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1.电源和电流
宁冰霜
人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。
无论在自然界还是在生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？
目标
01
02
03
知道电源形成的条件、电源的作用
会用公式I=q/t和I=nqSv分析有关问题
知道恒定电场、恒定电流
雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光。这是为什么呢？
思考
闪
电
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“闪电”是一个短暂的放电电流
手电筒
电池可以给小灯泡提供一个持续的电流
连通器
由于水位差，水开始流动
当两边水位相等时，水停止流动
抽水机
抽水机做功，使水克服重力上升，形成流动回路
如果让电荷也能在电路中持续运动，必须也需要一个“抽水机”---电源
电
源
电
源
电
源
一、电源
1.定义：
能把自由电子从A端（正极）搬运到B端（负极）的装置
2.作用：
a.在电路中形成一个电场，使得自由电子发生定向移动（电流），即在电路两端产生电势差（电压）
b.搬运电荷的过程是克服静电力做功的过程，是将其它形式的能转化为电能的过程
三、电流形成的条件
1.闭合回路
2.有自由电子
3.存在电势差（有电源）
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A
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B
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P
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正极
负极
二、电流
1.定义：
自由电荷定向移动形成电流
2.方向：
规定正电荷定向移动的方向为电流方向
电源
注意：电流有方向，但不是矢量，是标量。
电
源
例1.现代社会离不开电源，电子表、照相机、手机、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源。以下关于电源的说法正确的是（
）
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D.电源实质上是一个用电器，也需要外界提供能量
解析：电源的作用有在电路两端产生电势差；将其它形式的能转化为电能
答：B
例2.关于电流，下列说法正确的是（
）
A.电流的方向就是电荷移动的方向
B.在直流电源的外电路上，电流方向是从电源的正极流向负极
C.电流都是由自由电子的移动形成的
D.电流是有方向的量，所以是矢量
解析：正电荷定向移动的方向为电流方向；在外电路上，电流是从电源正极流向负极，内电路中，电流是从负极流向正极；电流是自由电荷定向移动形成的；电流虽然有方向，但并不是矢量。
答：B
恒定电流
思考：为什么自由电荷在电路中能够定向移动
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A
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B
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P
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正极
负极
电源
分析：电源、导线等电路元件中的电荷会在电路中形成电场，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流。
注意：1.由于电路中的电场是由运动电荷形成的，所以这个电场不是静电场。
2.虽然电荷在不断的运动，但是电荷的分布是稳定的，不随时间变化，所以电场的分布也不随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
3.虽然恒定电场不是静电场，但是任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。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。
4.虽然恒定电场的场强处处相等，但由于导线内部的电场方向沿导线的切线方向，所以恒定电场并不是匀强电场。
在恒定电场中形成的电流的大小、方向都不随时间变化，这种电流称为恒定电流。
恒定电流
电流的定义式
恒定电流
1.电流：
指单位时间内通过导体横截面的电荷量，是表示电流强弱的物理量，用字母I表示
2.公式：
4.方向：
电流是标量，但是有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流方向（金属导体中是自由电子定向移动形成电流；电解液中是正负离子定向移动形成电流）
3.单位：
电流的国际单位是安培，简称安，符号为A。它是国际单位制中的七个基本单位之一。常用单位还有毫安（mA）、微安（μA），且1A=103mA=106μA
例3.某电解液中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是（
）
A.0
B.0.8A
C.1.6A
D.3.2A
解析：电流由正、负离子定向移动形成，则在2s内通过横截面的总电荷量为正、负离子电荷量之和。由电流的定义是I=q/t可得I=3.2A。
恒定电流
电流的微观表达式
恒定电流
电流的微观表达式：
例4.（多选）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（
）
A.nvSΔt
B.nvΔt
C.IΔt/e
D.IΔt/Se
解析：利用电流的定义式和决定式求解。
其中n为导体单位体积内的自由电荷数；q为自由电荷的电荷量；S为导体的横截面积；v为自由电荷定向移动的速率
注意：1.在同一电路中，电流处处相等，与横截面积大小没有关系。
2.同一电路中，导体横截面积不同时，自由电荷定向移动速率与横截面积成反比。
随堂练习
练1.（多选）对电源的认识，下列说法正确的是（
）
A.电源是为电路提供自由电荷的装置
B.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差
C.电源的作用是使绝缘体变成导体
D.电源使导体中的自由电子发生定向移动
练2.关于电流，下列说法正确的是（
）
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流
B.把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
C.金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同
D.方向不变的电流叫恒定电流
随堂练习
练3.在10s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2C，向左迁移的负离子所带电荷量为3C，那么电解槽中电流大小是（
）
A.0.1A
B.0.2A
C.0.3A
D.0.5A
练4.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是（
）
A.1500个
B.9.375×1019个
C.9.375×1021个
D.9.375×1020个
本节小结
1.电流的形成
（1）形成原因：电荷的定向移动
（2）形成条件：导体两端有电压
（3）电路中产生持续电流的条件：有电源且电路闭合
2.电流的方向
规定正电荷定向移动的方向为电流方向
3.电流的大小
（1）定义式：I=q/t
（2）微观表达式：I=nqSv
电源和电流
---TEH
END---
