11.1電源和電流知識點目錄知識點目錄TOC\o"11"\h\u【知識點1】恒定電流 1【知識點2】電流的微觀表達式 3學習目標學習目標1.了解形成電流的條件，知道電源的作用和導體中的恒定電場。2.理解電流的定義，知道電流的單位和方向，學會用公式I＝eq\f(q,t)分析問題(重點)。3.會推導電流的微觀表達式，了解表達式中各物理量的意義(重難點)。。知識點1知識點1知識點知識點【知識點1】恒定電流1．大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。2．電流的定義式：I＝eq\f(q,t)，其物理意義：單位時間內通過導體橫截面的電荷量，是表示電流強弱程度的物理量。注意用該式計算出的電流是時間t內的平均值。對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等。3．在國際單位制中，電流的單位是安培，符號是A。常用單位：毫安(mA)、微安(μA)，1A＝103mA＝106μA。4．電流的方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向，與負電荷定向移動的方向相反。注意(1)電流雖然有方向，但它是標量，其計算遵循代數運算法則。(2)在外電路中電流方向由電源正極到負極，在電源內部電流方向由電源負極到正極。5．電流的三種表達式及其比較公式適用范圍字母含義公式含義I＝eq\f(q,t)一切電路q為時間t內通過導體橫截面的電荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能說I∝q、I∝eq\f(1,t)I＝nqSv一切電路n：導體單位體積內的自由電荷數q：每個自由電荷的電荷量S：導體橫截面積v：電荷定向移動速率從微觀上看，n、q、S、v決定了I的大小I＝eq\f(U,R)金屬、電解液U：導體兩端的電壓R：導體本身的電阻I由U、R決定，I∝U、I∝eq\f(1,R)典型例題典型例題例1：【例1】（2024秋?西寧期末）關于對電流的認識，下列說法正確的是A．電流的方向始終從高電勢點流向低電勢點 B．正電荷的運動方向與其形成的電流方向相反 C．電流既有大小又有方向，但電流為標量 D．電流與通過導體橫截面的電荷量成正比【例2】（2024秋?市中區(qū)校級期末）關于電流，下列說法正確的是B．電流的強弱和方向都不變的電流是恒定電流 C．電流有方向，因此電流是矢量 D．只有正電荷的移動，才能形成電流【例4】（2024?海陵區(qū)校級學業(yè)考試）如圖所示是通有恒定電流的某段導體，在內有的負電荷向右通過橫截面，則導體內電流的大小和方向分別是A．、向右 B．、向左 C．、向右 D．、向左知識點2知識點2知識點知識點【知識點2】電流的微觀表達式如圖所示為表示粗細均勻的一段長為l的導體，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量大小為q。則：導體內的自由電荷全部通過橫截面D所用的時間t＝eq\f(l,v)。導體內的自由電荷總數N＝nlS總電荷量Q＝Nq＝nlSq此導體中的電流I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nlSq,\f(l,v))＝nqSv。1．I＝eq\f(q,t)是電流的定義式，I與通過導體橫截面的電荷量q及時間t無關。2．I＝nqvS是電流的微觀表達式，從微觀上看，電流取決于導體中單位體積內的自由電荷數n、每個自由電荷的電荷量大小q、定向移動的速率v，還與導體的橫截面積S有關。3．區(qū)別三種速率自由電子定向移動速率金屬導體中的自由電子定向移動形成電流，其中自由電子定向移動速率的數量級一般為10－4m/s自由電子熱運動速率導體內的自由電子在永不停息地做無規(guī)則的熱運動，由于熱運動，自由電子向各個方向運動的機會相等，故不能形成電流，常溫下自由電子熱運動速率的數量級為105m/s電場傳播速率(或電流傳導速率)等于光速。閉合開關的瞬間，電路中各處以真空中光速c的速度建立恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向運動，整個電路也就幾乎同時形成了電流典型例題典型例題例1：【例6】（2025?遼陽二模）北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是半徑為的圓形軌道，環(huán)中的個電子以速度定向運動，已知電子的電荷量為，則個電子形成的電流為【例7】（2025?烏魯木齊模擬）我國從月球取回的月壤中，發(fā)現(xiàn)了少量的天然石墨烯，石墨烯是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的導電性能最好的材料。用石墨烯制成的一段粗細均勻的導體，通過該導體的電流為時，其內部自由電荷定向移動的平均速率為；當通過該導體的電流為時，其內部自由電荷定向移動的平均速率為A． B． C． D．【例8】（2024春?西湖區(qū)校級期中）對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯(lián)系，從而更加深刻的理解其物理本質。一段長為、電阻率為、橫截面積為的細金屬直導線，單位體積內有個自由電子，電子電荷量為、質量為。經典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個沿導線的平均阻力，若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比，比例系數為。下列說法不正確的是B．比例系數與導線中自由電子定向移動的速率有關 D．金屬中的自由電子定向移動的速率不變，則電場力對電子做的正功與阻力對電子做的負功大小相等【例9】（2023秋?宣城期末）如圖，一段通電直導線的橫截面積為，長度為，電阻率為，單位體積內自由電子個數為，自由電子定向運動的速率為，電子的電荷量為。則下列說法正確的是A．通過直導線的電流為 B．通