人教版高中物理选修1-1电源和电流

程，从而将其他情势的能转化为 电能 ．
3. 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
电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流。
二、恒定电流 1．恒定电场 (1)形成：当电路稳定时，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。 (2)特点：任何位置的_电__场__强__度__ 都不随时间产生变化。
解析：电流传导速率等于光 速，而电子定向移动速率是 在电子以较大速率无规则热 运动基础上附加一个很小的 速率，AC不对．B对．自由 电子定向移动时仍在无规则 的热运动，D不对． 答案： B
课堂小结
1、形成电流的条件 （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 4、电流:表示电流的强弱程度的物理量.
4、一截面积S=1mm2的铜导线,通过的 电 流 I=1A, 已 知 铜 的 密 度 ρ=8.9×103kg/m3, 铜 的 摩 尔 质 量 M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.02×1023mol-1, 电 子 的 电 量 e= －1.6×10-19C,求铜导线中自由电子 定向移动的速率.可认为铜导线中平 均每个铜原子贡献一个自由电子.
正离子电荷量是多少？负 离子电荷量是多少？
总电荷量是多少？
三、电流的微观表达式 推导：一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定 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，每个自由电荷量为q。 总电量 电荷总数
v vv
v
v
l
I
=

第1节电源和电流一、电源和恒定电场1．电源的概念电源就是把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的装置。

2．电源的作用保持导体两端的（电压），使电路有持续的电流。

3．导线内的电场有电源的电路中，导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的共同形成的。

详尽的分析说明：尽管这些电荷也在运动，有的流走了，但是另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的，故称。

4．恒定电场由稳定分布的电荷所产生的电场称为恒定电场。

二、电流及其微观表达式1．电流通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用的时间的。

2．电流的定义式。

3．电流的单位安（安培），。

1 mA= A，1 μA= A。

自由电子电能电势差电荷恒定电场稳定的电荷量比值 A 10-3 10-6电流的微观表达式取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。

设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电荷量为q，则在时间t内处于相距为v t的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。

体积为V=vtS电荷数为N=nV总电荷量为Q=nVq=nvtSq电流为I=Q/t=nvqS此即电流的微观表达式。

【例题】如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜除尘的质量为m，计算高压电源的电流I （电子电荷量设为e，阿伏伽德罗常数为N，一昼夜时间为t）。

A参考答案：试题解析：根据电流定义式，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就可以求出电流。

由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量为总电荷量的一半。

，，，。

规律总结：1．当正、负电荷同时参与导电时，电流定义式中的电荷量是正、负电荷的电荷量的绝对值之和；2．电流与横截面积结无关，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；3．等效思想：将电荷的绕核运动等效为电荷沿着一个环形导体定向运动，从而形成环形电流，再结合电流的定义式求解。

一、电源1．带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图1所示，当用导线连接带正、负电荷的导体A 、B 时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体B________电子，带正电的导体A________电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是________的．2．电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置P ，如图2所示，它能源源不断地把经导线流到A 的电子取走，补充给B ，使A 、B 始终保持一定数量的正、负电荷，A 、B 周围空间始终存在一定的______，A 、B 之间始终保持一定的______．这样电路就始终保持持续的________，这种搬运电荷的装置P 就是________．二、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________共同形成的．尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成一种________平衡，这样________的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．三、恒定电流1．恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定．我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流：(1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．(2)公式表达：I ＝q t，或写成电荷量的表达式：__________. (3)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A .更小的单位还有________ (mA )、μA )，换算关系为：1 A ＝103 mA ＝106 μA .知识探究导线中形成的恒定电场1．在导线中形成的恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同．2．产生恒定电流的电路中的电场是合电场(E )，它由两部分组成：一是电源的电场(E 0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(E ′)．.1.3．恒定电流电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷.要点二。

电流传
以真空中光速c建立恒定电场，电路中各
导速率
处的自由电子几乎同时开始定向移动而形
成电流
误区 1： 电荷只要移动就一定能形成电流 点拨：不一定．只有电荷在电场力的作用下形成的定 向移动才能够形成电流． 例如没有放在电场中的导体其中 的自由电荷在做无规则热运动， 其大量自由电荷向各个方 向运动的机会均等，这样不能形成电流．
解析：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其内部的负电荷向负极聚集，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
答案：C
q 解析：由 I＝ 知 q 大，I 不一定大，还要看 t 的大小， t 故 A 错，由 I＝nqSv 知，电子运动的速率 v 大，电流不 一定大，电流还与 n、S 有关，故 B 错，单位时间内通过 导线横截面的电量越多，电流越大，C 对．电流虽有方向 但不是矢量，合成遵循代数法则，故 D 错.
e2 答案：I＝ 2 kmr 2πr m
点评： 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．
变式2
(2011·合肥高二检测)某一探测器，因射线照
射而使内部气体电离，在时间 t内有 n个二价正离子通过探
测器某一个截面，同时有2n个电子也通过该截面，则探测
器电路中的电流为( A．0 答案：D ) C．3ne/t D．4ne/t
本章内容可分为三部分：第一部分以部分电路欧姆定
律为中心，主要研究直流电路的基本参量、串并联电路的