1 電源和電流
學習目標知識脈絡
1.了解電流的形成，知道電源的作用和導
體中的恒定電場．
2．知道電流的定義及單位、方向的規定，
理解恒定電流．(重點)
3．理解電流形成的微觀實質．(難點)
電源和恒定電場
[先填空]
1．電源
2．恒定的電場
(1)定義：由穩定分布的電荷所產生的穩定的電場．
(2)形成：連接A、B導體的導線內的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的．
(3)特點：任何位置的電荷分布和電場強度都不會隨時間變化，基本性質與靜電場相同．
(4)適用規律：在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強度的關系同樣適用于恒定電場．
[再判斷]
1．恒定電場與靜電場基本性質相同，兩者沒有區別．(×)
2．電路中有電流時，電場的分布就會隨時間不斷地變化．(×)
3．電源的作用就是將其他形式的能轉化為電能．(√)
4．恒定電場的電場強度不變化，一定是勻強電場．(×)
[后思考]
恒定電場就是靜電場，對嗎？
【提示】靜電場是靜電荷產生的電場，而恒定電場是由電源、導線等電路元件累積電荷形成的電場，但二者基本性質相同．
[合作探討]
如圖2-1-1所示，電閃雷鳴時，強大的電流使天空發出耀眼的閃光．
圖2-1-1
探討1：電閃雷鳴時，耀眼的閃光為什么只持續一瞬間？
【提示】因為云層與大地或云層之間的電壓在電閃瞬間減小，不能再維持強大電流的存在．
探討2：電閃雷鳴過程中發生怎樣的能量轉化？
【提示】電能轉化為光能、熱能等．
[核心點擊]
1．電源的作用
(1)從電荷轉移的角度看，電源的作用是使電路中的自由電荷持續地定向移動．
(2)從能量轉化的角度看，搬運電荷的過程是非靜電力做功的過程，從而將其他形式的能轉化為電能．
2．形成電流的三種電荷
形成電流的三種電荷為自由電子、正離子和負離子，其中金屬導體導電時定
向移動的電荷是自由電子，液體導電時定向移動的電荷有正離子和負離子，氣體導電時定向移動的電荷有自由電子、正離子和負離子．
1．關于電流，下列敘述正確的是()
A．只要將導體置于電場中，導體內就有持續電流
B．電源的作用可以使電路中有持續電流
C．導體內沒有電流時，就說明導體內部的電荷沒有移動
D．持續電流是由靜電場產生的
【解析】電流在形成時有瞬時電流和恒定電流，瞬時電流是電荷的瞬時移動形成的，而持續電流是導體兩端有穩定的電場形成的，電源的作用就是在導體兩端加上穩定的電壓，從而在導體內部出現穩定
的電場，可見本題答案應選B.
【答案】 B
2．(多選)在由電源、導線等電路元件所組成的電路中，以下說法正確的是()
【導學號：34522019】A．導線中的電場強度處處為零
B．導線中的電場強度方向跟導線方向平行
C．導線處于靜電平衡狀態
D．導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低
【解析】在電源和導線中感應電荷的共同作用下，垂直導線方向的電場相互抵消，在導體中形成了沿導線方向的電場，即導線中的電場強度方向跟導線方向平行，B正確，A錯誤；導體內有電場，說明導體不是靜電平衡狀態，C錯誤；沿電場方向電勢逐漸降低，電場方向就是正電荷的受力方向，也就是電流的方向，即導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低，D正確．
【答案】BD
電路中有持續電流的兩個條件
(1)電路中有電源．
(2)電路還必須是閉合的，即必須用導體將電源連接起來．
恒定電流
[先填空]
1．電流概念
(1)概念：電荷的定向移動形成電流．
(2)物理意義：反映了電流的強弱程度．
(3)符號及單位：符號是I，單位有安培、毫安、微安(單位符號分別為A、mA、μA)．
(4)表達式：I＝q t.
(5)電流的方向：規定正電荷定向移動方向或負電荷定向移動的反方向為電流方向．
2．恒定電流
大小和方向都不隨時間變化的電流．
[再判斷]
1．電流既有大小，又有方向，是矢量．(×)
2．電流越大，單位時間內通過導體橫截面的電荷量就越多．(√)
3．導體中的電流，實際是正電荷的定向移動形成的．(×)
[后思考]
有同學認為“只有導體中才可有電流”，談一談你的認識．
【提示】電荷定向移動形成電流，不論是導體內還是其他空間，只要有電荷定向移動就可形成電流，如氫原子中核外電子做勻速圓周運動時，形成了一環形電流等．
[合作探討]
如圖2-1-2所示，把電源用導線連接在插入食鹽水中的兩個金屬電極上，電路中形成電流．
圖2-1-2
探討1：鹽水中的電流和金屬導線中的電流形成機制有什么不同？
【提示】鹽水中的電流是Cl－離子和Na＋離子同時反向定向移動形成的，金屬導線中的電流是自由電子定向移動形成的．
探討2：鹽水中的電流沿什么方向？
【提示】左．
探討3：假設t s內有N個Cl－和N個Na＋通過圖中虛面，則電路中的電流多大？
【提示】I＝2 Ne t.
[核心點擊]
1．理解電流概念注意的四個要點
(1)公式I＝q
t中，q是通過導體橫截面的電荷量，而不是通過導體單位橫截面
積的電荷量．
(2)當導體中有正、負電荷同時向相反方向定向移動形成電流時，公式中的q 應為通過導體橫截面的正、負兩種電荷電荷量的絕對值之和．
(3)橫截面的選取是任意的，電流的大小與橫截面無關．
(4)電流的方向規定為正電荷定向移動的方向，它與負電荷定向移動的方向相反．在電源外部的電路中，電流的方向是從電源的正極流向負極；在電源的內部，電流是從電源的負極流向正極．電流雖然有大小和方向，但電流是標量，而不是矢量．因此電流的合成不遵循平行四邊形定則．
2．電流的微觀表達式I＝nqS v
(1)建立模型
如圖2-1-3所示，AB表示粗細均勻的一段導體，兩端加一定的電壓，導體
