11.1　电源和电流 学案（含解析）.docxVIP

2025年

11.1电源和电流

1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场．

2.理解电流的定义，会用公式q＝It分析相关问题．

3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义．

eq\a\vs4\al(活动一：知道电源的作用和形成电流的条件)

我们已经知道，在夏日的阴雨天气里，电闪雷鸣之时，天空中发出的耀眼闪光就是空气中的电荷在带电云层产生的电场中的火花放电．如果我们把电荷的定向运动叫作电流的话，这种剧烈的放电就是一种强大的电流．但它转瞬即逝．如何能得到一种持续的电流呢？

如图甲所示，有A、B两个导体，分别带等量异种电荷，它们的周围存在着电场，如果在它们之间连接一条导线H，回答下列问题：

1.导线中的自由电荷将如何移动？

2.A、B周围的电场如何变化？A、B间的电势差如何变化？甲

3.导线中的电流是瞬时的还是持续的？

倘若在A、B之间连接一个装置P(图乙)，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．能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A、B分别是电源的正、负极．导线H内的电乙

场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，是平行于导线的稳定的电场，称为恒定电场．在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用．

(1)电源的定义：能把电子从电源________(选填“正”或“负”)极搬运到电源________(选填“正”或“负”)极的装置．

(2)电源的作用：使导体两端始终存在________________．

(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有________且电路________．

eq\a\vs4\al(活动二：理解电流的定义和表达式)

1.电荷的定向移动形成电流，电流的强弱程度用物理量电流(I)来描述．一段时间内通过导体横截面的电荷量(q)与这段时间(t)的比值叫作电流．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大．

(1)写出电流的定义式和单位．

说明：用定义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．

(2)人们把________(选填“正”或“负”)电荷定向移动的方向规定为电流的方向．电流的方向与负电荷定向移动的方向相________．电流虽然有方向，但它不是矢量而是标量．

2.计算电流的大小

(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＝eq\f(q,t)计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量．

在金属导体中，若10s内通过横截面的电荷量为10C，则导体中的电流为________，方向与自由电子运动的方向________(选填“相同”或“相反”).

(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＝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．

如图所示的电解槽接入电路后，在时间t内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设元电荷为e，以下说法正确的是()

A.当n1＝n2时，电流强度为0

B.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度I＝eq\f((n1－n2)e,t)

C.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝eq\f((n2－n1)e,t)

D.电流方向从A→B，电流强度I＝eq\f((n1＋n2)e,t)

(3)环形电流的计算：环形电流的计算采用等效电流的观点分析．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＝eq\f(q,t)＝eq\f(q,T)求等效电流．

安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设带电荷量为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，其电流的等效电流强度I和方向为()

A.eq\f(ve,2πr)，顺时针B.eq\f(ve,r)，顺时针

C.eq\f(ve,2πr)，逆时针D.eq\f(ve,r)，逆时针

3.阅读教材“STSE：电动汽车中的电池”，了解电池的容量．

(1)容量：电池放电时输出的________．单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h).

(2)如图所示是某品牌电动汽车的标识牌，