《2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义+作业（人教版选修3-1）》2.1（讲义）电源和电流（原卷版）

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2.1 电源和电流
【基础知识梳理】
知识点 01 电源
1.电流的产生条件
如图 1 所示，
A
、
B
分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线
R
，导线
R
中自由电
子会在静电力的作用下定向移动，电子移动方向为
B
→
A
(选填“
A
→
B
”或“
B
→
A
”)，导线
中瞬间电流方向为
A
→
B
(选填“
A
→
B
”或“
B
→
A
”)，此种情况下，导线
R
中的电流只是瞬
时的。
图 1
2.电源
(1)从电荷移动的角度看：电源是通过非静电力不断地将负电荷从正极搬运到负极，从而维
持正、负极之间存在一定电势差的装置。
(2)从能量转化的角度看：搬运电荷的过程中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。
知识点 02 恒定电流
1.恒定电场
(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场称为恒定电场。
(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。
2.恒定电流
(1)定义：把大小、方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流。
(2)表达式：
I
＝。
(3)物理意义：表示电流强弱程度。
(4)单位：国际单位制中的单位是安培，简称安，符号是 A。常用的单位还有：毫安(mA)、
微安(μA)。1 A＝10 3
mA＝10 6
μA。
(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【补充】
1.如图 2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内通过细管某截面的正电荷为 q1，通过此截面的负电荷为 q2.[来源:学_科_网]
图2
(1)确定通过导电液体中电流的方向．[来源:Z+xx+k.Com]
(2)计算导电液体中电流的大小．
2.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.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？
【强调】电流的微观表达式 I＝nqvS
(1)从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数 n、每个自由电荷的电荷量
q、定向移动的速率大小 v，还与导体的横截面积 S有关．若已知单位长度的自由电荷数为
n，则电流的微观表达式为 I＝nqv.
(2)v表示电荷定向移动的速率．自由电荷在不停地 做无规则的热运动，其速率为热运动的
速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的．
【例题讲解】
一、对电源的理解
例 某移动电源上的“ ”标志，反映的物理量是（　　）
A．电能 B．电量
C．电功 D．电功率
【练】关于电源的作用，下列说法正确的是(　 　)
A．电源的作用是能 为电路持续地提供自由电荷
B．电 源的作用是使导体中形成电场
C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
D．电源的作用就是 使自由电荷运动起来
二、电流及其计算
例1下列关于电流的说法中，错误的是（ ）
A．我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
B．恒定电流是由恒定电场产生的
C．导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动
D．由 可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
例2 某导体中 2s 内有 6×1014 个电子通过某一横截面，则导体中电流大小为（　　）
A．9.6×10-5A B．3×10-5A
C．4.8×10-5A D．无法确定
例3 如图所示的电解槽接入电路后，在 t秒内有 n1个1价正离子通过溶液内截面 S，有 n2个
1价负离子通过溶液内截面 S，设 e为元电荷，以下说法正确的是（　　）
A．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 I＝
D．电流方向从 A→B，电流强度 I＝
【练1】（多选）关于电流的方向，下列说法正确的是（　　）
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
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