1．电源和电流
一、电源
1．电源的定义
电源是不断把 从正极搬运到负极从而维持正负极之间一定电势差的装置．
负电荷
2．电源的作用
(1)从电荷移动角度看
电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的 ，从而保持电路中有持续电流．
电源在内部能把 从正极A搬运到负极B，如图所示．
电势差
电子
(2)从能量转化的角度看
搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为 ．
电能
二、恒定电流
1．恒定电场
(1)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的．
(2)特点：任何位置的 都不随时间发生变化．
2．恒定电流
(1)定义：大小、 都不随时间变化的电流叫恒定电流．
(2)大小：是单位时间内通过导体横截面的电荷量．表示电流强弱程度的物理量．
电源
导线
电场强度
方向
电荷量
安培
正电荷
电流表
计算电流时，首先分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电荷量q为通过横截面的自由电子的电荷量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，电荷量q为正、负离子电荷量绝对值之和．
(1)在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为多少安？
(2)某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 C，则电解液中的电流为多少安？
因负电荷形成的电流方向与其定向移动方向相反，所以两种电荷形成电流方向相同．
故电解液中的电流为：I＝I1＋I2＝2 A.
答案：　(1)1 A　(2)2 A
电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m2的导线，那么电路中的电流是(　　)
A．0.016 mA　　　　　　　B．1.6 mA
C．0.16 μA D．16 μA
答案：　C
1．建立模型
如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.
3．结论
由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．
4．三种速率的比较
答案：　AC
答案：　D
已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？
1．关于电源以下说法正确的是(　　)
A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
解析：　电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A错．从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，故C错．电源是对电路提供能量的装置，故D错．
答案：　B
2．关于电流，下列说法正确的是(　　)
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
答案：　C
3．关于电流的概念，下列说法中正确的有(　　)
A．导体中有电荷运动就形成电流
B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向
C．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位
D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
解析：　导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A错．电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则．为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错．在国际单位制中．共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确．对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，自由电子不能定向运动，故电流为零，D正确．
答案：　CD
4．关于电流的方向，下列说法中正确的是(　　)
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板
解析：　在电源的外部电路中，电流从电源正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误．电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误．电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D正确．
答案：　AD
5．某电解池，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)
A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
答案：　D
6．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有(　　)
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
答案：　AB
7．(2011·大纲全国卷)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是(　　)
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
答案：　AC
8．如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V,60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20 s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？