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五、电流和电源情景导入学习目标预览如图所示的干电池和手机电池，它们分别标有“1.5V”和“3.7V”的字样．这些数值代表什么？它表示电池的何种特性？1.了解电流的微观机理及其定义式，知道电流的方向是如何规定的．2.了解电源的发明对人类的生活产生的巨大影响．3.了解电源在电路中的作用．了解电动势的概念和单位，了解常见电池的电动势的大小.01课前自主梳理02课堂合作探究03课后巩固提升[课时作业]一、电流1．电荷的定向移动形成电流．2．形成电流的条件(1)有．(2)导体两端存在．(3)电流的方向：习惯上规定定向移动的方向为电流的方向．自由电荷电压正电荷3．电流(1)物理意义：电流是描述的物理量．(2)定义：通过导线横截面的与作用的比值叫作电流．(3)公式：.(4)单位：在国际单位制中，电流的单位是，符号是.电流的强弱电荷量时间I＝Qt安培A[判断](1)通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小．()(2)电流的方向就是电荷定向移动的方向．()(3)在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流．()×××二、电源和电动势1．电源在电路中的作用是保持导体两端的，使导体中有持续的电流．2．电源是把其他形式的能转化为的装置．3．电动势(1)电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的．(2)电源的电动势是由的性质决定的．它表征了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小．(3)符号及单位：电动势的符号是，单位与电压的单位相同，也是．电压电能电压电源本身E伏特[思考]电动势和电势差的单位都是伏特，它们是相同的物理量吗？从能量转化的角度看，两者有何区别？提示：不是．电动势是描述电源把其他形式能量转化为电能本领大小的物理量，而电势差是描述电场把电能转化为其他形式能量本领大小的物理量.要点一对电流的理解1．电流形成实质(1)金属导体中定向移动的是带负电的自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．(2)在电解液中，导电时定向移动的电荷既有正离子又有负离子，它们同时向相反的方向移动形成电流，电流方向与正离子移动方向相同．2．电流有大小，又有方向，但不是矢量．3．公式I＝Qt(1)公式中Q是通过横截面的电荷量，而不是单位横截面的电荷量．(2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时，Q＝Q1＋Q2；异种电荷反向通过某一横截面时，Q＝|Q1|＋|Q2|，不能相互抵消．[例1]某电解液中，若在2s内各有1.0×1019个2价正离子和2.0×1019个1价负离子通过某横截面．那么通过这个横截面的电流是()A．0B．0.8AC．1.6AD．3.2A[思路点拨]解此题的关键是正确计算通过横截面的电荷量．[解析]电荷的定向移动形成电流，“＋”“－”电荷同时向相反的方向定向移动时，通过某横截面的电荷量应是两者电荷量绝对值的和．由题意可知，电流由正、负离子的定向运动形成，则在2s内通过横截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019C＋1.6×10－19×1×2.0×1019C＝6.4C．由电流的定义式知I＝qt＝6.42A＝3.2A，故正确答案为D.[答案]D(1)电解液导电时要注意是通过横截面的正负离子的情况，到达极板的电荷量和通过横截面的电荷量是不同的．(2)电流的方向为正电荷移动方向，负电荷移动的反方向．(3)计算电流时对于反向运动的正负电荷，电荷量应该是正负离子电荷量之和．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．电子的运动速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：由I＝qt知，q大，I不一定大，还要看t的大小，故A错．由I＝nqSv知，电子运动的速率v大，电流I不一定大，电流I还与n、S、q有关，另外电子无规则热运动时的速度很大，但不能形成电流，故B错．单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，C对．电流虽有方向，但不是矢量，D错．答案：C要点二对电源的理解1．电源的作用(1)从电荷移动角度看：电源的作用就是通过移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．(2)从能量转化的角度看：电源搬运电荷的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程．如化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳能电池把太阳能转化为电能．2．电动势(1)电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．电源的电动势大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大；电源的电动势小，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领小．(2)电动势是电源本身的属性．(3)电源的电动势取决于电源的结构，与外电路情况无关．[例2]关于电源，以下说法正确的是()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．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量[解析]本题考查对电源概念的理解．电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．因外电路中的自由电子在电场力的作用下向正极移动，故在电源内部，电源需要将正极上的电子搬运到负极，以维持电势差不变，故A错；从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B对；电路中有电流时，不仅需要电源，还需要电路是闭合的，故C错；电源是对电路提供能量的装置，故D错．[答案]B2．关于电源电动势，下列说法中正确的是()A．电源两极间的电压一定等于电源电动势B．电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势C．所有电源的电动势都是相同的D．2号干电池比5号干电池的电动势大解析：电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，故选项A错，选项B对；不同类型的电源电动势不同，而所有型号的干电池电动势都相同为1.5V，故选项C、D错误．答案：B[随堂训练]1．(多选)下列关于电流的说法中正确的是()A．只要导体中有电荷运动，就有电流B．导体中没有电流时，导体内的电荷是静止的C．金属导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的D．电流可能是由正电荷定向移动形成的，也可能是负电荷定向移动形成的解析：导体中电荷只有定向移动时才会有电流，A项错；导体中没有电流时，自由电荷仍会做无规则的热运动，B项错；电流是电荷的定向移动形成的，可能是正电荷的定向移动，也可以是负电荷的定向移动，但在金属导体中是自由电子导电，C、D项对．答案：CD2．关于公式I＝qt，下列说法中正确的是()A．式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量B．q表示通过导体单位横截面积的电荷量C．比值qt能表示电流的强弱D．此式表明电流大小跟通过导体横截面积的电荷量成正比，跟通电时间成反比解析：公式中的q表示在时间t内通过横截面的电荷量，D中I仅能用qt来计算，大小由电压和电阻决定．答案：C3．(多选)关于电源的作用，下列说法中正确的是()A．电源是能够提供持续电流的装置B．电源是能够提供电压的装置C．电源是把其他形式的能转化为电能的装置D．所有电源都是把化学能转化为电能的装置解析：电源在电路中的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，不同种类的电源把不同形式的能转化为电能．例如干电池是把化学能转化为电能，硅光电池是把光能转化为电能，水力发电机是把机械能转化为电能等．所以只有D项错．答案：ABC4．(多选)一节干电池的电动势为1.5V，蓄电池的电动势为2V，下列说法正确的是()A．在外电路断开时，干电池的路端电压为1.5VB．外电路闭合时，蓄电池的路端电压一定比干电池大C．在外电路闭合时，1秒内蓄电池提供的化学能一定比干电池多D．在外电路闭合时，电源内每通过1库电荷量，蓄电池提供的化学能一定比干电池多解析：本题考查的是对电源电动势的理解．电动势在数值上等于电源开路时两极间的电压，表示电源非静电力做功的本领，数值上等于把1C电荷由一极移动到另一极非静电力所做的功．答案：AD5．在某次闪电中，持续的时间约0.005s，所形成的平均电流约6×104A．若闪电过程中流动的电荷量以0.5A的电流通过电灯，可供灯照明多长时间？解析：根据闪电形成的平均电流I＝6×104A和持续时间t＝0.005s，由电流定义式得流动的电荷量为Q＝It＝6×104×0.005C＝300C所以可供灯泡的照明时间为t′＝QI′＝3000.5s＝600s.答案：600s