1电源和电流[学科素养与目标要求]物理观念：1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式q＝It分析相关问题.科学思维：由电流的定义式出发，经过逻辑推理得出电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素.一、电源1.定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置.2.作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电流.二、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：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.3.特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同.三、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＝，其物理意义：单位时间内，通过导体横截面的电荷量.表示电流强弱程度的物理量.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)负电荷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.在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300C，持续的时间大约是0.005s，所形成的平均电流强度为A.答案6×104一、电流的理解和计算如图1所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某横截面的正电荷为q1，通过此横截面的负电荷为q2，图1(1)确定通过导电液体中电流的方向.(2)计算导电液体中电流的大小.答案(1)电流方向为正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右.(2)I＝.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.电流的定义式：I＝.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.3.三点说明(1)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＝求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.(2)q＝It是I＝的变形，是求电荷量的重要公式.其中I是电流在时间t内的平均值.(3)电流虽然有方向，但它是标量，遵循代数运算法则.例1如图2所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是()图2A.当n1＝n2时电流强度为零B.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝C.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝D.溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝答案D解析正离子定向移动的方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向，有正、负离子向相反方向经过同一截面时，公式I＝中的q应是正、负离子电荷量的绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B，与正、负离子的数量无关，A、B、C错误，D正确.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.当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献.针对训练1某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，设元电荷为e，那么通过这个截面的电流是()A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A答案D解析由题意，1s内通过截面正离子的电荷量为q1＝2n1e，负离子的电荷量绝对值为q2＝n2e，则电流为I＝＝，将n1＝5×1018个，n2＝1×1019个，e＝1.6×10－19C，t＝1s，代入解得I＝3.2A，故选D.二、电流的微观表达式如图3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为q.则：图3(1)导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t是多少？(2)导体AD内的自由电荷的总电荷量Q是多少？(3)这段导体上的电流是多大？答案(1)t＝(2)AD内的自由电荷总数N＝nlS总电荷量Q＝Nq＝nlSq(3)此导体上的电流I＝＝＝nqSv.电流的微观表达式I＝...
