高中物理 第3章 恒定電流 第1節(jié) 電流 電流素材 魯科版選修3-1（通用）

電流 科學(xué)上把單位時(shí)間里通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫做電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流。通常用字母 I 表示，它的單位是安培，符號(hào) A ，也是指電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)。導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下做有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形成了電流。電源的電動(dòng)勢(shì)形成了電壓，繼而產(chǎn)生了電場(chǎng)力，在電場(chǎng)力的作用下，處于電場(chǎng)內(nèi)的電荷發(fā)生定向移動(dòng)，形成了電流。電流的大小稱為電流強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱電流，符號(hào)為I），是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量，每秒通過1庫(kù)侖的電量稱為1安培（A）。安培是國(guó)際單位制中所有電性的基本單位。 除了A，常用的單位有千安（kA）毫安（mA）、微安(A) 。1A=1000mA=1000000A，電學(xué)上規(guī)定：正電荷定向流動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。電流微觀表達(dá)式I=nesv,n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)，e為電子的電荷量，s為導(dǎo)體橫截面積，v為電荷速度。大自然有很多種承載電荷的載子，例如，導(dǎo)電體內(nèi)可移動(dòng)的電子、電解液內(nèi)的離子、等離子體內(nèi)的電子和離子、強(qiáng)子內(nèi)的夸克。這些載子的移動(dòng)，形成了電流。定義:單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，叫電流，通常用I代表電流，表達(dá)式，單位是“安培”（這個(gè)單位是為了紀(jì)念法國(guó)物理學(xué)家安培在電學(xué)研究中的巨大貢獻(xiàn)而命名的），簡(jiǎn)稱“安”，符號(hào)“A”。英國(guó)物理學(xué)家法拉第在1831年做了切割磁力線實(shí)驗(yàn)，在閉合回路中就有電流產(chǎn)生。這一現(xiàn)像證明電和磁之間可以相互轉(zhuǎn)換。電流是物理學(xué)中的七個(gè)基本量綱之一（另外6個(gè)為：長(zhǎng)度m、時(shí)間s、質(zhì)量kg、熱力學(xué)溫度K、發(fā)光強(qiáng)度cd、物質(zhì)的量mol)。電流分直流和交流兩種，電流的方向不隨時(shí)間的變化的叫做直流，電流的大小和方向隨時(shí)間變化的叫交流。電流是指一群電荷的流動(dòng)1。電流的大小稱為電流強(qiáng)度，是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量，每秒通過一庫(kù)侖（6.242 × 1018 個(gè)電子）的電量稱為一安培（Ampere）。安培是國(guó)際單位制中的一種基本單位1。電流表是專門測(cè)量電流的儀器。大自然有很多種承載電荷的載子，例如，導(dǎo)電體內(nèi)可移動(dòng)的電子、電解液內(nèi)的離子、電漿內(nèi)的電子和離子、強(qiáng)子內(nèi)的夸克2。這些載子的移動(dòng)，形成了電流。單位:國(guó)際單位制中電流的基本單位是安培。1安培定義為：在真空中相距為1米的兩根無限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，通以相等的恒定電流，當(dāng)每米導(dǎo)線上所受作用力為2×10-7 N時(shí)，各導(dǎo)線上的電流為1安培。初級(jí)學(xué)習(xí)中1安培的定義：1秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為1庫(kù)侖，即：1安培=1庫(kù)侖/秒。換算方法：1kA=1000A，1A=1000mA，1mA=1000A，1A=1000nA，1nA=1000pA一些常見的電流：電子手表1.5A至2A，白熾燈泡200mA，手機(jī)100mA，空調(diào)5A至10A，高壓電200A，閃電20000A至200000A。定義公式： , Q為通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，單位是庫(kù)侖。t為電荷通過導(dǎo)體的時(shí)間，單位是秒。方向：物理上規(guī)定電流的方向，是正電荷定向移動(dòng)的方向。電流運(yùn)動(dòng)方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反。電荷指的是自由電荷，在金屬導(dǎo)體中的自由電荷又叫自由離子，在酸，堿，鹽的水溶液中是正離子和負(fù)離子。在電源外部電流沿著正電荷移動(dòng)的方向流動(dòng)。在電源內(nèi)部由負(fù)極流回正極。表達(dá)式：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量Q跟通過這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流，也叫電流強(qiáng)度。即 I=Q/t 。如果在1s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是1C，導(dǎo)體中的電流就是1A。決定電流大小的微觀量：在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為e，電荷的定向移動(dòng)速率為v，則在時(shí)間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過截面C。由可得I = nesv。其中：n ：表示單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)；e：電子的電量；s：為導(dǎo)體橫截面積；v：為自由電子定向移動(dòng)的速率。獲得條件：電路中保持有恒定的電動(dòng)勢(shì)（電力場(chǎng)）。電路連接好，閉合開關(guān)，處處相通的電路叫做通路（也稱為閉合電路）。開關(guān)未合閉，或電線斷裂、接頭松脫致使線路在某處斷開的電路，叫做開路（也稱為斷路）。導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫做短路(通路)。規(guī)律：串聯(lián)電路:電流：I總=I1=I2（串聯(lián)電路中，電路各部分的電流相等）并聯(lián)電路:電流：I總=I1+I2（并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和）并聯(lián)電路電流特點(diǎn)電流不偏心：電流會(huì)走每一條支路能省就省：如支路中出現(xiàn)短路電流會(huì)走那里不走回頭路：絕不會(huì)倒回電源正極計(jì)算式:電流的方向與正電荷在電路中移動(dòng)的方向相同。實(shí)際上并不是正電荷移動(dòng)，而是負(fù)電荷移動(dòng)。電子流是電子（負(fù)電荷)在電路中的移動(dòng)，其方向?yàn)殡娏鞯姆聪?。電流?qiáng)度可以用公式表達(dá)為：其中，Q為電量（單位是庫(kù)侖），t為時(shí)間（單位是秒）。(部分電路歐姆定律）或I=E(電動(dòng)勢(shì))/(R外+r內(nèi)) 或I=E/(R+Rg檢測(cè)器電阻+r)(閉合電路歐姆定律）在 中如果正負(fù)離子同時(shí)移動(dòng)形成電流，那么Q為兩種電荷的電量和。產(chǎn)生條件：1、必須具有能夠自由移動(dòng)的電荷。2、導(dǎo)體兩端存在電壓（要使閉合回路中得到持續(xù)電流，必須要有電源）。