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第五节电流和电源第一章电场电流第一章电场电流1.知道电流的定义和电流的方向是如何规定的．(难点)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．(重点＋难点)一、电流1．电荷的______移动形成电流．2．形成条件(1)有大量的__________；(2)导体两端存在______．3．方向：习惯上规定________定向移动的方向为电流的方向．在电源外部的电路中，电流从电源的____极流向____极．定向自由电荷电压正电荷正负4．定义：用通过导线横截面积的电荷量Q与所用时间t的比值来描述电流的强弱．5．公式：________．6．单位：安培；符号：____，1mA＝10－3A，1μA＝10－6A.I＝QtA电流有方向是矢量吗？提示：不是．电流虽然有方向但其合成法则仍遵守代数和运算，不遵守平行四边形定则运算，因此是标量．二、电源和电动势1．闭合电路的构成：一个闭合电路由______、用电器和______、导线构成．2．电源的种类：电源的种类比较多，干电池、蓄电池、发电机等都是电源．3．电源在电路中的作用：保持导体上的电压，使导体中有______的电流．电源开关持续4．电动势(1)电源电动势的大小等于电源______________时两极间的电压．(2)常用干电池的电动势是____V，铅蓄电池的电动势是2V.(3)电源的电动势是由电源本身的性质决定的．它表征了电源把____________能转化为____能的本领大小．没有接入电路1.5其他形式的电电流的形成和方向1．自由电荷做定向移动的原因把导体的两端分别接在电源的两极上，导体两端有了电压，这时导体中就有了电场，导体中的自由电荷就要在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．2．电流的方向在物理学上习惯把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向．在金属导体中能定向移动的是电子，正电荷并不能定向移动，电子定向移动的方向与电流的方向相反．在电解液导电时，定向移动的既有正离子，又有负离子，正离子定向移动的方向与电流的方向相同，而负离子定向移动的方向与电流的方向相反．导体没有外加电场时，自由电子都在不停地做无规则运动，运动是杂乱无章的．关于电流，下列叙述正确的是()A．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B．电源的作用可以使电路中有持续电流C．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D．只要将电源连接到物体两端，物体中就会有电流[思路点拨]本题应从电流的形成条件考虑，并注意自由电荷定向移动不是电荷的热运动．[解析]导体中形成电流的两个必备条件是：①有可以自由移动的电荷；②有维持电荷做定向移动的电场．电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现了稳定的电场，导体中就有了持续的电流，选项A错误，B正确；当没有电源时，导体内部电荷做着无规则的热运动，只是没有定向移动，C选项错误，当导体加到绝缘体两端时，物体中并不会形成电流，选项D错误．[答案]B1．(多选)关于电流的概念，下列说法中正确的是()A．导体中有电荷运动就形成电流B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零解析：选CD.导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D正确．对I＝Q/t的理解1．“横截面”并非“单位横截面”．2．I＝Qt为电流的定义式，不能认为I与Q成正比，与t成反比．3．电流为标量，其运算遵循代数运算法则．在利用I＝Q/t计算电解质中电流的大小时，此时的Q应为定向移动的正、负离子所带电量的绝对值的和，即Q＝|Q1|＋|Q2|，用此公式计算出的电流是t时间内的平均值．如图所示的氯化钠溶液中，钠离子向右运动，氯离子向左运动，在1s内钠离子和氯离子流过某横截面的个数均为1×1017个，问在此电解质溶液中电流的方向如何？电流的大小是多少？[思路点拨]电解液中的电流是由正、负离子向相反方向运动形成的，它们各自形成的电流方向是相同的，因此应用I＝Qt计算电流时，Q应为|＋Q|＋|－Q|.[解析]由题意可知，形成电流的电荷有两种：钠离子和氯离子．由图示的电极可知，电流的方向向右，即为钠离子移动的方向．电流的大小由电流的定义式I＝Q/t求得．因Q＝|QNa|＋|QCl|，所以I＝Qt＝|QNa|＋|QCl|t＝2net＝2×1×1017×1.6×10－191A＝3.2×10－2A.[答案]方向向右3.2×10－2A在本题中要用公式I＝Qt计算，但是其中的电荷量Q容易误认为是只有正电荷或负电荷的电荷量，或误认为正、负电荷的电荷量相互抵消．2．雷雨天时，在旷野之中要谨防雷电，雷雨来时不要用手机和电脑，在家中应把家用电器断电．这是因为闪电形成的电流很强，会对电器造成损坏．某闪电持续的时间约为0.005s，所形成的平均电流约为6×104A.若闪电中流动的电荷量提供给额定电流为0.5A的电灯，可供照明的时间是多长？解析：该闪电过程中流动的电荷量Q＝It＝6×104×0.005C＝300C对I额＝0.5A的电灯，可供照明的时间是t′＝QI额＝3000.5s＝600s.答案：600s电源和电流在实际生活中的应用随着中国信息业的发展，手机电池也越来越多，下面是一块手机电池标签的部分信息．由此可以判断电池的电动势和待机状态下的平均工作电流分别是多少？锂离子电池适配：BL－528M型号：G3188LB550电压：3.7V容量：700mAh充电限制电压：4.2V执行标准：GB/T18287－2000待机时间：48小时[审题指导]看懂电池标注的信息，理解相关的物理量是解决本题的关键．[解析]这是日常生活中常见的手机电池标注的信息，一般情况下，我们都不会注意这些，其实上面的信息很全面，它清楚地表明了充电限制电压是4.2V，即充电时不能超过4.2V，电池工作时提供的电压是3.7V，即电池电动势是3.7V；电池的容量是700mAh，待机时间是48小时．由此可知待机状态下的工作电流为I＝qt＝700mA·h48h≈14.58mA.[答案]3.7V14.58mA(1)误认为电源的电动势就是电压，电动势是由电源性质决定的，表示电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，而电压加在导体两端，是将电能转化为其他形式能．(2)误认为在电路中电动势等于电压，实际上电路分为内电路和外电路，电动势等于内、外电压的和，只有外电路断开时，电动势才等于外电路的电压，也就是我们通常说的电压．