人教版高中物理高中物理必修三《电源和电流》教学

教版高中物理必修3电源和电流教学设计——塞格雷出示图片:意大利裔美籍物理学家塞格雷今天我们就来学习电学的基础知识电源和电流。

思考：电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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，这是为什么？手电筒中的小灯泡却能持续发光主要原因就是电路中有电源，今天我们就先从电源的知识学起。

思考问题自然引入本节课题讲授新课一、电源思考1：如图所示分别带正、负电荷的A、B两个导体球，如果用一条导线H将它们连接起来会发生什么现象？导线H 中的自由电子在静电力的作用下沿导线做定向运动，形成电流。

思考2：导线H 中的电流能够持续吗？请解释原因。

导线H 中的自由电子由B向A移动，B 失去电子，A 得到电子，A、B 之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，以后自由电子不再移动，所以导线H 中的电流只是瞬间的。

不能持续。

思考3：如何才能使导线H 中存在持续的电流呢？学生阅读课文思考回答问题1.2.3锻炼学生的自主学习能力，了解产生持续电流的条件，掌握电源的定义以及作用装置P如果在A、B 之间连接一个装置P它能在B失去电子的过程中，不断地从A 取走电子，补充给B，使A、B 始终带一定数量的正、负电荷。

这样，A、B 之间始终存在电势差，H 内就会存在持续的电流。

1．电源定义：能把电子从A搬运到B的装置。

装置P就是电源。

A、B就是电源的正负两个极。

2.电源的作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。

二、恒定电流1.恒定电场（1）电荷和电场的分布不随时间变化，即这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。

（2）A、B 周围空间的电场就是恒定电场，它是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

注意：恒定电场不是静电场，但静电场中的一些规律同样适用于恒定电场。

2.恒定电流学生理解恒定电场让学生了解恒定电场中“恒定”的意义是相对于静电场而言的，其本质为动态平衡A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A解析：由题，1s内通过截面正离子的电量为q1=2n1e，负离子的电量绝对值为q2=n2e，则电流为I=（q1+q2）/t = (2n1+n2)e /t ，将n1=5×1018个，n2=1×1019个，e=1.6×10-19C代入解得，I=3.2A故选：D拓展学习电流的微观解释通常情况下，金属中的自由电子不断地做无规则的热运动，它们朝任何方向运动的机会都一样。

电源和电流【教学目标】1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。

2．知道电流方向的规定。

3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。

4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。

5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。

【教学重点】1．电流概念的建立。

2．电流的定义式。

3．电流的微观表达。

【教学难点】1．电流的微观表达。

2．运动电荷的等效电流。

3．定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。

【教学过程】一、新课导入人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。

但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。

那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？【过渡】这节课就来学习有关电流的知识。

二、新课教学为什么雷鸣电闪时，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，而灯泡却能持续发光？【过渡】要回答这个问题，就要从电源的知识学起。

（一）电源如图所示分别带正、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H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？如图所示【提问】如果在AB之间接上一个装置P，它能把经过H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。

1．电源的定义①定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置。

②作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。

【提问】形成电流的条件？①存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子②导体两端存在电压【过渡】在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描述呢？（二）恒定电流1．恒定电场导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

五、電流和電源學習目標知識脈絡1.知道電流產生的微觀機理，熟記電流的定義式．(重點)2.知道電流的方向是如何規定的，會利用電流定義式計算．(重點、難點)3.理解電源在電路中的作用及電動勢的概念和單位．(難點)4.知道常見電池的電動勢的大小.電流[先填空]1．電流的概念：電荷的定向移動形成電流．2．形成電流的條件(1)有自由電荷；(2)導體兩端存在電壓．3．電流的方向：習慣上規定正電荷定向移動的方向為電流的方向．4．大小(1)定義：通過導線橫截面的電荷量與所用時間的比值叫做電流．(2)公式：I＝Q t.(3)單位：在國際單位制中，電流的單位是安培，符號是A.常用的單位還有毫安培(mA)和微安(μA)，1 mA＝10－3 A，1 μA＝10－6 A.5．意義：描述電流的強弱．[再判断]1．電荷定向移動的方向就是電流的方向．(×)2．正電荷定向移動的方向為電流的方向．(√)3．金屬導體中電子定向移動的方向與電流方向相反．(√)[后思考]1．在導電溶液中，正負電荷同時向相反方向定向移動，怎麼計算電荷量？【提示】電荷量為流過導電溶液橫截面的正電荷量與負電荷量絕對值的代數和．2．金屬導電的實質是什麼？【提示】金屬導體中導電的是帶負電的自由電子；金屬導電的實質是自由電子的定向移動形成電流．1．對電流的理解(1)一切導體中都有自由電荷，把導體兩端分別接到電源的兩極上，導體兩端有了電壓，這時導體中也有了電場，導體中的自由電荷在電場的作用下發生定向移動，形成了電流．(2)金屬導體中定向移動的是帶負電的自由電子，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反．(3)在電解液中，導電時定向移動的電荷既有正離子又有負離子，它們同時向相反的方向移動形成電流，電流方向與正離子移動方向相同．2．公式I＝Qt的理解(1)公式中Q是t時間內通過某一橫截面的電荷量．(2)電荷量不等的同種電荷同向通過某一橫截面時，Q＝Q1＋Q2；異種電荷反向通過某一橫截面時，Q＝|Q1|＋|Q2|，不能相互抵消．(3)該公式只是定義式或量度式，I與Q及t無關．(4)電流雖有方向，但電流是標量．1．(多選)關於電流，下列說法中正確的是()【導學號：46852012】A．通過導線截面的電荷量越多，電流越大B．自由電荷定向移動的方向為電流的方向C．單位時間內通過導體截面的電荷量越多，導體中的電流越大D．因為電流有方向，所以電流是向量【解析】由I＝Qt知，Q大，I不一定大，還要看t的大小，故A項錯，C項正確；根據電流方向的規定知B錯誤；電流的方向表示電流沿導線運行的方向，不是向量，D項錯．【答案】 C2．如圖1-5-1所示的氯化鈉溶液中，鈉離子向右運動，氯離子向左運動，在1 s內鈉離子和氯離子流過某橫截面的個數均為1×1017個，問在此電解質溶液中電流的方向如何？電流的大小是多少？【導學號：46852013】圖1-5-1【解析】由題意可知，形成電流的電荷有兩種：鈉離子和氯離子．由圖示的電極可知，電流的方向向右，即為鈉離子移動的方向．電流的大小由電流的定義I＝Qt求得．因Q＝|Q Na|＋|Q Cl|，所以I＝Qt＝|Q Na|＋|Q Cl|t＝2net＝2×1×1017×1.6×10－191A＝3.2×10－2 A.【答案】電流的方向向右 3.2×10－2 A在本題中要用公式I＝Qt計算，但是其中的電荷量Q容易誤認為是只有正電荷或負電荷的電荷量，或誤認為正、負電荷的電荷量相互抵消.電源和電動勢[先填空]1．電源在電路中的作用是保持導體兩端的電壓，使導體中有持續的電流．2．電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置．3．電動勢(1)電源電動勢的大小等於電源沒有接入電路時兩極間的電壓．(2)電動勢的符號是E，單位與電壓的單位相同，是伏特(V)．(3)電源的電動勢是由電源本身的性質決定的．它表徵了電源把其他形式的能轉化為電能的本領大小．[再判断]1．電源在電路中的作用是提供電壓．(√)2．電源電動勢的大小等於電源兩端的電壓．(×)3．電源沒有接入電路時，其兩端的電壓為0.(×)[后思考]1．乾電池的體積越大，電動勢就一定越大嗎？【提示】不一定．一般乾電池1號－7號的電動勢都是1.5 V，只是體積大的1號電池的電容量可能大一些．2．有人說電動勢就是電壓，你認為正確嗎？【提示】不正確．電動勢是反映電源把其他形式能轉化為電能本領的大小，電壓表示一般電路把電能轉化為其他形式的能的本領．1．電源的作用電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置．在電路中能提供持續的電壓，給用電器提供電能．2．電源的電動勢描述電源把其他形式的能轉化為電能本領大小的物理量．不同的電源，電動勢不同．(1)電動勢在數值上等於非靜電力把1 C的正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功．(2)電動勢在數值上等於把1 C的正電荷在電源內從負極移送到正極過程中，其他形式的能轉化成電能的數值．(3)電動勢在數值上等於電源未接入電路時兩極間的電壓．可以用理想電壓表分別與電源兩極相接測量電動勢的值．3．不同電源的能量轉化各種化學電池把化學能轉化為電能，發電機把機械能轉化為電能，太陽電池把太陽能轉化為電能．4．電動勢與電壓電動勢是表徵電源特徵的物理量，反映電源把其他形式的能轉化為電能本領的大小，只由電源本身決定，與外部電路無關；電壓表示一段電路(用電器等)把電能轉化為其他形式的能的本領．電動勢是產生電壓的原因．3．關於電動勢，下列說法正確的是()A．電動勢數值上就等於電源正負極之間的電壓B．所有電源的電動勢都是1.5 VC．體積越大的電源，其電動勢一定越大D．不同電源的電動勢一般不同【解析】電動勢在數值上等於電源沒接入電路時正、負極間的電壓，則A 項錯；不同的電源電動勢一般不同，與體積無關，B、C項錯，D項對．【答案】 D4．(多選)關於電動勢，下列說法正確的是()A．電源兩極間的電壓等於電源電動勢B．電動勢越大的電源，將其他形式的能轉化為電能的本領越大C．電源電動勢的數值等於電源斷路時兩極間電壓D．電源電動勢與外電路的組成無關【解析】電路中的用電器是消耗電能，而電源的作用就是不斷地把其他形式能轉化為電能供電路消耗，故B項正確；電動勢表徵電源把其他形式能轉化為電能本領的大小，由電源本身決定，與其他均無關，故D項正確；電動勢的大小等於電源斷路時兩極間電壓，故A項錯，C項正確．【答案】BCD5．有關電動勢的說法中正確的是()A．電源電動勢的大小，等於電源沒有接入電路時電源兩極間的電壓的大小，所以當電源接入電路時，電動勢大小將發生變化B．電源提供的電能越多，電源的電動勢越大C．電源的電動勢越大，也就是電源內儲存的電越多D．電源的電動勢是表示電源把其他形式的能轉化為電能本領大小的物理量【解析】電動勢表示電源把其他形式的能轉化為電能的本領，一般是固定不變的，是電源的屬性，與電源是否接入電路無關，故D正確．【答案】 D電動勢大說明電源把其他形式的能轉化為電能的本領大.電池的體積大，電動勢不一定大.。

听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第三册第十一章电路及其应用《电源和电流》一、教学目标（核心素养）•物理观念：理解电源的概念及其作用，掌握电流的形成条件和方向规定。

•科学思维：通过分析电源内部和外部的电荷移动，培养学生逻辑推理和抽象思维能力。

•科学探究：通过实验观察电源对电路的影响，体验科学探究的过程，培养观察、分析和总结能力。

•科学态度与责任：认识到电源在电路中的核心地位，以及电流知识在日常生活和科技发展中的重要性，增强学习物理的责任感和使命感。

二、导入•教师行为：教师手持手电筒或电池组进入教室，打开手电筒，引导学生观察光线的产生，然后提出问题：“手电筒为什么会发光？是谁提供了电能？”•学生活动：学生观察手电筒发光现象，思考教师提出的问题，初步猜测是电池提供了电能。

•过程点评：通过实物展示和直接提问，迅速吸引了学生的注意力，激发了他们的好奇心和求知欲，为引入电源和电流的概念做了良好铺垫。

三、教学过程3.1 电源的概念与作用•教师行为：教师讲解电源的概念，即能够持续提供电能的装置，并介绍电源在电路中的作用，即将其他形式的能转化为电能。

•学生活动：认真听讲，记录关键信息，理解电源的概念和作用。

•过程点评：教师讲解清晰，学生易于理解，为后续学习电流的形成奠定了基础。

3.2 电流的形成与方向•教师行为：教师结合动画或实验演示，讲解电流的形成过程，即电荷在电场力作用下的定向移动，并介绍电流的方向规定，即正电荷定向移动的方向为电流的方向。

•学生活动：观察动画或实验演示，思考电流的形成过程，理解电流的方向规定。

•过程点评：通过直观的演示和讲解，学生深刻理解了电流的形成和方向，为后续学习电路知识打下了基础。

3.3 电源内部与外部的电流•教师行为：教师引导学生分析电源内部和外部的电流情况，解释电源内部非静电力做功使电荷从负极移到正极形成电流，而外部则是电荷在电场力作用下从正极经电路流回负极形成闭合回路。

•学生活动：积极参与讨论，结合已学知识分析电源内部和外部的电流情况，尝试构建电流流动的完整图景。

电源和电流【教学目标】1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。

2．知道电流方向的规定。

3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。

4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。

5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。

【教学重点】1．电流概念的建立。

2．电流的定义式。

3．电流的微观表达。

【教学难点】1．电流的微观表达。

2．运动电荷的等效电流。

3．定向移动速率、电场传播速率、无规则热运动速率的区分。

【教学过程】一、新课导入人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。

但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。

那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？【过渡】这节课就来学习有关电流的知识。

二、新课教学为什么雷鸣电闪时，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，而灯泡却能持续发光？【过渡】要回答这个问题，就要从电源的知识学起。

（一）电源如图所示分别带正、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H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？如图所示【提问】如果在AB之间接上一个装置P，它能把经过H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。

1．电源的定义①定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置。

②作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。

【提问】形成电流的条件？①存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子②导体两端存在电压【过渡】在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描述呢？（二）恒定电流1．恒定电场导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

第2章第1节电源和电流【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【过程与方法】1、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.【情感态度与价值观】1、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。

【教学过程】★重难点一、对电流的理解★一、电源1．电源的定义电源是不断把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．电源的作用（1)从电荷移动角度看电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图所示（2)从能量转化的角度看搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程．【特别提醒】有电源不一定得到持续的电流,要得到持续的电流需要同时满足两个条件：（1)电路中有电源．（2）电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．所以只有电源，电路不闭合也不会有持续电流．二、恒定电场1．形成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合电场．2．特点导线内的电场线和导线平行；电荷的分布是稳定的；导线内的电场是沿导线切线方向的稳定电场．三、对电流的理解1．电流的形成条件(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:导体两端有持续电压。

2．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,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。

3．电流的大小(1）I＝错误!是电流的定义式，I＝nqSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。

（2)q ＝It 是求电荷量的重要公式，而公式I ＝错误!求出的是电流在时间t 内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。

(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝q t时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.4．电流是标量电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，电流不是矢量而是标量。

高中物理必修三教学讲义—电源和电流[学习目标] 1.了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位和方向.3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义.一、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.二、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＝qt，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.3.在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A.4.电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反.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.(√)2.一次闪电，流动的电荷量大约为300C，持续的时间大约是0.005s，所形成的平均电流为________A.答案6×104重点探究一、电流的理解和计算导学探究1.如图1所示，用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有无电流？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？图1答案A、B之间有电势差，能形成电流，但不能持续下去.2.如图2所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？图2答案产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差.3.如图3，盐水中可以形成电流，盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同？图3答案盐水中的电流是Na＋、Cl－定向移动形成的，金属导体中的电流是电子定向移动形成的.知识深化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.电流的大小定义式：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.电流是标量电流虽然有方向，但它不是矢量而是标量.(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，电荷无规则运动不会形成电流，故A 错误；电流虽有方向，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.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(e＝1.6×10－19C)()A.4.8×10－6AB.3×10－13AC.3×10－6AD.9.6×10－6A答案A解析电子枪2s内发射的电荷量q＝6×1013×1.6×10－19C＝9.6×10－6C，所以示波管中的电流大小为I＝qt＝9.6×10－62A＝4.8×10－6A，故A正确，B、C、D错误.(2020·双鸭山一中高二上月考)如图4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()图4A.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I＝n1etD.溶液内电流方向从A到B，电流I＝n1＋n2et答案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q＝n1e＋n2e＝(n1＋n2)e，根据电流的定义式I＝qt得I＝n1＋n2et，故C错误，D正确.二、电流的微观表达式1.电流的微观表达式的推导如图5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5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＝Nq＝nlSq此导体中的电流I＝Qt＝nlSqlv＝nqSv.2.电流的微观表达式I＝nqSv的理解(1)I ＝qt 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.3.区别三种速率自由电荷定向移动速率自由电荷定向移动形成电流，其中自由电荷定向移动速率的数量级一般为10－4m/s电子热运动速率导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动，由于热运动，自由电子向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动速率的数量级为105m/s电场传播速率(或电流传导速率)等于光速.闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c 的速度建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向运动，整个电路也就几乎同时形成了电流(2020·宣威市九中高二期中)某根导线的横截面积为S ，通过的电流为I .已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M ，电子电荷量为e ，阿伏加德罗常数为N A ，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动的速率为()A.MIρN A SeB.MIN A ρSeC.IN A MρSeD.IN A SeMρ答案A解析设该导线中自由电子定向移动的速率为v，自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t，每个原子可提供一个自由电子，则导线中原子数目与自由电子的数目相等，为n＝ρSvt MN At时间内通过导线横截面的电荷量为q＝ne则电流强度I＝qt＝ρSveN AM解得v＝MIρSN A e，故选项A正确.针对训练(多选)(2021·福建泉州市高二期末)甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1.相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电荷量之比为1∶2，则甲、乙两导体中()A.电流之比为1∶2B.电流之比为1∶1C.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1D.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2答案AC解析根据电流公式I＝qt得I1I2＝q1q2＝12，A正确，B错误；根据电流的微观表达式I＝neSv得v1v2＝S2I1S1I2＝1，C正确，D错误.三、电池的容量1.定义：电池放电时输出的总电荷量；2.单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h).(多选)如图6是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是()图6A.该电池的容量为60A·hB.该电池以6A的电流放电，可以工作10hC.该电池以6A的电流放电，可以工作60hD.该电池充完电可贮存的电荷量为60C答案AB解析从题图标识牌可知电池的容量为60A·h，即以6A的电流放电可工作10h，故A、B正确，C错误；该电池充完电可贮存的电荷量q＝60×3600C＝2.16×105C，故D错误.考点一电流的理解和计算1.(2020·牡丹江一中高二上月考)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”是基本单位答案D解析正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A 错误；电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B 错误；电流的大小取决于电荷量与时间的比值，与自由电荷无关，故C 错误；国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培”是基本单位，故D 正确.2.(2020·绍兴市高级中学高一月考)如图1所示是通有恒定电流的某段导体.在5s 内有10C 的负电荷向右通过横截面A ，则导体内电流的大小和方向分别是()图1A.2A 、向右B.2A 、向左C.50A 、向右D.50A 、向左答案B解析根据电流的定义式I ＝q t ，可得电流的大小为I ＝105A ＝2A ，电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与其定向移动的方向相反，故电流向左.3.(2021·上海中学高二期末)气体放电管中，每时每刻有大量的气体分子被电离成电子和正离子.若每秒有n 1个电子和n 2个氢离子(质子)经过管的某个横截面，元电荷的大小记为e .则放电管中的电流强度在数值上等于()A.n 1eB.n 2eC.(n 1＋n 2)eD.|n 1－n 2|e答案C解析根据电流定义式得I＝qt＝n1e＋n2e1＝n1e＋n2e，故选C.4.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导线的电流之比为()A.1∶5B.2∶5C.5∶2D.5∶1答案B解析由电流的计算式I＝qt得I1I2＝q1t1·t2q2＝q1q2·t2t1＝35×23＝25，B正确.5.重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其电流强度为1.2×10－5A，则在1s内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.6×10－19C)()A.3.0×1012B.1.5×1013C.7.5×1013D.3.75×1014答案B解析1s内发射的重离子的电荷量为q＝It＝1.2×10－5×1C＝1.2×10－5C，每个重离子的电荷量为5e，则发射的重离子数为n＝q5e＝1.2×10－55×1.6×10－19个＝1.5×1013个，选项B正确.考点二电流的微观表达式6.(多选)对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解析同一根导体上的电流相等，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.7.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＝InqS，由于不知道甲、乙两导体的n、q关系，所以无法判断v，故C、D错.8.(多选)(2021·北京海淀区期中)横截面积为S的导线中，通有大小为I的电流，已知导线单位体积内有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间t内通过导线横截面的电子数是()A.ItB.nvtC.nSvtD.Ite答案CD解析根据电流的定义式I＝qt可知，通过该导线横截面的电荷量q＝It，则在时间t内通过该导线横截面的电子数为N＝qe＝Ite，再根据电流的微观表达式I＝nevS，则可得N ＝nSvt ，故C 、D 正确，A 、B 错误.考点三电池的容量9.(多选)如图2为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是()图2A.该电池的容量为500mA·hB.该电池以5mA 电流工作可用500hC.该电池在工作时的电流为500mAD.若电池以10mA 的电流工作，可用50h答案AD 解析该电池在工作时的电流很小，远小于500mA ，选项C 错误；500mA·h 表示电池容量，由500mA·h ＝t ×10mA 得t ＝50h ，由500mA·h ＝t ′×5mA 得t ′＝100h ，所以选项A 、D 正确，B 错误.10.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3A.qvB.q vC.qvSD.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＝qvΔt，根据电流的定义式I＝QΔt，得到等效电流I ＝qv，A正确.11.(2021·烟台市第一中学高二期末)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()A.电流大小为ve2πrB.电流大小为ver，电流方向为顺时针C.电流大小为ve2πr，电流方向为逆时针D.电流大小为ver，电流方向为逆时针答案C解析电流大小I＝qt＝e2πrv＝ve2πr方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确.。