第五节　电流和电源
目标导航
1.知道电流的定义和电流的方向是如何规定的．(难点)
2．了解电源的发明对人类的生活产生的巨大影响．
3．了解电源在电路中的作用．了解电动势的概念和单位，了解常见电池的电动势的大
小．(重点＋难点)
一、电流
1．电荷的_________移动形成电流．
2．形成条件
(1)有大量的____________；
(2)导体两端存在_________．
定向
自由电荷
电压
3．方向：习惯上规定________定向移动的方向为电流的方向．在电源外部的电路中，电流从电源的正极流向负极．
4．定义：用通过导线横截面积的电荷量Q与所用时间t的比值来描述电流的强弱．
5．公式：
6．单位：安培；符号：A,1 mA＝10－3 A,
1 μA＝10－6A.
正电荷
想一想
电流有方向是矢量吗？
提示：不是．电流虽然有方向但其合成法则仍遵守代数和运算，不遵守平行四边形定则
运算，因此是标量．
二、电源和电动势
1．闭合电路的构成:一个闭合电路由_____、用电器和________、导线构成．
2．电源的种类:电源的种类比较多,______ 、________、__________等都是电源.
3．电源在电路中的作用：保持导体上的电
压，使导体中有_______的电流．
电源
开关
干电池
蓄电池
发电机
持续
4．电动势
(1) 电源电动势的大小等于电源_____________时两极间的电压．
(2)常用干电池的电动势是1.5 V，铅蓄电池的电动势是2 V.
(3)电源的电动势是由_________的性质决定的.它表征了电源把其他形式的能转化为电能的
本领大小．
没有接入电路
电源本身
学案导引
1．自由电荷为什么会发生定向移动？
2．在金属导体中电流方向和自由电荷定向移动的方向是相同还是相反？
1．自由电荷做定向移动的原因
把导体的两端分别接在电源的两极上，导体两端有了电压，这时导体中就有了电场，导体中的自由电荷就要在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．
2．电流的方向
在物理学上习惯把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向．
在金属导体中能定向移动的是电子，正电荷并不能定向移动，电子定向移动的方向与电流的方向相反．在电解液导电时，定向移动的既有正离子，又有负离子，正离子定向移动的方向与电流的方向相同，而负离子定向移动的方向与电流的方向相反．
特别提醒：导体没有外加电场时，自由电子都在不停地做无规则运动，运动是杂乱无章
的．
(2012·湘潭学业水平预测)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. 只要将电源连接到物体两端，物体中就会有电流
【思路点拨】　本题应从电流的形成条件考
虑，并注意自由电荷定向移动不是电荷的热运动．
【精讲精析】　导体中形成电流的两个必备条件是：①有可以自由移动的电荷；②有维持电荷做定向移动的电场．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了稳定的电场，导体中就有了持续的
电流，选项A错误，B正确；当没有电源时,导体内部电荷做着无规则的热运动，只是没有定向移动，C选项错误，当导体加到绝缘
体两端时，物体中并不会形成电流，选项D
错误．
【答案】　B
变式训练
1．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就是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
解析：选C.电流是有方向的，电流的方向是人为规定的．物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反．
学案导引
1．电解液中的电荷既有正电荷，也有负电
荷，计算电流时，电荷量是用正电荷的电荷
量，还是负电荷的电荷量？
2．由公式 ，能否说电流与Q成正比与t成反比？
特别提醒：在利用I＝Q/t计算电解质中电流的大小时，此时的Q应为定向移动的正、负离子所带电量的绝对值的和，即Q＝|Q1|＋|Q2|，用此公式计算出的电流是t时间的平均值．
如图1－5－1所示的氯化钠溶液中，钠离子向右运动，氯离子向左运动，在1 s内钠离子和氯离子流过某横截面的个数均为1×1017个，问在此电解质溶液中电流的方向如何？电流的大小是多少？
图1－5－1
【思路点拨】　电解液中的电流是由正、负离子向相反方向运动形成的，它们各自形成的电流方向是相同的，因此应用 计算电流时，Q应为|＋Q|＋|－Q|.
【精讲精析】　由题意可知，形成电流的电荷有两种：钠离子和氯离子．由图示的电极可知，电流的方向向右，即为钠离子移动的,方向.电流的大小由电流的定义式I＝Q/t求得.
【答案】　方向向右　3.2×10－2 A
【误区警示】　在本题中要用公式I＝Q/t计
算，但是其中的电荷量Q容易误认为是只有正电荷或负电荷的电荷量，或误认为正、负电荷的电荷量相互抵消．
变式训练
2．在某电路中，通过小灯泡灯丝的电流的大小是250 mA，求5 min的时间内通过灯丝的自由电子的个数有多少？
解析：根据Q＝It，可以计算出通过灯丝横截面的电荷量，由于e＝1.6×10－19 C的电荷量可算出通过灯丝的自由电子数．
答案：4.69×1020个
电源和电流的实际应用
 [经典案例]　(7分)(原创题)随着中国信息业的发展，手机电池也越来越多，下面是一块手机电池标签的部分信息．由此可以判断电池的电动势和待机状态下的平均工作电流分别是多少？
锂离子电池
适配：BL－528 M
型号：G3188LB550
电压：3.7 V
容量：700 mAh
充电限制电压：4.2 V
执行标准：GB/T18287－2000
待机时间：48小时
【审题指导】　看懂电池标注的信息，理解相关的物理量是解决本题的关键．
【解题样板】　这是日常生活中常见的手机电池标注的信息，一般情况下，我们都不会注意这些，其实上面的信息很全面，它清楚地表明了充电限制电压是4.2 V，即充电时不能超过4.2 V，电池工作时提供的电压是3.7
V，即电池电动势是3.7 V；(3分)
【答案】　3.7 V　14.58 mA
【误区警示】　(1)误认为电源的电动势就是电压，电动势是由电源性质决定的，表示电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，而电压加在导体两端，是将电能转化为其他形式能．
(2)误认为在电路中电动势等于电压，实际上电路分为内电路和外电路，电动势等于内、外电压的和，只有外电路断开时，电动势才
等于外电路的电压，也就是我们通常说的电
压．