[目标定位] 1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会用公式q＝It分析相关问题.3.从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系．
一、电源 恒定电场
1．电源
(1)电源是不断地把电子从正极搬运到负极从而维持正、负极之间一定电势差的装置． (2)作用
电源的作用是移送电荷，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．电源P在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图1所示．
图1
2．恒定电场
(1)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．
(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化．
例1 将一些电学元件用导线连接在某电源的两端，下列描述正确的是( ) A．电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差 B．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 C．导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D．导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的
解析 电源将负电荷从负极搬到正极，维持正、负极间有一定的电势差，A正确，B错误；导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而成的，C错误，D正确． 答案 AD
二、恒定电流
1．定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．
欢迎下载！ 最新审定版试题 2．物理意义：单位时间内通过导体横截面的电荷量．电流是表示电流强弱程度的物理量． 3．定义式：I＝. 其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量．
4．单位：安培，符号：A.其他单位：毫安(mA)、微安(μA).1A＝10mA＝10μA.
5．方向：电流是标量，但有方向．导体内正电荷定向移动的方向为电流方向，即电流方向与负电荷定向移动的方向相反． 深度思考
判断下列说法是否正确，并说明理由． (1)电流有方向，所以说电流是矢量．
(2)由于I＝，所以说I与q成正比，与t成反比．
答案 (1)不正确，电流的计算遵循代数运算法则，所以是标量．(2)I＝是电流的定义式，电流与q无正比关系，与t无反比关系．
3
6
qtqtqt
例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图2所示．如果测得2s内分别有1.0×10个正离子和1.0×10个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流为多大？
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18
图2
解析 水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A指向B. 每个离子的电荷量是e＝1.60×10
－19
C．该水溶液导电时负离子由B向A运动，负离子的定向
移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．
q|q1|＋|q2|I＝＝ tt1.0×10×1.6×10＝
18
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＋1.0×10×1.6×102
18－19
A＝0.16A.
欢迎下载！ 最新审定版试题 答案 由A指向B 0.16A
对金属来讲，是自由电子的定向移动，q为通过横截面的自由电子的电荷量．对电解质溶液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，q为正、负离子电荷量的绝对值之和． 例3 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，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为( ) A．光速cB.
IρImIC.D. neSneSmneSρ
解析 设电子定向移动的速率为v，那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积
vtSρvt·S中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为，自由电子数为mvtSρnvtSρneqvSρneIm，所以电荷量q＝，由I＝＝得v＝，故D对，A、B、C错． mmtmneSρ
答案 D
电流的微观表达式I＝nqSv，其中n为单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为电荷定向移动的速率.即从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关.
区别三种速率：
①电子定向移动的速率：电流就是由电荷的定向移动形成的.电流I＝nqSv中的v就是电荷定向移动的速率，大小约为10m/s.
②电子热运动的速率：导体内部电子在不停地做无规则运动，不能形成电流，大小约为10m/s. ③电流传导的速率：等于光速.
5
－5
1．(对电源、恒定电场的理解)下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( )
A．导线内部的电场就是电源所形成的电场
B．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的
C．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零
D．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平
欢迎下载！ 最新审定版试题 衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的 答案 D
解析 导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A、B、C错，D对．
2．(公式I＝的理解与应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( ) A．1500个 C．9.375×10个 答案 C
解析 q＝It，n＝＝
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qtB．9.375×10个 D．9.375×10个
20
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qIt21
＝9.375×10个． ee3．(电流的微观意义)如图3所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )
图3
A．qv C．qvS 答案 A
解析 t秒内棒运动的距离为l＝vt，总电荷量Q＝ql＝qvt，所以I＝＝正确．
B. D.
qvqv SQqvt＝qv，故选项Att
题组一 对电源、恒定电场的理解
1．(多选)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．恒定电流是由恒定电场产生的
欢迎下载！ 最新审定版试题 答案 BD
2．(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是( ) A．导线中的电场强度处处为零
B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C．导线处于静电平衡状态
D．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 答案 BD
解析 在电源和导线等电路元件所积累的电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导线中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，A错误，B正确；导线内有电场，说明导线不处于静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确．
题组二 对电流及其公式I＝的理解与应用
3．(多选)关于电流的方向，下列说法中正确的是( )
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同 D．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反 答案 AD
解析 在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误；电子带负电，电子运动形成的等效电流方向与电子运动的方向相反，C错误，D正确． 4．(多选)关于电流的说法中正确的是( ) A．根据I＝，可知I与q成正比
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 依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选项A错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B错误．电流是标量，故选项C错误． 5．(多选)关于电流的下列说法中，正确的是( )
qtqt欢迎下载！ 最新审定版试题 A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多
B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C．通电时间越长，电流越大
D．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大 答案 BD
6．如图1所示，电解池内有一价的电解质溶液，ts内通过溶液内部截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是( )
图1
A．正离子定向移动形成的电流方向为A→B，负离子定向移动形成的电流方向为B→A B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．溶液内电流方向从A到B，电流为I＝
n1e tt(n1＋n2)eD．溶液中电流方向从A到B，电流为I＝ 答案 D
解析 正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向．正、负
q(n1＋n2)e离子经过同一截面时，I＝公式中q应该是正、负离子电荷量的绝对值之和，故I＝，tt电流方向由A指向B，故选项D正确．
7．在某电解槽中，如果在1秒内共有5.0×10个2价正离子和1.0×10个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流强度为( ) A．2.4A C．3.2A 答案 C
解析 由题意知1 s内通过截面正离子的电荷量为q1＝2n1e，负离子的电荷量绝对值为q2＝n2e，则电流为I＝
B．0.8A D．0
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q1＋q2(2n1＋n2)e＝. tt19
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将n1＝5×10个，n2＝1×10个，e＝1.6×10
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C代入解得，I＝3.2 A.
8．如图2所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1s内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是( )
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图2
A．IA＝IB C．IB＝2IA 答案 A
解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等．但解题关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流相等． 题组三 电流的微观意义
9．导体中电流I的表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是( ) A．导体运动的速率 B．导体传导的速率 C．电子热运动的速率 D．自由电荷定向移动的速率 答案 D
10．已知电子的电荷量为e，质量为m.氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？
B．IA＝2IB D．不能确定
qte2
答案 kmr 2
2πrm解析 根据电流的定义式求解，取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通
Qee24π2
过这个截面的电荷量为Q＝e，则有：I＝＝，再由库仑力提供向心力有：k2＝m2r.
TTrT2πr得T＝
emre2
.解得I＝kmr. 2k2πrm
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