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第二章第一节电源和电流

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第一节电源和电流

一、电源(阅读教材第41页第2段至第3段)

1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置．2．作用：(1)维持电路两端有一定的电势差．

(2)使闭合电路中保持持续的电流．

1．从电荷移动角度看，电源的作用就是移动电荷，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．

2．从能量转化角度看，搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能．

二、恒定电流(阅读教材第41页第4段至第42页最后)

1．恒定电场

(1)恒定电场：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．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．

(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化．

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．

(2)公式：I＝eq\f(q,t)或q＝It，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，符号A；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(μA)．

1A＝103mA；1A＝106μA.

1．电流的形成

(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：电路中有电源且电路闭合．

2．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．

3．I＝eq\f(q,t)是电流的定义式，不能说I与q成正比，与t成反比．

4．用I＝eq\f(q,t)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．

5．利用I＝eq\f(q,t)的变形式q＝It可计算t时间内通过导体某横截面的电荷量．

对公式I＝q/t的理解和应用

不同导体中电流的计算方法

1．金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝eq\f(q,t)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．电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝eq\f(q,t)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．处于电离状态的气体中的自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I＝eq\f(q,t)求气体导电电流时，q应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．

——————————(自选例题，启迪思维)

1.如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2s内分别有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，溶液中的电流方向如何？电流为多大？

[思路探究](1)电流的方向是如何规定的？

(2)2s内通过M的电荷量是多少？

[解析]NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na＋定向移动的方向相同，即由A流向B.Na＋和Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝1.6×10－19C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(q1＋q2,t)

＝eq\f(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19,2)A＝0.16A.[答案]由A流向B0.16A

2.(2015·江西临川一中月考)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

[解析]由题意可知，在时间t内通过某横截面的电荷量为n·2e＋2n·e＝4ne，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I＝eq\f(q,t)＝eq\f(4ne,t)，故选项D正确．

3.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

[解析]q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021个．[答案]C

[借题发挥]计算电流时，要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动．

等效电流的求解

有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕