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＝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)． 1 A＝10 mA；1 A＝10 μA. 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＝是电流的定义式，不能说I与q成正比，与t成反比．
4．用I＝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＝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．
3
6
qtqtqtqt
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＝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＝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＝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．
qtqtqt——————————(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2 s内分别有×10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)2 s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流向和Cl都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝×10
＋
－
＋
－
－19
＋
＋
－
18
＋
－
C，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＝＝
qq1＋q2
tt＝错误! A＝ A.[答案]由A流向B A
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．0 B．2ne/t C．3ne/t D．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
q4ne据电流的定义可知探测器电路中的电流为I＝＝，故选项D正确．
tt3. 电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )
A．1 500个 B．×10个 C．×10个 D．×10个 [解析] q＝It，n＝＝＝×10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．
19
21
20
qItee21
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，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I＝求解等效电流．
qt——————————(自选例题，启
迪思维)
1.已知电子的电荷量为e，质量为m.氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少
[思路探究] 电子绕原子核运动，一个周期T内电子过某截面一次，等效电流由I＝求出．
[解析] 在电子运动轨道上取一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个横截面的
eTqeke24π22πr电荷量q＝e，则有I＝＝.再由库仑力提供向心力，有2＝m2r，得T＝
tTrTee2kmre2 kmr得I＝ 2.[答案] 2
2πrm2πrmmr.解k2.(2015·福建宁德一中高二检测)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应满足( )
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 [解析] 截取圆环的任一截面S，如图所示，在橡胶圆环运动一周
qQ2π
的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为Q，则有：I＝＝，又 T＝，
tTω
第二章第一节电源和电流
