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第十一章 电路及其应用
第1节　电源和电流
学习目标
1．了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。
2．理解电流的定义和定义式，知道电流的单位和方向的规定。
3．知道恒定电流的概念。
预习案
知识点一 电源
1．定义：如图所示，能把 从A搬运到B的装置。其中A、B为电源的两个 。
2．作用：使电路中的电流能够 存在。
知识点二 恒定电流
1．恒定电场：稳定分布的电荷所产生的____的电场。
2．自由电荷定向运动的平均速率特点：在恒定电场的作用下，自由电荷 运动，在运动中与导体内不动的粒子不断 ，阻碍了自由电荷的定向运动，结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随 变化。
3．定义：大小、方向都不随 变化的电流。
4．电流
(1)物理意义：描述电流 的物理量。
(2)表达式：I＝　 　。
(3)方向规定：把 定向移动的方向规定为电流的方向。
(4)单位：在国际单位制中，电流的单位是____，简称____，符号是　　，常用的电流单位还有：毫安(mA)和微安(μA)，它们与安培的关系是：1 mA＝10－3A、1μA＝10－6A。
（5）电流的微观表达：I＝　 　
自学自测
1．判断：只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流．（ ）
2．判断：通过导体横截面的电荷量越多,电流越大．（ ）
3．判断：导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动（ ）
4．判断：只要将电源连接到物体两端，物体中就会有电流．（ ）
探究案
探究1 电流的计算
金属导体中的电流
金属导体中的自由电荷只有 ，运用I= 计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
电解液中的电流
电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I= 计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。
环形电流
环形电流的计算采用等效的观点分析。所谓的等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流。利用求等效电流。
例1 一太阳能电池对一用电器供电时，在1min时间内，通过该用电器的电荷量为1.2C，则通过用电器的电流为（ ）
A.10mA B.20mA C.40mA D.1.2A
例2 某电解池中，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1 m2的某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)
A．0 B．0.8 A　 　 　C．1.6 A　 　D．3.2 A
例3 我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，在整个环中运行的电子数目为5×1011个，设电子的运行速度是3×107 m/s，则环中的电流是(　　)
A．10 mA B．1 mA C．0.1 mA D．0.01 mA
探究2 电流的微观表达式
如图设导体的横截面积为 S ，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子定向移动的平均速率为v电子电荷量为 e。
解：时间 t 内通过横截面的电荷量 q＝ne（Svt）。
根据电流的公式 I＝q/t，得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系：I=neSV
例1 铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为(　　)
A.光速c　　　B.　　　　C.　　　D.
总结感悟：
检测案
1．以下说法正确的是（　　）
A．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
B．导体中没有电流，就说明导体内部的电荷没有移动
C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
2.雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击雷”。若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为8C，雷击时放电时间为200μs，则此次雷击时的平均电流为（　　）
A．0.04A B．4×104A C．0.08A D．8×104A
3．在一段导体两端加上电压，已知在10s内通过此导体横截面的电荷量是4C，则通过这段导体的电流是（　　）
A．40A B．2.5A C．0.4A D．14A

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