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五电流和电源1．理解电流产生的原因．2．知道正电荷的定向移动的方向是电流的方向．3．理解电流的概念和定义式I＝Qt，并能进行有关的计算．4．了解电源和电动势的概念．一、电流1．定义：电荷的______________形成电流．2．形成电流的条件：导体两端有________．(1)导体是指有可移动的自由电荷的物体，如金属中存在________________、电解液中存在______________．(2)导体两端加上电压后，导体内就有了________，自由电荷在电场的作用下向___________运动，就形成了电流．定向移动电压自由电子正、负离子电场同一方向3．电流的方向：规定“________________的方向为电流的方向”．4．电流的大小：物理学中用通过导线横截面的电荷量Q与所用时间的比值描述电流的强弱，用I表示，I＝________，单位是安培，简称____，符号____．常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，且1mA＝________，1μA＝________.温馨提示电流既有大小，也有方向，但它在运算时仍采用代数法，是标量．正电荷定向移动Qt安A10－3A10－6A二、电源与电动势1．一个闭合电路由______、用电器和导线、开关构成．2．电源把其他形式的能转化为________，用电器把______转化为其他形式的能．电路实质就是一个能量的转化装置．3．电源没有接入电路时两极间的电压，是由__________的性质决定的，我们用电动势来描述这种特性．电动势的符号是____，单位是________，数值等于电源没接入电路时两极间的________．电源电能电能电源本身E伏特电压4．常用干电池不论型号大小，电动势约为____V，铅蓄电池电动势约为____V．可充电的镍氢电池的电动势约为________．温馨提示电动势与电压的单位相同，但两者有本质的区别．1.521.2V一、对电流的进一步理解1．电流的形成(1)要有能自由移动的电荷．在金属导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，都是自由电荷．(2)导体两端存在的电压．导体中有持续电流的条件：一是有电源，二是导体与电源连成闭合回路．2．电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，它与负电荷定向移动的方向相反．在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极．3．电流的计算(1)电流的定义：通过导体横截面的电荷量Q与所用时间t的比值，叫做电流．(2)公式：I＝Qt.①公式中Q是t时间内通过某一横截面的电荷量．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．③该公式只是定义式或量度式，I与Q及t无关．(3)电流是标量，其运算遵循代数运算法则．二、对电动势的理解1．电动势的概念电源两端的电压由电源本身的性质决定，同种电源两极间电压相同，不同种电源两极间电压不同，为了表征电源的这种特性，引入电动势的概念．电动势用符号E表示，单位是伏特(V)．2．电动势的数值电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压(电动势等于电源的开路电压)．3．电动势物理意义电动势是描述电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量．电流的理解例1如图1－5－1(1)所示的电解槽中，在3s内各有4.5C的正、负电荷通过面积为0.1m2的横截面AB，求：(1)在图中标出正、负电荷的定向移动方向及电解槽中的电流方向；(2)电解槽中的电流为多大？(1)解析(1)导体中的自由电荷是在静电力作用下做定向移动的，知道了两极板电势的高低，可确定电解槽中的电场方向向右，可知电解槽中正电荷向右、负电荷向左做定向移动，由于电流方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，可知电解槽中电流图1－5－1方向向右．如右图1－5－1(2)．(2)(2)因为电解槽中电流是正、负电荷沿相反方向定向移动形成的，而正、负电荷沿相反方向定向移动形成的电流方向相同．所以电解槽中电流大小为I′＝|Q1|＋|Q2|t＝4.5＋4.53A＝3A.答案(1)正电荷向右、负电荷向左，电流方向向右(2)3A借题发挥关于电流的确定需注意：(1)电流的方向为正电荷定向运动的方向或负电荷定向运动的反方向．闭合电路中电源外电流从电源正极指向负极，电源内电流从电源负极指向正极．(2)电流大小为I＝Qt或I＝UR.I＝Qt中的Q为通过导体截面的电荷量，若既有正电荷又有负电荷反向通过，则Q为正、负电荷电荷量的绝对值之和；I＝UR中U为电阻R两端的电压．1．(2019年玉溪名校月考)关于电流的说法中正确的是()A．电流的方向都是由正极流向负极B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位【答案】D【解析】在电源的外部，电流的方向由正极流向负极，在电源的内部，电流的方向由负极流向正极，故A错误；恒定电流的电流大小和方向都不随时间变化，而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，只能说明大小相等，不能说明方向也不变，故B错误；电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故C错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确．电动势的理解例2下列说法中正确的是()A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B．电源的电动势在数值上等于两极间的电压C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高解析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，而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对．当电源开路时，电源两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外＝0，这时路端电压为零，所以B、D选项错．故答案为C.答案C借题发挥电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能本领大小的一个量，是电源特有的物理量．电压是电场中两点的电势之差，又叫电势差，两者有本质上的区别．电源未接入电路时两极间的电压数值上等于电源的电动势．2．(2019年深圳名校检测)关于电源电动势的说法，正确的是()A．电源的电动势大小等于路端电压B．电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，电源电动势一定不变D．一节新电池的电动势都是1.5V【答案】C【解析】电源电动势大小等于外电路断路时的路端电压，故A错误；电源电动势的大小由电源中非静电力的性质决定的，跟外电路无关，故B错误，C正确；我们常用的干电池的电动势为1.5V，但不一定都是，故D错误．1．(2019年北京学业考试)电荷在导体中定向移动形成电流．一段导体中的电流是2.0A，在30s内通过这段导体横截面的电荷量是()A．20CB．40CC．60CD．80C【答案】C【解析】在30s内通过这段导体横截面的电荷量为q＝It＝2.0×30C＝60C．故C正确，A、B、D错误．电流的理解2．(2019年长沙名校检测)一段东西方向放置的横截面积为0.05cm2的导电材料中，每秒内有0.4C正电荷向东移动，有0.6C负电荷向西移动，则电流大小和方向是()A．0.4A，向东B．0.2A，向西C．0.6A，向西D．1A，向东【答案】D【解析】电流的定义式是I＝qt，在导电材料中，q指正负电荷绝对值的和，所以I＝0.4＋0.61A＝1A，方向与正电荷定向移动的方向相同，即向东．故D正确，A、B、C错误．3．常用的手电筒是两节干电池串联作为电源的，与之相匹配的小灯泡的规格应是下面的哪一个(以下所示数据为灯泡的额定电压)()A．3VB．1.5VC．2.5VD．3.8V【答案】C【解析】两节干电池串联后总电动势为3V，用它给小灯泡供电，输出电压应略小于3V，C正确．电动势的理解4．下列关于电源及内外电路的说法中，正确的有()A．在内、外电路中，正电荷受电场力的方向都是从正极指向负极B．在内、外电路中，电流的方向都是从正极指向负极C．在内、外电路中，电荷在电场力作用下做定向移动形成电流D．电源本质上是一种能量转化装置【答案】AD【解析】电源的正极带正电、负极带负电，因此在内、外电路中，电场方向都是从正极指向负极，正电荷受电场力的方向也都是从正极指向负极，A选项正确；在外电路中，正电荷在电场力作用下从正极向负极定向移动，在内电路中，是非电场力克服电场力做功，将正电荷从负极搬运到正极，B、C选项错误；电源内部非静电力搬运电荷使两极间保持一定电势差，但本质上是非静电力做功将其他形式的能转化为电能，D选项正确．