1、1第 1 节 电源和电流一、电源和恒定电场1电源的概念电源就是把 从正极搬迁到负极的装置。从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为 的装置。2电源的作用保持导体两端的 （电压），使电路有持续的电流。3导线内的电场有电源的电路中，导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的 共同形成的。详尽的分析说明：尽管这些电荷也在运动，有的流走了，但是另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的，故称 。4恒定电场由稳定分布的电荷所产生的 电场称为恒定电场。二、电流及其微观表达式1电流通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用的时间的 。2电流的定义式 。3电流的单位安（安培
2、）， 。1 mA= A，1 A= A。自由电子 电能 电势差 电荷 恒定电场 稳定的电荷量 比值 A 10-3 10-6电流的微观表达式2取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为 v。设想在导体中取两个横截面 B 和 C，横截面积为 S，导体中每单位体积的自由电荷数为 n，每个自由电荷带的电荷量为 q，则在时间 t 内处于相距为 vt 的两截面 B、 C 间的所有自由电荷将通过截面 C。体积为 V=vtS电荷数为 N=nV总电荷量为 Q=nVq=nvtSq电流为 I=Q/t=nvqS此即电流的微观表达式。【例题】如图所示是静电除尘器示意图， A 接高压电
3、源正极， B 接高压电源的负极， AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极 A 的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电吸附到正极 A 上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附 n mol 电子，每昼夜除尘的质量为 m，计算高压电源的电流 I（电子电荷量设为 e，阿伏伽德罗常数为 NA，一昼夜时间为 t）。参考答案：试题解析：根据电流定义式，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量 Q，就可以求出电流。由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量为总电荷量的一半。， ， ， 。3规律总结：1当正、负电荷同时参与导电时，电流定义式中的电荷量是正、负电荷的电荷
4、量的绝对值之和；2电流与横截面积结无关，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；3等效思想：将电荷的绕核运动等效为电荷沿着一个环形导体定向运动，从而形成环形电流，再结合电流的定义式求解。1关于电流，下列说法中正确的是A通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B电流的方向就是自由电荷定向移动的方向C单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D因为电流有方向，所以电流是矢量2（2018广西柳州高级中学高三冲刺模拟）下列关于电流的说法中正确的是A导体棒中电子运动的速率越大，电流越大B单位时间内通过导体横载面的电荷量越多，导体中的电流越大C因为电流既有大小也有方向，所以是矢量D闭合回路的导体
5、做切割磁感线的运动就一定有感应电流3（2018江西省九江市第三中学高二专项检测）一根横截面积为 S 的铜导线，通过电流为 I。已经知道铜的密度为 ，铜的摩尔质量为 M，电子电荷量为 e，阿佛加德罗常数为 NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为A B C D4某根导线中的电流为 1.6 A，则在 0.5 s 内通过这根导线某一横截面的电荷量为A0.8 C B1.2 CC0.8 K D1.2 K5（2018福建省厦门市高二质量检测）关于电源和电流，下述说法正确的是A电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压4B由公式 可知，导体的电阻与通过它的电流成反比C从能
6、量转化的角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置D闭合日光灯开关，日光灯立刻就亮了，这表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速6（2018内蒙古太仆寺旗宝昌一中高二期末考试）导体中的电流是 5 A，那么在 3.2 s 内通过导体的横截面定向移动电荷量为 q，相当于有 n 个电子通过该截面，则下列正确的是A q=1.610-5 C； n=1014个B q=1.610-2 C； n=1017个C q=1.610-5 C； n=1015个D q=1.610-2 C； n=1014 个7飞机在 空 中 飞 行 时 ， 其 表 面 因 不 断 与 空 气 摩 擦 而 带 电 。 某 次 飞 行 中
7、， 飞 机 0.5 s 内带电荷量增加约 17 C，此过程中形成的电流约为A34 mA B34AC8.5 mA D8.5 A8（2018北京四中高二期末考试）若通过一段导体的电流是 2 A，则 1 分钟内通过该导体某截面的电量为A2 C B0.5 C C120 C D200 C9如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积 S 铝 =2S 铜 ，在铜导线上取一截面 A，在铝导线上取一截面 B，若在 1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是A IA=IB B IA=2IBC IB=2IA D不能确定10（2018湖南省邵阳市第二中学高二期末考试）
8、有关电流的下列说法正确的是A因为电流有方向，因而电流是矢量5B由 I=q/t 知， I 与 q 成正比，与通电时间 成反比C金属导体里面电流的方向和自由电子定向移动的方向相同D单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大11如图所示的电解液接入电路后，在 t s 内有 n1个一价正离子通过溶液内截面 S，有 n2个二价负离子通过溶液内截面 S，设 e 为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是A当 n1=n2时，电流大小为零B当 n1n2时，电流方向由 A 指向 B，电流C当 n1n2时，电流方向由 B 指向 A，电流D电流方向由 A 指向 B，电流12有甲、乙两导体，甲的横截面
9、积是乙的两倍，而乙在单位时间内通过导体截面的电荷量是甲的 2 倍，以下说法中正确的是A甲、乙两导体中的电流相同B乙导体中的电流是甲导体的 2 倍C乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的 2 倍D甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等13（2018湖南省湖南师大附中炎德英才大联考高三模拟）半径为 a 的金属球远离其它一切物体，通过阻值为 R 的电阻与大地相连。电子束从远处射向小球，各物理量达稳定状态后每秒钟有 n 个电子以速度 v 不断地落到球上，电子的质量为 m，电荷量为 e，那么以下结论正确的是A小球的电势为- neRB通过电阻的电流为 ne，且从金属球流向大地6C电阻上的电熟功率为
10、 P= ，小球所带电荷量是不为零的一个定值D金属球单位时间内释放的热量为 Q=1C【解析】根据公式 可知通过导体横截面的电荷量越多，有可能所用的时间也较长，电流不一定大，根据定义式可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大，A 错误，C 正确；电流的方向和正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动电荷相反，B 错误；电流是标量，没有正负方向，D 错误。2B【解析】由电流的微观表达式： I=nesv，可知 v 大，不一定电流就大，故 A 错误；由电流定义式 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量多，导体中的电流就大，故 B 正确；电流有方向，但电流的计算不适用于平行四边形定则，电
11、流为标量；故 C 错误；闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，而闭合电路中的磁通量不一定变化，闭合电路中就不一定会有感应电流，故 D 错误。3A【解析】设自由电子定向移动的速率为 v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为 t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为： ， t 时间内通过导体截面的电荷量为： q=ne，则电流强度为： 得： ，故选 A。4A【解析】电流为 1.6 A，时间为 0.5 s，故电荷量 ，故选项 A 正确。【名师点睛】已知电流的大小和通电时间，根据公式 可求导体中的电荷量。5C【解析】电源正负极之间的电压称为路端电压，当外
12、电路接通时，路端电压小于电源7的电动势，故 A 错误；公式 是电阻的定义式，与电阻两端的电压以及通过它的电流都无关，故 B 错误；从能量转化的角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，故 C 正确；闭合日光灯开关，日光灯立刻就亮了，是由于导线中电场传播的速度接近光速，而不是自由电荷定向运动的速率接近光速，故 D 错误。6A【解析】根据电流的定义式 得 3.2 s 内通过导体横截面的电荷量为：，通过该截面的电子的个数为： 个，故 A 正确，BCD 错误。7B【解析】根据 ，则 ，故选 B。8C【解析】根据 q=It 可知 q=260 C=120 C，故选 C。9A【解析】根据公式 I= 可得
13、， I 的大小与横截面积的大小无关，主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少，选项 A 正确。10D【解析】电流的方向是电荷移动的方向，但电流这个物理量描述电流的强弱，是标量。故 A 错误。电流的定义 ，是比值定义法，电流与电荷量不成正比，与时间不成反比，故 B 错误。电流的方向为正电荷的定向移动方向，故金属导体里面电流的方向和自由电子定向移动的方向相反，故 C 错误。根据电流的定义 ，得 q=It，则单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大，故 D 正确。故选 D。11D【解析】由题意可知，流过溶液截面上的电荷量 ，则电流，方向与正电荷的定向移动方向相同，故选 D。12B【解析】根据 可知，因为乙在单位时间内通过导体截面的电荷量是甲的 2 倍，故乙导体中的电流是甲导体的 2 倍，选项 B 正确，A 错误；根据 I=nqSv，因两导体中单位体积的电荷数 n 不能确定，故无法比较两导体中自由电荷定向移动的速度大小，8选项 CD 错误；故选 B。13AD【解析】因为通过电阻的电流为 ne，从大地流向金属球，所以电阻两端的电压为 U=neR，小球的电势为 =neR，所以 A 正确，B 错误。电阻的发热功率为 P=I2R=(ne)2R，所以 C 错误。D、金属球单位时间的发热量(非弹性碰撞、电流等因素)为，所以 D 正确。
