第二章　恒定电流
第1节　电源和电流
1．分别带正、负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线
R中可能存在一个________电流．若要保持持续的电流，A、B
间需维持着一定的________．能使A、B间维持一定的电势差
的装置称为________．
2．达到稳定状态时，导线内的电场是由________、________
等电路元件所积累的电荷共同形成的．电荷的分布是________
的，电场的分布也是________的且导线内的电场线保持和
导线________．
3．由稳定分布的________所产生的稳定的________，称为
恒定电场．
静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电
场中________适用．
4．我们把________都不随时间变化的电流称为恒定电流．
5．I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它
们间的关系式为：________.
1．瞬时　电势差　电源
2．电源　导线　稳定　稳定　平行
3．电荷　电场　同样
4．大小、方向
5．q＝It
一、电源
1．导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流
有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一
条导线R，如下图(a)所示，导线R中的自由电子便会在静电力的
作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减
弱，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，
达到静电平衡．如下图(b)所示
2．电源可使电路中保持持续电流
在上述情况中，导线R中的电流只是一个瞬时电流．倘若在
A、B之间连接一个装置P，它能源源不断地把经过导线R流
到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、
负电荷，这样，A、B周围空间(包括导线之中)始终存在一定
的电场，A、B之间便维持着一定的电势差．由于这个电势差，
导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定
向移动，使电路中保持持续的电流．如下图所示，能把电子从
A搬运到B的装置P就是电源．
下列关于电源的说法正确的是(　　)
A．电源是将其他形式的能转化为电能的装置
B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电
荷，维持一定的电势差
C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电
荷形成的
D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极
解析：在电源内部由非静电力做功(如洛伦兹力等后面将学到)
将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、
负极维持一定的电势差；同时将其他形式的能转化为电能，
故A、B、D正确．导线中的电场是由电源、导线等电路元件
所积累的电荷共同形成的，故C错．
答案：ABD
二、导线中的电场
1．恒定电场的形成
导线本身由许多带电粒子(电子和质子)组成，当它和电源连通后，
在电源两极上的正、负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及
导线的接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外的电
场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向，所
以导线中的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同
形成的，并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(以光速)完成．
2．恒定电场
导线与电源连通后，导线内部很快形成沿导线切线方向的电场，
这个电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．
尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以
电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化．这种由稳
定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场．
由于在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以
它的基本性质与静电场相同．在静电场中所讲的电势、电势差及
其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用．
关于导线中的电场，下列说法正确的是(　　)
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形
成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
解析：导线内的电场线与导线是平行的，故选项A错．导线
中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而
成的，故选项B对．导线内电场不为零，不是静电平衡状态，
导线中的电场是恒定电场，并不是静电场的一种，故选项
C、D错．
答案：B
1．把一个金属导体的两端与具有不同电势的带电物体接触，
导体中的电荷将怎样运动？
答案：金属导体中能够自由移动的电荷是带负电荷的电子，
而负电荷在电场力作用下，将由低电势处向高电势处移动，
因此金属导体中的电荷(电子)将从低电势的物体向高电势
的物体运动．
三、电流
1．电流：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用
时间的比值．
2．物理意义：表示电荷定向移动快慢程度，在数值上等于
单位时间内通过导体某一横截面上的电荷量．
4．单位：安培，符号A，其他单位：毫安(mA)、微安(μA)，
1 A＝103 mA＝106 μA.
5．恒定电流：方向不随时间变化的电流是直流电，方向和大
小都不随时间而变化的电流是恒定电流．
6．五点说明诠释电流概念
(1)电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向．
(2)金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．
电路中每分钟有60万亿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 μA　　　　　　 B．1.6 mA
C．16 μA D．0.16 μA
答案：D
2．关于电流，下列说法中正确的是(　　)
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．单位时间内通过导线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
四、电流的微观表达式
1．电流的微观表达式为I＝nqSv
推导：如右图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，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.
AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.
总电荷量Q＝Nq＝nlSq.
由此可见，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由
电荷数、电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关．
2．三种速率的区别
电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率．
(1)电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即
受到电场力作用而定向移动形成电流．(对整体而言)
(2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级为
10－5 m/s.(对每个电子而言)
(3)电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速
度与温度有关，通常情况为每秒几百米．
某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子相向通过某截面，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
解析：由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，负
离子的反向运动与正离子的正向运动等价．则在2 s内通过
某截面的总电荷量应为：
q＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C＋
1.6×10－19×1×2.0×1019 C＝6.4 C.
由I＝q/t得
答案：D
3．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？若算得“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是
多少个？
答案：3.4×1019(个)
1．关于电流的说法中正确的是(　　)
A．根据I＝q/t，可知I与q成正比
B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，
则导体中的电流是恒定电流
C．电流有方向，电流是矢量
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
解析：依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选
项A是错误的；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任
何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，方向变
化，电流也不是恒定电流，所以，选项B也是错误的．电流
是标量，故选项C也不对．
答案：D
答案：C
答案：A
答案：D
祝
您
学业有成