取走,补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷,情况会怎样呢? 【师生互动，建立起电源的概念。】 板书：电源的定义 【过渡】在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何 特点呢？ （二）、导线中的电场 （投影）教材图2．1-3,(如图所示) 个导体球会达到 静电平衡状态。理 解导线R中的电 流只能是瞬时的。 思考:电源Ｐ在把 电子从A搬运到B 的过程中,电子的 电势能如何变 化？电源发挥了 怎样的作用? 思考:在静电场中 所学的电势、电势 差及其与电场强 度的关系等，在恒 定电场中还是否 引导学生讨 论、解释可 能会产生的 现象。培养、 锻炼学生的 思维能力。 通过学生回 答，发表见 解,培养学 生语言表达 能力。 引导学生讨 论导线中的 电场将如何 变化,最终 又会达到怎
高二上学期物理学案 序号ZT ○ 4 专题：电源功率及效率 电路的动态分析 一．电源的功率和效率 ①电源的功率P ：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率． 计算式为 P ＝ E I (普遍适用) 或P ＝ E 2 R ＋r ＝I 2(R ＋r ) (只适用于外电路为纯电阻的电路)． ②电源内阻消耗的功率P 内：电源内阻的热功率 P 内＝ ． ③电源的输出功率P 出：是指外电路上消耗的功率． 计算式为P 出＝U 外I (普遍适用) 或 (只适用于外电路为纯电阻的电路)． 电源的输出功率曲线如图5－3所示．当R →0时，输出功率P →0；当R →∞时，输出功率P →0；当R ＝r 时， P max ＝E 24r ；当R ＜r 时， R 增大，输出功率 ；当R ＞r 时，R 增大，输出功率反而 ． 对于E 、r 一定的电源，外电阻R 一定时，输出功率只有唯一的 值；输出功率P 一定时，一般情况下外电阻有两个值R 1、R 2与之对应，即R 1＜r 、R 2＞r ，可以推导出R 1、R 2的关系为R 1R 2＝r ． ④功率分配关系：P ＝P 出＋P 内，即EI ＝UI ＋I 2r ． ⑤能量表达式为EIt ＝UIt ＋I 2rt (普遍适用) 或EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt (只适用于外电路为纯电阻的电路)． ○6电源的效率：η＝UI EI ×100%＝U E ×100% 对纯电阻电路有：η＝I 2 R I 2(R ＋r )×100%＝R R ＋r ×100%＝1 1＋r R ×100% 因此当R 增大时，效率η提高． 【练习巩固】 1.如图所示，直流电动机线圈的电阻为R ，电源内阻为r ，当该电动机正常工作时，电源路端电压为U ，通过电动机的电流为I ，则( ) A ．电动机内部发热功率为I 2r B ．电动机的机械功率为IU C ．电源电动势为I (R ＋r ) D ．电源的输出功率为IU ＋I 2R 2.在如图所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路，由图象可知( ) A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 Ω B ．电阻R 的阻值为1 Ω C ．电源的输出功率为4 W D ．电源的效率为50% 3.如图所示，电动势为E 、内阻为r 的电池与定值电阻R 0、滑 动变阻 器R 串联，已知R 0＝r ，滑动变阻器的最大阻值是2r 。当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时，下列说法中正确的是( ) A ．路端电压变大 B ．电路中的电流变小 C ．滑动变阻器消耗的功率变小 D ．定值电阻R 0上消耗的功率变小 4.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( ) A ．总功率一定减小 B ．效率一定增大 C ．内部损耗功率一定减小 D ．输出功率一定先增大后减小 二．电路的动态分析 班级： 姓名： 学号：
高二物理选修3-1-电 源和电流习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
电源和电流 一．选择题 1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（） A．有可以自由移动的电荷； B．导体两端有电压； C．导体两端有方向不变的电压； D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压。 2．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说（） A．1h电池供给1C的电量 B．1000s电池供给8C的电量 C．1s电池供给8C的电量 D．1min电池供给8C的电量 3．关于电流，下列说法中哪些是正确的（） A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率； B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大； C、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向； D、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。 4．有一横截面积为S的铜导线，流径其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为 （） A．nvs△t ； B．nv△t ； C．I△t/e ； D．I△t/se 。 5．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是（） A．导体内部的电场强度为零 B．导体是个等势体 C．导体两端有恒定的电压存在 D．通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等
6．关于电流，下列说法中正确的是（） A．通过导线截面的电量越多，电流越大 B．电子运动的速率越大，电流越大 C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大 D．因为电流有方向，所以电流是矢量 二．填空题 7．电源是把______能转化为______能的装置。 8．在一条通有恒定电流的导线中，电流是I。如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__________。 9．导体中的电流是5μA，那么在3.2s内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。 10．在学校实验室的示波器中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中的电流大小为。 11．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为______；若电子的电量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电量为______；若导体中的电流I，则电子定向移动的速率为______。 12．银导线的横截面积S=4mm2，通以I=2A的电流。若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n= ，计算的结果是n=____ 个/m。已知银的密度ρ=10.5×103kg/m3，摩尔质量 M=108g/mol，阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol-1，计算结果取一位有效数字。
2021人教版高中物理选修11《电流和电源》word教 案第五节、电流和电源 教学目标： 1、了解电流的微观机理及其定义式，明白电流的方向是如何规定的。 2、了解电源的发明对人类的生活产生的庞大的阻碍。 3、了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常见电池电动势的大小。 教学过程 一、电流 问：如何样才能产生电流？（电荷的定向移动） 问：产生电流需要有什么样的条件呢？（①自由电荷②导体两端有电压） 说明：金属中的自由电子，酸、碱、盐水溶液中的正、负离子，差不多上自由电荷，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。 问：如何规定电流的方向？（规定正电荷定向移动的方向为电流的方向） 问：金属中自由电荷是电子，那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系？（相反）问：导体中电流的流向如何？（在电源外部电流从正极流向负极，在内部是由负极流向正极）问：电流有强弱的不同，如何比较电流的强弱？(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时刻t的比值来描述电流的强弱) 说明：我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时刻t的比值定义为电流，用I表示，I＝Q/t 问：在国际单位制中，电流的单位是什么？（安培简称安，符号A ） 问：还有什么常用单位？（毫安mA 1mA=10-3A 微安 μA1μA=10-6A ） 二、电源和电动势 说明：一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成， 问：那么电源的作用是什么呢？（使导体两端建立电场，电场力使导体中的自由电荷做定向运动，形成连续的电流） 说明：生活中有各种各样的电源，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l.5V ，铅蓄电池两极间的电压大约是2V 。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，符号是E ，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特。 问：从能量转化的角度看，电源的作用是什么？（把其他形式的能转化为电能，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） 第五节、电流和电源
高中物理电源和电流练习题 关于高中物理电源和电流练习题 电源和电流检测题 课堂同步 1．下列叙述中，产生电流的条件是（） A．有自由电子B．导体两端存在电势差 C．任何物体两端存在电压D．导体两端有恒定电压 2．下列说法中正确的有（） A．导体中电荷运动就形成了电流 B．电流强度的单位是安培 C．电流强度有方向，它是一个矢量 D．一切导体，只要其两端电势差为零，则电流强度就为零 3．对电流概念的正确理解是（） A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大 B．导体的横截面越大，电流越大 C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大 D．导体中的自由电荷越多，电流越大 A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率 B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大 C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器
D．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速 5．金属导体导电是作定向移动，电解液导电是作定向移动，气体导电是和都作定向移动。 6．通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量是() A．20CB．50CC．1200CD．2000C 课后巩固 1.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．在某一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 2．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 3．有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（） A．nvS△tB．nv△tC．D． ４．若上题中单位体积的导线中有n个自由电子改为单位长度的导线中有n个自由电子，则正确的答案为（） 提速训练
选修3-1第二章 第一节《电源和电流》 课后巩固提升（40分钟） 1．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电量，乙是甲的2倍，以下说法中，正确的是( ) A ．甲、乙两导体的电流强度相同 B ．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度是甲导体的2倍 D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等 2．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝q t ，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 3.以下说法正确的是( ) A.只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流 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 4．关于导线中的电场，下列说法正确的是( ) A ．导线内的电场线可以与导线相交 B ．导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果 C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态 D ．导线中的电场是静电场的一种 5．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，在铜导线上取一个截面A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1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( ) A ．电流相等 B ．电流不相等 C ．自由电子定向移动的速率相等
1电源和电流 [学习目标] 1．了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式q＝It分析相关问题.3.会推导电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素． 一、电源 1．定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置． 2．作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电流． 二、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． (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分布都不随时间变化，其基本性质与静电场相同． 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，电流的强弱程度用电流这个物理量表示． (2)公式：I ＝q t ，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，符号是A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA )． 1 A ＝103 mA ；1 A ＝106 μA. 1．判断下列说法的正误． (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，从而使电源两极之间有稳定的电势差．( × ) (3)电流既有大小，又有方向，是矢量．( × ) (4)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．( × ) (5)电子定向移动的方向就是电流的方向．( × ) (6)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．( √ ) 2．一次闪电，流动的电荷量大约为300 C ，持续的时间大约是0.005 s ，所形成的平均电流为
2019-2020年高中物理电源和电流教案5 新人教版选修3 一、教学目标 （一）知识与技能 1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。 （二）过程与方法 通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。 （三）情感态度与价值观 通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 三、重点与难点： 重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。 四、教学过程 教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？ 通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。 过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起 1．电源 教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示） 分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？
学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬时的。 【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源） 类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、 B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水 在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的 高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。 教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的水流呢? 让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。 归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置） 2．导线中的电场： 教师：（投影）教材图2.1－3，（如图所示） 介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图所示。 教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。 导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。 通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。 恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。