第1节 电流
[学习目标] 1.知道产生持续电流的条件,并能做出微观解释。(科学思维)2.了解电流速度(传导速率),自由电子热运动的平均速率,电子定向移动速率的区别。(物理观念)3.知道电流的大小、方向和单位,理解电流的定义式I=,并能运用它进行有关的计算。(物理观念)
一、电流的形成
1.形成电流的条件:(1)自由电荷;(2)电压。
2.形成持续电流的条件:导体两端有持续电压。
二、电流的速度
1.电流的速度:等于电场的传播速度,它等于3.0×108 m/s。
2.自由电子的运动速率:常温下,金属内的自由电子以105 m/s的平均速率在无规则的运动。
3.电子定向移动的速率:数量级大约是10-5 m/s,被形象地称为“电子漂移”。
三、电流的方向
1.电流的方向:正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向。
2.在电源外部的电路中电流的方向:从电源正极流向负极;在电源内部的电路中电流的方向:从电源负极流向正极。
四、电流的大小和单位
1.定义:在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流。
2.定义式:I=。
3.单位:国际单位为安培,符号为A;常用单位有mA、μA,换算关系为1 A=103 mA=106 μA。
4.直流电:方向不随时间改变的电流叫作直流电。
恒定电流:方向和强弱都不随时间改变的电流叫作恒定电流。
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)加上电压后,导体中的电场是以光速传播的。 (√)
(2)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的。 (√)
(3)电流既有大小又有方向,是矢量。 (×)
[提示] 电流是标量。
(4)由I=可知,I与q成正比。 (×)
[提示] I与q、t无关。
2.关于电流的方向,下列叙述中正确的是( )
A.金属导体中电流的方向即自由电子定向移动的方向
B.在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子,电流方向不能确定
C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同
C [电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,与电子定向移动的方向相反,A、D错误,C正确;在电解质溶液中正离子和负离子定向移动形成电流的方向是相同的,都和正离子定向移动的方向相同,故B错误。]
3.(多选)下列对公式I=的理解正确的是( )
A.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
B.电路中的电流越大,表示通过导体横截面的电荷量越多
C.导体的通电时间越短,则形成的电流越大
D.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
AD [在国际单位制中,共有七个基本物理量,电流是其中之一,A正确;电流是单位时间内流过导体某一横截面的电荷量的多少,则B、C错误,D正确。]
电流的理解与计算
1.电流形成的条件
(1)回路中存在自由电荷是形成电流的条件。
(2)电压也是导体中形成电流的条件。
(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。