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第1节 电荷与电流
第2课时 电流
科学观念：知道电流的形成原因和方向的规定（正电荷定向移动的方向规定为电流方向）；认识电源是提供电能的装置、用电器是消耗电能的装置；理解金属导体中自由电子定向移动形成电流。
科学思维：通过与水流的形成进行类比，建构电流形成的模型；能运用电流方向的规定推理判断电路中电流的方向，发展类比推理与模型建构能力。
探究实践：通过观察静电放电、静电释放等现象，尝试运用电流的形成与方向知识解释生产生活中的相关实例，提高分析问题和解决问题的实践能力。
态度责任：了解静电放电在化工、油田等易燃易爆场所的危害，认识人体静电释放器等安全设施的科学原理，增强安全意识与社会责任感。
1．如图为金属导体中自由移动电荷的示意图，图中定向移动的是（　　）
A．自由电子 B．正电荷 C．分子 D．原子
2．电源可以使电荷定向移动形成持续电流。如图为电动玩具中电池的安装情况，当电动玩具工作时，电流方向标注正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图为通电电路中一段导线内的电荷分布示意图，●表示带正电的原子核，表示带负电的自由电子。关于导线中电荷的定向移动方向，正确的是（　　）
A．两种电荷都向左定向移动
B．两种电荷都向右定向移动
C．●向右做定向移动，向左做定向移动
D．●不做定向移动，向左做定向移动
4．雷雨天时，避雷针的尖端就能不断地、向空中释放电子，对此有以下说法正确的是（　　）
A．避雷针中没有电流 B．电流从大地流向尖端
C．电流从尖端流向大地 D．电流方向无法确定
5．下列关于电流的说法，正确的是（　　）
A．两个分别带正、负电荷的物体，用导线连接可以产生持续电流
B．电流的大小由通过导线某一截面的电量多少决定
C．当流过人体的电流达到一定大小时，会危及人的生命
D．电流的方向与电路中自由电子的定向移动方向相同
6．如图所示，用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时，金属球b也带上负电，则下列说法正确的是（　　）
A．a上的一些电子转移到b上，瞬时电流方向b→a
B．b上的一些电子转移到a上，瞬时电流方向a→b
C．b上的一些原子核转移到a上，瞬时电流方向b→a
D．a上的一些原子核转移到b上，瞬时电流方向a→b
7．如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过，此时容器就变成了一个电源，把小灯泡接入电路，闭合开关，小灯泡发光。则下列说法正确的是（　　）
A．通过小灯泡的电流方向是从b到a
B．该发电装置左边是电源的正极
C．该发电装置内部，只有负电荷在发生定向移动
D．该发电装置不做任何改变，可以一直工作下去
第7题图 第8题图
8．周末小明全家去开封自驾游。如图所示，中途加油时，小明观察到工作人员在加油前先用手按压加油机上的静电释放器来消除身上的静电。以下有关“除电”说法中，符合实际的是（　　）
A．静电释放器上的按钮应选用塑料制作，防止人触电
B．“除电”后，人体内就不会有电子了
C．人体与衣服摩擦时，电子发生转移
D．带正电荷的手接触静电释放器时，电流从静电释放器流向人手
9．安全生产重于一切。如图所示，是化工、油田等易燃易爆环境中需要安装的人体静电释放器，工作人员接触释放器上的防爆触摸球，这样就可以防止产生电火花发生危险。当人体与其他物体摩擦　　　　 （填“失去”或“得到”）电子，人体就会带负电荷，接触装置，则电流的方向是　　　　　　 （填“装置到人”或“人到装置”）。
10．如图，将一个铁质圆盘放在一个塑料瓶上，在盘中放入彩色的碎纸屑。然后用一个高压静电棒去接触圆盘，发现彩色的纸屑像礼花一样向上散开。纸屑和圆盘带有 　　　　 （填“同种”或“异种”）电荷；若静电棒带正电，当它接触圆盘时，　　　 （填“正”或“负”）电荷发生移动，电流方向为 　　　　　　　　　 （填“从圆盘到静电棒”或“从静电棒到圆盘”）。
11．如图所示，先用丝绸摩擦过的玻璃棒（带正电）接触验电器A，A的金属箔张开；再用金属棒同时接触验电器A和B的金属球（CD为绝缘绳），发现A的金属箔张角变小，B的金属箔张开。下列说法正确的是（　　）
A．最终验电器A和B带上异种电荷
B．丝绸束缚电子的本领比玻璃棒弱
C．金属棒连接A和B的瞬间，电流的方向由A到B
D．金属棒连接A和B的瞬间，金属棒中电子定向移动的方向由A到B
第11题图 第12题图
12．如图所示，将甲、乙两个金属半球壳合成一个球体，用一带正电的小球靠近乙球壳，并将两金属半球壳分开后撤走带电小球。如果用一根带绝缘皮的导线连接甲、乙两半球壳，则导线中（　　）
A．无电流通过，因两半球均不带电
B．无电流通过，因两半球带同种电荷
C．有瞬间电流通过，其方向由甲半球流向乙半球
D．有瞬时电流通过，其方向由乙半球流向甲半球
13．如图所示，加油站工作人员因与物体摩擦带负电，需进行静电清除，工作人员只需手摸静电消除杆上端的圆球即可。下列说法正确的是（　　）
A．人体带的电荷是摩擦过程中创造出来的
B．相互摩擦的两物体带同种电荷
C．人体带负电是因为与物体摩擦过程中得到了电子
D．“除电”时，电流方向是从人体流向静电消除杆
14．物理上常把电流的形成与水流的形成进行类比。阅读以下材料，完成填空和推导。
（1）水管中的水朝一定方向流动，就会形成水流。如图甲所示，设水流动的速度为v，水管的横截面积为S，水的密度为ρ，则在t时间内流过该横截面的水的质量m＝　　　　　　 ，单位时间内流过该横截面的水的质量即水流量I′＝　　　　　 。
（2）导体中的自由电荷发生定向移动就会形成电流。物理学中把单位时间内通过导体某一横截面的电荷量叫做电流强度，用I表示。如图乙所示，已知金属导体的横截面积为S，导体中单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速度为v，请你仿照（1）中水流量的推导过程，推导出电流强度I的表达式 　　　　　　　　 。（用已知量符号表示）
15．阅读短文，回答问题：
使物体带电的方式一般有三种：感应起电、接触起电和摩擦起电。除了熟知的摩擦起电外，另外两种起电方式原理如下：
（一）感应起电：将一带电体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时，由于电荷间的相互作用，B的左端聚集了与A相反的电荷，右端聚集与A相同的电荷。如图1甲所示，这就是感应起电。只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能那么自由移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能。
（二）接触起电：根据能量守恒定律可得电荷不会凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体上。将一带电体与一不带电的物体接触时，就会有一部分电子或从带电体跑到不带电体上，或从不带电体跑到带电体上，使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
（1）如图2所示为感应起电示意图，一带绝缘底座的导体，当带负电物体靠近它时，M处将 。
A.带负电 B.带正电 C.不带电 D.以上答案均有可能
（2）如图1乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”，头发竖起来是因为通过 起电使头发带上 电荷（选填“A.同种”或“B.异种”）而相互排斥。若图1乙中人手接触的金属球带正电，则人与金属球接触的过程中电荷转移的方向是 。
A.负电荷从金属球转移到人体 B.负电荷从人体转移到金属球
C.正电荷从人体转移到金属球 D.正电荷从金属球转移到人体
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第1节 电荷与电流
第2课时 电流
科学观念：知道电流的形成原因和方向的规定（正电荷定向移动的方向规定为电流方向）；认识电源是提供电能的装置、用电器是消耗电能的装置；理解金属导体中自由电子定向移动形成电流。
科学思维：通过与水流的形成进行类比，建构电流形成的模型；能运用电流方向的规定推理判断电路中电流的方向，发展类比推理与模型建构能力。
探究实践：通过观察静电放电、静电释放等现象，尝试运用电流的形成与方向知识解释生产生活中的相关实例，提高分析问题和解决问题的实践能力。
态度责任：了解静电放电在化工、油田等易燃易爆场所的危害，认识人体静电释放器等安全设施的科学原理，增强安全意识与社会责任感。
1．如图为金属导体中自由移动电荷的示意图，图中定向移动的是（　　）
A．自由电子 B．正电荷 C．分子 D．原子
【答案】A
【解答】解：由图可知，金属导体中自由移动电荷从电源负极出发，经用电器回正极，金属导体是依靠自由电子的定向移动形成电流的，自由电子带负电，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反；人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，故图中定向移动的是自由电子。
故选：A。
2．电源可以使电荷定向移动形成持续电流。如图为电动玩具中电池的安装情况，当电动玩具工作时，电流方向标注正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解答】解：电动玩具中电池应串联安装，当电动玩具工作时，外部电流方向应该从电源正极流出，回到负极，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．如图为通电电路中一段导线内的电荷分布示意图，●表示带正电的原子核，表示带负电的自由电子。关于导线中电荷的定向移动方向，正确的是（　　）
A．两种电荷都向左定向移动
B．两种电荷都向右定向移动
C．●向右做定向移动，向左做定向移动
D．●不做定向移动，向左做定向移动
【答案】D
【解答】解：由图可知电流的方向向右，金属导电依靠自由电子（负电荷），根据电流方向的规定，自由电子（负电荷）定向移动的方向向左，原子核带正电，但是原子核是不定向移动的。
故选：D。
4．雷雨天时，避雷针的尖端就能不断地、向空中释放电子，对此有以下说法正确的是（　　）
A．避雷针中没有电流 B．电流从大地流向尖端
C．电流从尖端流向大地 D．电流方向无法确定
【答案】C
【解答】解：避雷针的尖端不断地、向空中释放电子，说明带负电荷的电子移动方向为从大地流向尖端；而这个方向与正电荷的移动方向相反，故电流的方向是由尖端流向大地；
故ABD错误；C正确；
故选：C。
5．下列关于电流的说法，正确的是（　　）
A．两个分别带正、负电荷的物体，用导线连接可以产生持续电流
B．电流的大小由通过导线某一截面的电量多少决定
C．当流过人体的电流达到一定大小时，会危及人的生命
D．电流的方向与电路中自由电子的定向移动方向相同
【答案】C
【解答】解：A、两个分别带正、负电荷的物体，用导线连接，部分电子在导线中移动到正电荷后，会产生瞬时电流，然后电子不再移动，不再产生电流，即电流不是持续的电流，故A错误；
B、电流的大小与通过导体横截面的电量和通电时间有关，只知道电量的多少，不能判断电流的大小，因为电流的大小还与通电时间有关，故B错误；
C、经验证明，只有不高于36V的电压才是安全的；当流过人体的电流达到25mA时，会危及生命安全，故C正确；
D、电路中的电流方向与自由电子定向移动的方向相反，故D错误。
故选：C。
6．如图所示，用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时，金属球b也带上负电，则下列说法正确的是（　　）
A．a上的一些电子转移到b上，瞬时电流方向b→a
B．b上的一些电子转移到a上，瞬时电流方向a→b
C．b上的一些原子核转移到a上，瞬时电流方向b→a
D．a上的一些原子核转移到b上，瞬时电流方向a→b
【答案】A
【解答】解：
带负电的物体有多余电子，用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时，物体a上的一部分多余电子会转移到b上；因为电流方向与负电荷定向移动的方向相反，所以，瞬时电流方向b→a。
故选：A。
7．如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过，此时容器就变成了一个电源，把小灯泡接入电路，闭合开关，小灯泡发光。则下列说法正确的是（　　）
A．通过小灯泡的电流方向是从b到a
B．该发电装置左边是电源的正极
C．该发电装置内部，只有负电荷在发生定向移动
D．该发电装置不做任何改变，可以一直工作下去
【答案】B
【解答】解：A、钠离子（正电荷）向左移动，氯离子（负电荷）向右移动，电源左端聚集正电荷，右端聚集负电荷，所以通过小灯泡的电流方向是从a到b，故A错误，
B、该发电装置左边是电源的正极，因为甲的左端集结的是正电荷，故B正确；
C、该装置内部，正电荷（钠离子）、负电荷（氯离子）都发生定向移动，故C错误；
D、随着电荷移动，两边正负电荷会逐渐减少，最终无法形成电流，不能一直工作下去，故D错误。
故选：B。
8．周末小明全家去开封自驾游。如图所示，中途加油时，小明观察到工作人员在加油前先用手按压加油机上的静电释放器来消除身上的静电。以下有关“除电”说法中，符合实际的是（　　）
A．静电释放器上的按钮应选用塑料制作，防止人触电
B．“除电”后，人体内就不会有电子了
C．人体与衣服摩擦时，电子发生转移
D．带正电荷的手接触静电释放器时，电流从静电释放器流向人手
【答案】C
【解答】解：A．静电释放器按钮需为导体（如金属），而非绝缘体（如塑料），否则无法导走静电，故A正确；
B．“除电”仅是电荷平衡，人体仍含大量电子，故B不正确；
C．摩擦起电本质是电子转移，而非电荷创造，所以人体与衣服摩擦时，是电子发生转移，故C正确。
D．带正电的手接触释放器时，电子从释放器流向（转移）人手，电流方向为人手流向释放器，故D不正确。
故选：C。
9．安全生产重于一切。如图所示，是化工、油田等易燃易爆环境中需要安装的人体静电释放器，工作人员接触释放器上的防爆触摸球，这样就可以防止产生电火花发生危险。当人体与其他物体摩擦　得到　 （填“失去”或“得到”）电子，人体就会带负电荷，接触装置，则电流的方向是　装置到人　 （填“装置到人”或“人到装置”）。
【答案】得到；装置到人。
【解答】解：当人体与其他物体摩擦时，若人体带负电，这是因为人体与其他物体摩擦时得到了电子；用手接触触摸球时，因人体带负电，且异种电荷相互吸引，所以人体中的电子（负电荷）经该装置流向大地；因电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，所以电流方向由装置流向人。
故答案为：得到；装置到人。
10．如图，将一个铁质圆盘放在一个塑料瓶上，在盘中放入彩色的碎纸屑。然后用一个高压静电棒去接触圆盘，发现彩色的纸屑像礼花一样向上散开。纸屑和圆盘带有 　同种　 （填“同种”或“异种”）电荷；若静电棒带正电，当它接触圆盘时，　负　 （填“正”或“负”）电荷发生移动，电流方向为 　从静电棒到圆盘　 （填“从圆盘到静电棒”或“从静电棒到圆盘”）。
【答案】同种；负；从静电棒到圆盘。
【解答】解：用一个高压静电棒去接触圆盘，发现彩色的纸屑像礼花一样向上散开，说明纸屑和圆盘相互排斥，由于同种电荷相互排斥，所以纸屑和圆盘带有同种电荷；
若静电棒带正电，当它接触圆盘时，圆盘也带正电，所以圆盘失去了电子，电子的方向从圆盘到静电棒，由于电子是负电荷，所以电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以电流方向为从静电棒到圆盘。
故答案为：同种；负；从静电棒到圆盘。
11．如图所示，先用丝绸摩擦过的玻璃棒（带正电）接触验电器A，A的金属箔张开；再用金属棒同时接触验电器A和B的金属球（CD为绝缘绳），发现A的金属箔张角变小，B的金属箔张开。下列说法正确的是（　　）
A．最终验电器A和B带上异种电荷
B．丝绸束缚电子的本领比玻璃棒弱
C．金属棒连接A和B的瞬间，电流的方向由A到B
D．金属棒连接A和B的瞬间，金属棒中电子定向移动的方向由A到B
【答案】C
【解答】解：A、用金属棒同时接触验电器A、B的金属球，最终A、B两验电器带上同种电荷，故A错误；
B、丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电，说明丝绸束缚电子的本领比玻璃棒强，故B错误；
CD、用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，验电器A的箔片失去电子带正电，用金属棒同时接触验电器A、B的金属球，金属棒中电子的定向移动方向是由B到A，瞬间电流的方向是由A到B，故C正确，D错误。
故选：C。
12．如图所示，将甲、乙两个金属半球壳合成一个球体，用一带正电的小球靠近乙球壳，并将两金属半球壳分开后撤走带电小球。如果用一根带绝缘皮的导线连接甲、乙两半球壳，则导线中（　　）
A．无电流通过，因两半球均不带电
B．无电流通过，因两半球带同种电荷
C．有瞬间电流通过，其方向由甲半球流向乙半球
D．有瞬时电流通过，其方向由乙半球流向甲半球
【答案】C
【解答】解：（1）用一带正电的小球靠近乙球壳，由于电荷间的互相作用，会使导体内部的电荷再次分布，异种电荷被吸引到乙端附近，而同种电荷被排斥到远离带电体的导体甲端。
（2）将两金属半球壳分开后撤走带电小球。如果用一根绝缘导线连接甲、乙两半球壳，导线中出现瞬间电流，负电荷从乙到甲，规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，所以导线中的瞬间电流方向是从甲到乙。
故选：C。
13．如图所示，加油站工作人员因与物体摩擦带负电，需进行静电清除，工作人员只需手摸静电消除杆上端的圆球即可。下列说法正确的是（　　）
A．人体带的电荷是摩擦过程中创造出来的
B．相互摩擦的两物体带同种电荷
C．人体带负电是因为与物体摩擦过程中得到了电子
D．“除电”时，电流方向是从人体流向静电消除杆
【答案】C
【解答】解：A、人身体与衣物摩擦带电，是由于电荷发生了转移，而不是创造了电荷，故A错误；
B、相互摩擦的两物体，一定带等量的异种电荷，故B错误；
C、人与物体摩擦过的人带负电，是因为人束缚电子的本领比物体强，在摩擦过程中人因为得到了电子而带负电，故C正确；
D、清除静电时，人体中的部分负电荷通过金属球和金属杆导入大地，瞬时电流方向为由金属杆到人体，故D错误。
故选：C。
14．物理上常把电流的形成与水流的形成进行类比。阅读以下材料，完成填空和推导。
（1）水管中的水朝一定方向流动，就会形成水流。如图甲所示，设水流动的速度为v，水管的横截面积为S，水的密度为ρ，则在t时间内流过该横截面的水的质量m＝　ρvtS　 ，单位时间内流过该横截面的水的质量即水流量I′＝　ρvS　 。
（2）导体中的自由电荷发生定向移动就会形成电流。物理学中把单位时间内通过导体某一横截面的电荷量叫做电流强度，用I表示。如图乙所示，已知金属导体的横截面积为S，导体中单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速度为v，请你仿照（1）中水流量的推导过程，推导出电流强度I的表达式 　I＝nvSq　 。（用已知量符号表示）
【答案】ρvtS；ρvS；I＝nvSq
【解答】解：
（1）在t时间内流过水管某一横截面的水的体积V＝vtS，
在t时间内流过该横截面的水的质量m＝ρvtS，
水的流量为I'ρvS；
（2）t时间内电荷移动的距离l＝vt
t时间内通过导体某一横截面的电荷数 N＝nvtS
t时间内通过导体某一横截面的电荷量 Q＝Nq＝nvtSq
电流 InvSq
故答案为：
（1）ρvtS；ρvS；（2）I＝nvSq。
15．阅读短文，回答问题：
使物体带电的方式一般有三种：感应起电、接触起电和摩擦起电。除了熟知的摩擦起电外，另外两种起电方式原理如下：
（一）感应起电：将一带电体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时，由于电荷间的相互作用，B的左端聚集了与A相反的电荷，右端聚集与A相同的电荷。如图1甲所示，这就是感应起电。只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能那么自由移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能。
（二）接触起电：根据能量守恒定律可得电荷不会凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体上。将一带电体与一不带电的物体接触时，就会有一部分电子或从带电体跑到不带电体上，或从不带电体跑到带电体上，使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
（1）如图2所示为感应起电示意图，一带绝缘底座的导体，当带负电物体靠近它时，M处将 。
A.带负电
B.带正电
C.不带电
D.以上答案均有可能
（2）如图1乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”，头发竖起来是因为通过 起电使头发带上 电荷（选填“A.同种”或“B.异种”）而相互排斥。若图1乙中人手接触的金属球带正电，则人与金属球接触的过程中电荷转移的方向是 。
A.负电荷从金属球转移到人体
B.负电荷从人体转移到金属球
C.正电荷从人体转移到金属球
D.正电荷从金属球转移到人体
【答案】（1）A；（2）接触；A；负电荷从人体转移到金属球。
【解答】解：（1）当带负电物体靠近导体时，根据静电感应原理，导体中的自由正电荷会被吸引到靠近带电体的一端（N端），自由负电荷会被排斥到远离带电体的一端（M端），所以M处会带负电。
（2）起电方式与电荷作用：头发竖起来是因为通过接触起电，使头发带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，所以头发会竖起。电荷转移方向：金属球带正电，人体接触金属球时，人体中的自由负电荷（电子）会被金属球的正电荷吸引，转移到金属球上。
故答案为：（1）A；（2）接触；A；负电荷从人体转移到金属球。
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