《高中物理同步备课学案（2019人教版必修第三册）》第十一章 第一节 电源和电流

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第十一章　电路及其应用
第 1 节　电源和电流
知识点归纳
知识点一、电源
1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置。
2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差。(2)使电路中的电流能够持续存在。
3．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：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，其场强
沿导线的方向，如图所示。虽然这些电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以
电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不随时间变化。
(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。
知识点二、电流
1．电流的形成及电源
(1)电流形成：电荷的定向移动形成电流。
(2)形成电流条件：
① 物体内部存在大量自由电荷；
② 导体两端存在电势差。
(3)电源：
① 维持电路两端有一定的电势差。
② 在闭合电路中，使导线中的自由电子发生定向移动，保持导体内有持续的电流。
2．恒定电流：
(1)恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。
(2)电流定义：单位时间内通过导体某横截面的电荷量。
(3)公式表达：I＝。
(4)单位：安培，符号 A。常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。1 mA＝10－3 A,1
1
μA＝10－6A。
(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向，或负电荷定向移动的反方向。
(6)意义：表示电流强弱的物理量。
知识点三、电流的微观表达式
1．推导过程
(1)题设：如图所示，AB 表示粗细均匀的一段导体，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，
设导体的长度为 L，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。
(2)推导：导体 AB 中的自由电荷总数：N＝nLS
总电荷量：Q＝Nq＝nLSq
所有这些电荷都通过横截面所需要的时间：t＝
导体 AB 中电流为 I＝＝＝nqSv。
(3)结论：
电流的微观表达式为 I＝nqSv
2．I＝nqSv与I＝的区别
I＝nqSv是电流的决定式，即电流的大小由 n、q、S、v共同决定，其中 q是单个自由
电荷的电荷量；而 I＝是电流的定义式，其中 q是通过导体横截面的电荷量(不是通过单位
横截面积的电荷量)。
典例分析
一、电流的定义
例1 已知电子的电荷量为 e，质量为 m，氢原子的核外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？
解析　所谓等效电流，就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成
是持续运动时所形成的电流，根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小．
截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间 T内，通过这个截面的电荷量
q＝e.则有：I＝＝
2
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