高中物理 第二章静电场和恒定电流电场

第1节 电源和电流1．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流。

2．电流的大小为I ＝q t，方向规定为正电荷定向移动的方向。

负电荷定向移动的方向与电流方向相反。

3．恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流。

一、电源1．概念在电路中把在电场力作用下移动到导体A 的电子搬运到导体B 的装置。

图2­1­12．作用(1)在导体A 、B 两端维持一定的电势差。

(2)使电路中保持持续的电流。

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：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。

(3)特点：导线内的电场线与导线平行，电荷的分布是稳定的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。

(4)恒定电场与静电场的关系：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，因此其基本性质与静电场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。

2．电流(1)概念：电荷的定向移动形成电流。

(2)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。

(3)符号及单位：电流用符号I 表示，单位是安培，符号为A 。

常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1 A ＝103mA ＝106μA。

(4)表达式：I ＝q t(q 是在时间t 内通过导体某一横截面上的电荷量)。

(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

3．恒定电流(1)概念：大小、方向都不随时间变化的电流。

(2)形成：恒定电场使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。

1．自主思考——判一判(1)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。

(×) (2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。

(√) (3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。

(×) (4)电流既有大小，又有方向，是矢量。

1、电荷量：电荷的多少叫电荷量，用字母Q 或q 表示。

（元电荷常用符号e自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷。

同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。

2、点电荷：当本身线度比电荷间的距离小很多，研究相互作用时，该带电体的形状可忽略，相当于一个带电的点，叫点电荷。

3、库仑定律：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间9109⨯=k N ﹒m 2/C 2。

45、电场强度：放入电场中一点的电荷所受的电场力跟电荷量的比值。

67、电场线的性质：a ．电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷；b ．任何两条电场线不会相交；c. 静电场中，电场线不形成闭合线； d 8、匀强电场：场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。

电场线相互平行且均匀分布时表明是匀强电场。

9q E P ϕ= 10、等势面特点：①电场线与等势面垂直，②沿等势面移动电荷，静电力不做功。

11A B BA U ϕϕ-=（ 电势差的正负表示两点间电势的高低）12、电势差与静电力做功：q WU =qU W =⇒表示A 、B 两点的电势差在数值上等于单位正电荷从A 点移到B 点，电场力所做的功。

1314、电势差与电场强度的关系：在匀强电场中，沿电场线方向的两点间的电势差等于场强与这两点间距离的Ed =15 电容的单位是法拉（F）决定平行板电容器电容大小的因素是两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质。

②对于平行板电容器有关的Q 、E 、U 、C 的讨论时要注意两种情况：16、带电粒子在电场中运动：①．带电粒子在电场中平衡。

（二力平衡）②．带电粒子的加速：动力学分析及功能关系分析：经常用2022121qU mv mv -=③．带电粒子的偏转：动力学分析：带电粒子以速度V 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)。

高中物理必修二知识点高中物理必修二知识点第一章电学基础1.电荷与电场2.静电场及其能量3.恒定电流4.恒定电流的欧姆定律5.功率6.电功及其应用7.简单电路的分析和计算8.肖特基二极管原理第二章流体静力学1.流体静力学引论2.液体静压力3.大气压力与气压计4.液体表面张力和毛细现象5.流体动力学引论6.连通管和泵的基本原理第三章阻力和三大运动定律1.弹性和塑性2.卡车定理3.摩擦力和牛顿第一定律4.牛顿第二定律5.牛顿第三定律6.匀加速直线运动7.平抛运动第四章动量和能量守恒定律1.动量定理和动量守恒定律2.力的功3.能量守恒定律4.弹性碰撞和非弹性碰撞5.约束系统的动能变化定理第五章万有引力和行星运动1.万有引力的发现2.牛顿万有引力定律3.行星运动4.卫星运动第六章震动和波动1.周期、频率和相位2.简谐振动3.阻尼振动和强迫振动4.波动的基本概念和分类5.机械波和电磁波的传播6.多普勒效应第七章光学1.光的波动理论2.光速的测定3.光的干涉和衍射4.杨氏双缝干涉实验5.菲涅尔衍射和菲涅尔透镜6.偏振光与双折射现象7.光的反射和折射8.球面镜成像第八章原子物理1.原子的结构和能级2.玻尔原子模型和玻尔-里德堡公式3.氢谱系和能级图4.量子力学的基本概念5.波粒二象性6.爱因斯坦光电效应7.康普顿效应和弗兰克-赫兹实验。

课标要求第一章电场1．内容标准（1）了解静电现象及其在生活和生产中的应用。

用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。

（2）知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。

知道两个点电荷间相互作用的规律。

通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。

（3）了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。

理解电场强度。

会用电场线描述电场。

（4）知道电势能、电势，理解电势差。

了解电势差与电场强度的关系。

（5）观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。

举例说明电容器在技术中的应用。

3．总体说明电磁学是物理学中的一个重要板块，不论在哪一个学习阶段，都占有很大的分量。

在高中教材里，安排了从第一到第三共三章内容，时间跨越一个学期。

而且，整个电磁学知识的连贯性很强，各章知识的内在联系非常紧密，没有明显的重点和非重点之分。

电场（或静电场）一章是电磁学的开端。

它力图从最简单的电现象开始，归纳出静电场的基本性质，并对这些知识做一些应用。

本章内容较多，概念性强（尤其是电场能的性质），表面文字和数学规律不算复杂，但要理解它们的内涵至为不易。

静电场是整个电磁学的门户，对恒定电流和电磁感应两章的影响尤其深远，没有扎实铺垫，对今后的学习将造成一定困难。

本章分四个单元：电荷守恒和库仑定律（第1~2节）、关于电场的力的知识（第3节）、关于电场的能的性质（第4~5节）、静电场的相关应用（第6~8节）。

各单元都环环相扣，内在联系很紧。

§1－1 电荷＆库仑定律（2个课时）【教学目的】1、知道摩擦起电的实质2、知道电荷守恒定律和元电荷3、掌握库仑定律的内容、条件，知道静电引力恒量4、会用库仑定律解决一些基本问题【教学重点】库仑定律的理解与掌握【教学难点】物体带电的实质、库仑定律的条件【主要教学环节】归纳表述：我们都知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，而原子是由原子核和电子组成的。

由于原子核和电子分别带正电和负电，这就意味着物质本身就带着等量异号的电荷。

第二章恒定电流全章教学内容分析本章介绍电路的基本概念和规律，在物理学发展史上，从静电到电流(动电)有一个辩证的发展过程，从内容上来说，本章和上一章有着必然的内在联系。

首先，电路中的电压概念就是静电学中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场)，而自由电荷在导体中的定向移动，则简化为带电粒子在电场力作用下的定向移动。

其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物理学的基本规律。

从电源、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电源的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。

本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的基本方法创造了条件。

本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)”“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定电源的电动势和内阻”和“练习使用多用电表”，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。

课标要求1．内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。

(2)初步了解多用电表的原理。

通过实际操作学会使用多用电表。

例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。

例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。

(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。

(5)测量电源的电动势和内阻。

(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。

例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。

(7)通过实验观察门电路的基本作用。

初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。

(8)初步了解集成电路的作用。

关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。

2．活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。

高二物理《静电场、恒定电流》试题一、 选择题〔共13小题，每题4分，共52分〕1.以下说法中，正确的选项是 〔 〕A ．由公式2r kQ E =可知，在离点电荷非常近的地方〔r →0〕，电场强度E 可达无穷大B ．由公式q E P φ=可知负电荷在电势低的地方具有的电势能大C ．由U ab =Ed 可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，那么两点间的电势差也一定越大D ．公式C=Q/U ，电容器所带电量Q 越大，电压U 越小，电容器的电容C 越大2．关于电子伏〔eV 〕，以下说法中正确的选项是 〔 〕A ．电子伏是电势的单位B ．电子伏是电荷量的单位C ．电子伏是功或能量的单位D ．1 eV=1.60×1019J3.如下列图，在点电荷Q 的电场中，a 、b 两点在同一等势面上，c 、d 两点在同一等势面上，无穷远处电势为零．甲、乙两个带粒子经过a 点时动能相同，甲粒子的运动轨迹为acb ，乙粒子的运动轨迹为adb ．由此可以判定 〔 〕A ．甲粒子经过c 点与乙粒子经过d 点时的动能相等B ．甲、乙两粒子带异种电荷C ．甲粒子经过c 点时的电势能小于乙粒子经过d 点时的电势能D ．两粒子经过b 点时具有相同的动能4.关于电流的方向，以下表达中正确的选项是〔 〕A ．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B ．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C ．不管何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D ．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系图线如图5所示，可知两电阻的大小之比R 1：R 2等于( )A ．1：3B ．1：3C ．3：1D ．3：16.根据欧姆定律，以下说法中正确的选项是〔 〕 A.从关系式R=U/I 可知，对于一个确定的导体来说，如果通过的电流越大，那么导体两端的电压也越大D.从关系式R=U/I 可知，对于一个确定的导体来说，所加在的电压跟通过的电流的比值是一确定值B.从关系式R=U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成正比C.从关系式I=U/R 可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比7.一个电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，假设在使用中发现此电压表的示数比准确值稍小一些，采用以下措施可能加以改进的是 ( )A.在R 上串联一个比R 小得多的电阻B. 在R 上串联一个比R 大得多的电阻C. 在R 上并联一个比R 大得多的电阻D. 在R 上并联一个比R 小得多的电阻图58.如下列图电路，灯L 1标有“24V 16W〞灯L 2标有“12V 16W〞两灯串联后接在电压为U 的电路中，要保证两灯不损坏，那么〔〕A. 两灯实际功率之比为4：1B.电压U 的最大值为30VC.灯L1两端电压与总电压U 之比为2：3D.U=36V 时，灯L1、L2均正常发光9.如图7所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A 、B 两端接在电压恒定的电源上，那么[ ]A ．S 断开时，R1与R2的功率之比为1∶5B ．S 闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1C ．S 断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为7∶12D ．S 断开与闭合两情况下，电阻R2的功率之比为7∶1210．以下说法正确的选项是〔 〕A ．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B ．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C ．并联电路任一支路的电阻增大〔其它支路不变〕，那么总电阻可能减小D ．并联电路增加一电阻很大的支路〔其它支路不变〕，那么总电阻一定减小11.如下列图为点电荷产生的电场中的一条电场线，假设一带负电的粒子从B 点运动到A 点时，加速度增大而速度减小，那么可判定〔 〕12.如图，一带电粒子只受电场力从A 飞到B ，径迹如图中虚线所示，以下正确的选项是 〔 〕A ．粒子带负电B ．粒子加速度不断变小C ．粒子在A 点时动能较大D ．B 点场强大于A 点场强13.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如下列图。

静电场与恒定电场的区别与联系
静电场与恒定电场是电学中的两个基本概念，它们在物理性质和数学描述上有一些相同点和不同点。

首先，静电场是指由静止电荷所产生的电场，它是一个矢量场，可用库仑定律来描述。

恒定电场是指在空间某一区域内电场强度在大小和方向上都不变化的电场，它通常由恒定电荷分布所产生。

静电场与恒定电场的区别在于，静电场可以由静止电荷产生，而恒定电场则需要恒定电流或者静止电荷分布来产生。

此外，静电场的电荷分布通常具有空间分布特性，而恒定电场的电荷分布则通常具有几何形状特性。

静电场和恒定电场都有一些共同点。

它们都是由电荷分布所产生的电场，都可使用电场强度和电势描述，都服从高斯定理和电场能公式。

此外，它们都是基础电场，在电学中有着重要的应用。

总之，静电场和恒定电场在物理性质和数学描述上有所不同，但它们都具有重要的电学意义。

在实际应用中，它们常常被用于电荷感应、电介质的性质研究和电场力学的分析等领域。

恒定电流 (选修3-1第二章：恒定电流的第一节电源和电流）★★○○1、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场叫做恒定电场.2、恒定电流:自由电荷的定向移动形成电流，而大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

3、电流的方向：物理学规定为正电荷定向移动的方向为电流方向；则在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向相反。

4、电流的大小：等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。

公式：I＝错误!; （q为自由电荷的电荷量)。

电流的单位为安培，符号A.1 A＝1 C/s。

1、电流虽然有方向，但是它是标量。

2、电流的定义式：I＝错误!适用于一切电路，其中电荷量q表示通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量；当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q＝｜q1|＋｜q2｜。

3、对恒定电流而言，虽然I＝错误!，但是不能说I∝q，I∝错误!,因为错误!反映了I的大小.（江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考）某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子相向通过某截面，那么通过这个截面的电流是( ）A. 0.8 AB. 1.6 AC. 3。

2 AD. 6.4A【答案】C1、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E0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【答案】B【精细解读】A、导线内的电场线与导线是平行的,A错误；B、导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，B正确；C、导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种，C错误、D错误。

故选:B。

2、关于电流的说法中正确的是（)A. 根据I＝错误!,可知I与q成正比B。

静电场和恒定电流常用公式电场元电荷e=1.6×10-19C（k=9.0×109Nm 2/C 2） 库仑定律：电场强度：（定义式）点电荷的电场强度：电场力：F=qE注:以上公式中各物理量均以绝对值代入计算。

电势： （ε为电势能）(公式中各物理量均以正、负值代入计算)电势差:(公式中各物理量均以正、负值代入计算)电场力做的功：qEd qU W ==电容：（定义式）决定式：平行板电容器两极板间的电场强度为（由E=U/d,C=Q/U 和得出）：带点粒子在电场中的运动①粒子穿越电场的加速度：mdqU m qE m F ===a ②粒子穿越电场的运动时间：0L t v = ③粒子离开电场的侧移距离：202202222121mdv qUL mv qEL at y === ④粒子离开电场时的偏角θ：200y tan mdv qUL v v ==θ 恒定电流电流强度：neSv R U t Q I ===电阻：Sl I U R ρ==（ρ为导体的电阻率，单位Ω•m ）（1）串联电路 221r Q Q k F =q F E =2r Q k E =q εϕ=q W U AB B A AB =-=ϕϕU Q C =S kQ E επ4=kd S C πε4=①各处的电流强度相等：I 1=I 2=…… =I n ②分压原理：n n 2211R U R U R U =⋯⋯== ③电路的总电阻：R=R 1+R 2+……+R n ④电路总电压：U=U 1+U 2+……+U n(2)并联电路①各支路电压相等：U=U 1=U 2=……=U n ②分流原理：I 1R 1=I 2R 2=……=I n R n ③电路的总电阻：n211111R R R R +⋯⋯++= ④电路中的总电流：I=I 1+I 2+……+I n 焦耳定律 t R U Rt I Pt Q W 22==== R U UI R I P P 22热==== 无论串联电路还是并联电路，电路的总功率等于各用电器功率之和，即： n P P PP +⋯⋯++=21总 闭合电路欧姆定律（1）路端电压与外电阻R 的关系：Rr E r R ER IR U +=+==1（外电路为纯电阻电路） （2）路端电压与电流的关系：U=E －Ir （普适式）电源的总功率（电源消耗的功率）P 总=IE电源的输出功率（外电路消耗的功率）P 输=IU电源内部损耗的功率：P 损=I 2r由能量守恒有：IE=IU ＋I 2r外电路为纯电阻电路时：()()r R r R E r R R E R I IU P 422222+-=+===输 由上式可以看出，当外电阻等于电源内部电阻（R=r ）时，电源输出功率最大，其最大输出功率为r42max E P =出电源的效率：电源的输出功率与电源功率之比，即%100%100%100⨯=⨯=⨯=EU IE IU P P 出η 对纯电阻电路，电源的效率为()%10011%100r %100r 22⨯+=⨯+=⨯+=RR R R I R I η 由上式看出：外电阻越大，电源的效率越高。

第二章恒定电流2.1电源和电流一、电源1.定义：能把电子从A搬运到B的装置2.作用：能使电路中维持持续的电流3.种类：干电池、蓄电池、发电机二、恒定电场1.定义：闭合回路中电源两极上带的电荷和导线和其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的电场。

这种由稳定分布的电荷所产生的电场，称为恒定电场。

2.特点：1）基本性质与静电场相同，但不是静电场，是动态平衡。

2）电场线处处沿着导体的方向。

三、恒定电流1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流。

2.定义式：q表示时间t内通过导体某横截面的电荷量单位：安培，简称安，符号A。

3.方向1）规定正电荷定向移动的方向为电流方向2）在电源外部电路，电流从正极流向负极3）在电源内部电路，电流从负极流向正极4.测量仪器：电流表5.电流分类1）交变电流：方向随时间作周期性变化的电流2）直流电流：方向不随时间变化的电流3）恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流4）脉动电流：强弱随时间变化的直流电流6.电流的微观式：n单位体积电荷数；s导体横截面积；l导体长度，e单位电荷量，v电荷定向移动速率7.电流的决定式（欧姆定律）四、补充：三个速度电荷定向移动：10-5m/s，极小，电流成因热运动：105~106m/s，电阻成因场传播：3×108m/s，即电流的传播速率注意：电荷定向移动速率不是电流的传播速率2.2电动势一、电源的作用1.电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。

2.电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。

3.干电池1）非静电力：化学作用2）化学能→电势能4.发电机1）非静电力：电磁作用2）机械能→电势能二、电动势1.定义：非静电力把电荷从电源负极送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势。

1）等于电源没有接入电路时两级间的电压2）等于短路时的路端电压3）等于电路内、外电压之和4）等于将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力做的功2.公式：电源从负极到正极移送电荷q时非静电力所做的功为W单位：伏特（V）3.物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。

人教版高中物理选修3-1目录第一章静电场1.电荷及其守恒定律电荷电荷守恒定律元电荷2.库仑定律库仑定律库仑的实验3.电场强度电场电场强度点电荷的电场电场强度的叠加电场线匀强电场4.电势能和电势静电力做功的特点电势能电势等势面5.电势差6.电势差与电场强度的关系7.静电现象的应用静电平衡状态下导体的电场导体上电荷的分布尖端放电静电屏蔽8.电容器的电容电容器电容平行板电容器的电容常用电容器9.带电粒子在电场中的运动带电粒子的加速带电粒子的偏转示波器的管理第二章恒定电流1.电源和电流电源恒定电流3.欧姆定律欧姆定律导体的伏安特性曲线4.串联电路和并联电路串联电路和并联电路的电流串联电路和并联电路的电压串联电路和并联电路的电阻电压表和电流表5.焦耳定律电功和电功率焦耳定律6.导体的电阻影响导体电阻的因素导体的电阻7.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律路端电压与负载的关系8.多用电表的原理欧姆表多用电表实验: 练习使用多用电表测量小灯泡的电压测量通过小灯泡的电流测量定制电阻测量二极管的正反向电阻实验: 测定电池的电动势和内阻实验原理实验方法数据处理9.简单的逻辑电路“与”门“或”门“非”门第三章磁场1.磁现象和磁场磁现象电流的磁效应磁场地球的磁场2.磁感应强度磁感应强度的方向磁感应强度的大小3.几种常见的磁场几种常见的磁场安培分子电流假说匀强磁场磁通量4.通电导线在磁场中受到的力安培力的方向安培力的大小磁电式电流表5.运动电荷在磁场中受到的力洛仑兹力的方向和大小电视显像管的工作原理6.带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动回旋加速器。

1 电源和电流学习目标知识脉络1.了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场．2．知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．(重点)3．理解电流形成的微观实质．(难点)电源和恒定电场[先填空]1．电源2．恒定的电场(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．(2)形成：连接A、B导体的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．(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化，基本性质与静电场相同．(4)适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用于恒定电场．[再判断]1．恒定电场与静电场基本性质相同，两者没有区别．(×)2．电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化．(×)3．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能．(√)4．恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场．(×)[后思考]恒定电场就是静电场，对吗？【提示】静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件累积电荷形成的电场，但二者基本性质相同．[合作探讨]如图2-1-1所示，电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光．图2-1-1探讨1：电闪雷鸣时，耀眼的闪光为什么只持续一瞬间？【提示】因为云层与大地或云层之间的电压在电闪瞬间减小，不能再维持强大电流的存在．探讨2：电闪雷鸣过程中发生怎样的能量转化？【提示】电能转化为光能、热能等．[核心点击]1．电源的作用(1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动．(2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能．2．形成电流的三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．1．关于电流，下列叙述正确的是()A．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B．电源的作用可以使电路中有持续电流C．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D．持续电流是由静电场产生的【解析】电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而持续电流是导体两端有稳定的电场形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现稳定的电场，可见本题答案应选B.【答案】 B2．(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是()【导学号：34522019】A．导线中的电场强度处处为零B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行C．导线处于静电平衡状态D．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低【解析】在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B正确，A错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确．【答案】BD电路中有持续电流的两个条件(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．恒定电流[先填空]1．电流概念(1)概念：电荷的定向移动形成电流．(2)物理意义：反映了电流的强弱程度．(3)符号及单位：符号是I，单位有安培、毫安、微安(单位符号分别为A、mA、μA)．(4)表达式：I＝q t.(5)电流的方向：规定正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向为电流方向．2．恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流．[再判断]1．电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)2．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√)3．导体中的电流，实际是正电荷的定向移动形成的．(×)[后思考]有同学认为“只有导体中才可有电流”，谈一谈你的认识．【提示】电荷定向移动形成电流，不论是导体内还是其他空间，只要有电荷定向移动就可形成电流，如氢原子中核外电子做匀速圆周运动时，形成了一环形电流等．[合作探讨]如图2-1-2所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流．图2-1-2探讨1：盐水中的电流和金属导线中的电流形成机制有什么不同？【提示】盐水中的电流是Cl－离子和Na＋离子同时反向定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的．探讨2：盐水中的电流沿什么方向？【提示】左．探讨3：假设t s内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚面，则电路中的电流多大？【提示】I＝2 Ne t.[核心点击]1．理解电流概念注意的四个要点(1)公式I＝qt中，q是通过导体横截面的电荷量，而不是通过导体单位横截面积的电荷量．(2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．(3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．(4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定向移动的方向相反．在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极．电流虽然有大小和方向，但电流是标量，而不是矢量．因此电流的合成不遵循平行四边形定则．2．电流的微观表达式I＝nqS v(1)建立模型如图2-1-3所示，AB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v.设导体的长度为L，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为q .图2-1-3(2)理论推导导体AB中的自由电荷总数N＝nLS总电荷量Q＝Nq＝nLSq所有这些电荷都通过导体横截面所需要的时间t＝L v根据公式I＝qt可得，导体AB中的电流I＝Qt＝nLSqLv＝nqS v.(3)结论由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积．3．三种速率的区别电子定向移动的速率电子热运动的速率电流传导的速率物理意义电流是由电荷的定向移动形成的，电流I＝nqS v，其中v就是电子定向移动的速率.构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速c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移动，整个电路也几乎同时形成了电流大小10－5 m/s105 m/s3×108 m/s3．铜的相对原子质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为()【导学号：34522020】A．光速c B.I neSC.ρIneSm D.mIneSρ【解析】假设电子定向移动的速率为v，那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电荷量q＝v tSρnem，因电流I＝qt＝vSρnem，于是得到v＝mIneSρ.【答案】 D4．一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()A．q v B．q/vC．q v S D．q v/S【解析】时间t内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量Q＝q v t，依电流的定义式可得I＝Qt＝q v，故A正确．【答案】 A计算电流大小的三种方法1．金属导体中电流的计算金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝qt计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．2．电解液中电流的计算电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝qt计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．3．环形电流的计算环形电流的计算采用等效的观点分析．所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流．对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流．利用I＝qt＝qT求等效电流．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。