五、電流和電源1.了解電流的微觀機理及其定義式,知道電流的方向是如何規定的。2.了解身體內的電流,了解它的實際應用。3.了解電源在電路中的作用,了解電動勢的概念和單位,了解常見電池電動勢的大小。一二

一二在電解液中若5s內沿相反方向通過橫截面積為0.5m2的正負離子的電荷量均為5C,則電解液中的電流為多少?一二二、電源和電動勢1.電源在電路中的作用是保持導體兩端的電壓,使導體中有持續的電流。2.電源是把其他形式的能轉化為電能的裝置。3.電動勢(1)電源電動勢的大小等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。(2)電源的電動勢是由電源本身的性質決定的。它描述了電源把其他形式的能轉化為電能本領的大小。電路中提供電能的裝置是

,利用電流來工作的裝置是

,控制電源通斷的裝置是

,用來連接電路、提供電流流動路徑的是

。

提示:電源

用電器

開關

導線一二1.公式中Q是通過橫截面的電荷量而不是單位橫截面的電荷量。2.電荷量不等的同種電荷同向通過某一橫截面時,Q=Q1+Q2;異種電荷反向通過某一橫截面時,Q=Q1+Q2,不能相互抵消。3.該公式為電流的計算式,不是電流的決定式,電流的大小是由電路中的電壓和電阻決定的。4.電流雖然有大小、有方向,但它不是矢量,它是一個有方向的標量。5.電流是一個基本物理量,它的單位A是國際單位制中的基本單位之一。常用單位還有mA,μA,其換算關系為1A=103

mA,1A=106

μA。一二特別提醒(1)在物理上通常把正電荷定向移動的方向規定為電流的方向。(2)在金屬導體中能定向移動的是電子,而正電荷并不能定向移動,電子定向移動的方向與電流的方向相反。(3)在電解液導電時,定向移動的既有正離子,又有負離子,正離子定向移動的方向與電流的方向相同,而負離子定向移動的方向和電流的方向相反。一二二、電源和電動勢1.電動勢描述電源把其他形式的能轉化為電能本領大小的物理量。不同的電源,電動勢不同。通常用符號E表示。其單位與電壓的單位相同,在國際單位中是伏特,簡稱伏,符號V。(1)電動勢在數值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功。(2)電動勢在數值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內從負極移送到正極過程中,其他形式的能轉化成電能的數值。(3)電動勢在數值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓。可以用理想電壓表分別與電源兩極相接測量電動勢的值。一二2.電動勢與電壓電動勢是表征電源特征的物理量,反映電源把其他形式的能轉化為電能本領的大小,只由電源本身決定,與外部電路無關;電壓表示一段電路(用電器等)把電能轉化為其他形式能的本領。雖然它們的單位都是伏特,但電動勢與電壓是兩個完全不同的物理量。特別提醒電動勢是標量,但存在方向問題,通常把電流方向看成電動勢方向。在電源外部,電流從電源正極流向負極;在電源內部,電流從電源負極流向正極。類型一類型二類型三類型四對電流概念的理解【例1】

關于電流,以下說法正確的是(

)A.通過導體橫截面的電荷量的多少就是電流的大小B.電流的方向就是自由電荷定向移動的方向C.在導體中,只要自由電荷在運動,就一定會形成電流D.導體兩端沒有電壓就不能形成電流解析:根據電流的概念,電流在數值上等于單位時間內通過導體橫截面的電荷量,選項A錯誤;規定正電荷定向移動的方向為電流方向,選項B錯誤;自由電荷持續地定向移動才會形成電流,選項C錯誤,選項D正確。答案:D類型一類型二類型三類型四題后反思(1)產生持續電流的條件是導體兩端有電壓和有自由移動的電荷。(2)電流的大小在數值上等于單位時間內通過導體橫截面的電荷量。(3)電流雖有大小和方向,但不是矢量,是標量,習慣上規定正電荷定向移動的方向為電流的方向。類型一類型二類型三類型四有關電流的計算【例2】

在某電路中,通過小燈泡燈絲的電流的大小是250mA,問在5min的時間內通過燈絲的自由電子的個數有多少?解析:根據Q=It,可以計算出通過燈絲橫截面的電荷量,由于1

C的電荷量等于6.25×1018個電子所帶的電荷量,由此即可算出通過燈絲的自由電子數。I=250

mA=0.25

A,t=5

min=300

s每1

C電荷量相當于6.25×1018個電子所帶的電荷量。所以電子數為n=75×6.25×1018≈4.69×1020。答案:4.69×1020個類型一類型二類型三類型四題后反思物理學中的每個物理量都有一定的值,例如電路中的電流是2

A,那么這2

A的物理意義是什么?就是說電路中導體橫截面上每秒有2

C的電荷量通過,也就是說每秒有1.25×1019個電子通過此導體的橫截面。通過物理量的值加深對其物理意義的認識是十分重要的。類型一類型二類型三類型四對電源概念的理解【例3】

關于電源,以下說法正確的是(

)A.電源的作用是在電源內部把電子由負極不斷地搬運到正極,從而保持兩極之間有穩定的電勢差B.電源的作用就是將其他形式的能轉化為電能C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流D.電源實質上也是一個用電器,也需要外界提供能量類型一類型二類型三類型四解析:因外電路中的自由電子在靜電力的作用下向正極移動,故在電源內部,電源需要將正極上的電子搬運到負極,以維持電勢差不變,故選項A錯誤;從能量角度來看,電源在搬運電荷的過程中,需要克服靜電力做功,將其他形式的能轉化為電能,選項B正確;電路中有電流時,不僅需要電源,還需要電路是閉合的,故選項C錯誤;電源是對電路提供能量的裝置,故選項D錯誤。答案:B題后反思電源的作用是維持正、負極之間恒定的電勢差,它是把其他形式的能轉化為電能的裝置。類型一類型二類型三類型四對電動勢的理解【例4】

下列說法中正確的是(

)A.電源的電動勢實質上就是電源兩極間的電壓B.電源的電動勢在數值上等于兩極間的電壓C.電源的電動勢與電壓的單位相同,但與電壓有本質的區別D.電動勢越大,電源兩極間的電壓一定越高解析:電動勢是描述電源把其他形式的能轉化為電能本領大小的物理量,而電壓是電場中兩點間的電勢差,電動勢與電壓有著本質的區別,所以選項A錯誤,選項C正確。當電路開路時,兩極間的電壓在數值上等于電源的電動勢;但在閉合電