3.1 电流 学案 (2)

3.1
电流
学案2
【学习目标】　
1.理解电流的形成过程。
2.知道电流的方向和速度。
3.明确形成电流的条件
4.掌握计算电流的大小并灵活运用公式。
【学习重点】　
掌握计算电流的大小并灵活运用公式
【知识要点】　
1．导线中的电场的形成
导线本身由许多带电粒子组成，当它和电源连接后，在电源两极的正、负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及导线的接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外地电场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向。
2．恒定电流
（1）定义：
、
都不随时间变化的电流。
大小
方向
（2）电流：表示电流强弱程度的物理量。
（3）单位：安培，符号（A），其他单位：毫安（mA）、微安(μA)，且1A
=
103mA
=
106μA
4．公式：q
=
It，I表示电流，q表示在时间t通过导体横截面积的电荷量。
变形公式：I
=
q/t。
注：①电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
②金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
③电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时I
=
q/中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
④电流强度虽有大小和方向，但不是矢量，而是标量。
⑤q
=
It是求电荷量的重要公式，其变形公式I
=
q/t求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等。
【典型例题】　
例1
关于电流，以下说法正确的是（
）
A．通过截面的电荷量的多少就是电流的大小
B．电流的方向就是电荷的定向移动方向
C．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流
D．导体两端没有电压就不能形成电流
解析：根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A项错。规定正电荷定向移动方向为电流方向，知B项错。自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错，D对。
答案：D
总结：正确地理解概念，才是学好物理的关键。
例2
在电解液中，若5s内沿相反方向通过面积为0.5m2的横截面的正负离子电荷量均为5C，则电解液中的电流是多大？
解：通过横截面得电荷量q为正、负离子的电荷量绝对值之和，即q
=
5C×2
=
10C，由公式I
=
q/t
=
2A。
答案：2A
总结
①误认为I
=
q/t中的q为通过单位面积的电荷量，实际上q与横截面的面积大小无关.
②将电解液导电等同于金属导体导电，误认为电荷量q
=
5C．
例3
一段长为l粗细均匀的导体，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υ，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，每个自由电荷的电荷量为q。试推导导体中的自由电荷数为N
=
nlS，
总电荷量Q
=
Nq
=
nlSq，
所有这些电荷都通过横截面所需时间t
=
l/υ。
根据公式I
=
q/t可得I
=
Q/t
=
nqυS。
由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动的速度，还与导体的横截面积有关。
【反思】
收获
疑问
【达标训练】　
某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（
D
）
A．0A
B．0.8A
C．1.6A
D．3.2A
铜的原子量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（
D
）
A．光速c
B．I/neS
C．I/neSm
D．mI/nes
下列叙述中正确的是（
BD
）
A．导体中电荷运动就形成电流
B．国际单位制中电流的单位是安
C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的
D．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零
满足下面哪一个条件，就产生电流（
BD
）
A．有自由电子
B．导体两端有电势差
C．任何物体两端有电压
D．导体两端有恒定电压
如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设基元电荷为e，以下解释中正确的是（
D
）
A．正离子定向移动形成电流方向从AB，负离子定向移动形成电流方向从BA
B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流
抵消
C．溶液内电流方向从A到B，电流强度
I
=
ne/t
D．溶液内电流方向从B到A，电流强度
I
=
(n1
+
n2)e/t
某电解池，如果1s钟内共有51018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流强度是（
D
）
A．0A
B．0.8A
C．1.6A
D．3.2A
一电子沿一圆圈顺时针高速转动，周期为10
-
10s，则等效电流大小为
A，方向为
（填顺时针或逆时针）
1.610
-
9A
逆时针
在10s内，通过某金属导体横截面的电荷量为16C，求导体中的电流强度和每秒钟通过导体横截面的自由电子数。
I
=
1.6A，n
=
1019个
A
B
A
B