1 电源和电流
学习目标知识脉络
1.了解电流的形成，知道电源的作用和导
体中的恒定电场．
2．知道电流的定义及单位、方向的规定，
理解恒定电流．(重点)
3．理解电流形成的微观实质．(难点)
电源和恒定电场
[先填空]
1．电源
2．恒定的电场
(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．
(2)形成：连接A、B导体的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．
(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化，基本性质与静电场相同．
(4)适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用于恒定电场．
[再判断]
1．恒定电场与静电场基本性质相同，两者没有区别．(×)
2．电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化．(×)
3．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能．(√)
4．恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场．(×)
[后思考]
恒定电场就是静电场，对吗？
【提示】静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件累积电荷形成的电场，但二者基本性质相同．
[合作探讨]
如图2-1-1所示，电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光．
图2-1-1
探讨1：电闪雷鸣时，耀眼的闪光为什么只持续一瞬间？
【提示】因为云层与大地或云层之间的电压在电闪瞬间减小，不能再维持强大电流的存在．
探讨2：电闪雷鸣过程中发生怎样的能量转化？
【提示】电能转化为光能、热能等．
[核心点击]
1．电源的作用
(1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动．
(2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能．
2．形成电流的三种电荷
形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定
向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．
1．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．持续电流是由静电场产生的
【解析】电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而持续电流是导体两端有稳定的电场形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现稳定
的电场，可见本题答案应选B.
【答案】 B
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()
【导学号：34522019】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
【解析】在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体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，B正确，A错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，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．
【答案】BD
电路中有持续电流的两个条件
(1)电路中有电源．
(2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．
恒定电流
[先填空]
1．电流概念
(1)概念：电荷的定向移动形成电流．
(2)物理意义：反映了电流的强弱程度．
(3)符号及单位：符号是I，单位有安培、毫安、微安(单位符号分别为A、mA、μA)．
(4)表达式：I＝q t.
(5)电流的方向：规定正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向为电流方向．
2．恒定电流
大小和方向都不随时间变化的电流．
[再判断]
1．电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)
2．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√)
3．导体中的电流，实际是正电荷的定向移动形成的．(×)
[后思考]
有同学认为“只有导体中才可有电流”，谈一谈你的认识．
【提示】电荷定向移动形成电流，不论是导体内还是其他空间，只要有电荷定向移动就可形成电流，如氢原子中核外电子做匀速圆周运动时，形成了一环形电流等．
[合作探讨]
如图2-1-2所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流．
图2-1-2
探讨1：盐水中的电流和金属导线中的电流形成机制有什么不同？
【提示】盐水中的电流是Cl－离子和Na＋离子同时反向定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的．
探讨2：盐水中的电流沿什么方向？
【提示】左．
探讨3：假设t s内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚面，则电路中的电流多大？
【提示】I＝2 Ne t.
[核心点击]
1．理解电流概念注意的四个要点
(1)公式I＝q
t中，q是通过导体横截面的电荷量，而不是通过导体单位横截面
积的电荷量．
(2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．
(3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．
(4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定向移动的方向相反．在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极．电流虽然有大小和方向，但电流是标量，而不是矢量．因此电流的合成不遵循平行四边形定则．
2．电流的微观表达式I＝nqS v
(1)建立模型
如图2-1-3所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体
