内容正文:
15.2 电流和电路(解析版)
考点直击
典例分析+变式训练
考点1 电流
类型1 电流的形成
(1)电流形成的概念:电荷的定向移动形成电流(任何电荷的定向移动都会形成电流);
(2)电流形成的原因:
①电流是电荷的定向移动形成的;
在导体中,大量的自由电荷通常情况下做无规则运动,此时不会形成电流,只有当这些自由电荷发生了定向移动才能形成电流;
②形成电流的电荷有:正电荷、负电荷,酸、碱、盐的水溶液中是正、负离子,金属导体中是自由电子,球面显示器中电子枪的电子流等。
※注意:电荷必须定向移动才能形成电流,而电荷有两种,正电荷和负电荷;正电荷定向移动可以形成电流,负电荷定向移动可以形成电流,还可以是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流。
【典例1】(2021秋•西城区校级期中)关于电流下列说法中正确的是( )
A.只要导体中有自由电荷就能形成电流
B.电路中有了电源就能形成电流
C.正、负电荷定向移动都可以形成电流
D.只有正电荷定向移动才能形成电流
【答案】C。
【解答】解:A、导体中自由电荷发生定向移动才会形成电流,故A错误;
B、电路中有了电源,电路还必须闭合,电路中才会形成电流,故B错误;
CD、正、负电荷定向移动都可以形成电流,故C正确,D错误。
故选:C。
【变式训练】(2021秋•淮北月考)如图所示的是小明在学习电流的形成时所做的笔记,用图甲中水流的形成来类比图乙中电流的形成。请你指出图乙中存在的一处错误并简要说明理由 乙图中的自由电荷错误,应改为自由电子,因为金属导体导电靠自由电子 。
【解答】解:乙图中的自由电荷错误,应改为自由电子,因为金属导体导电靠自由电子。
故答案为:乙图中的自由电荷错误,应改为自由电子,因为金属导体导电靠自由电子。
类型2 电流的方向
(1)电流的方向:正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;
(2)对电流方向的理解:
①正、负电荷的定向移动都可形成电流;
按照规定,负电荷的定向移动方向与电流的方向相反,如金属导线中的电流,主要是由自由电子(可以移动的电子称为自由电子)的定向移动形成的,由于电子带负电,所以金属导线中电流方向与自由电子定向移动的方向相反;
②在电源的外部,电流的方向是从电源正极出发,经用电器回到电源负极;
③在电源的内部,电流的方向是从电源负极流向正极。
※注意判断电流方向时,要明确以下三点:
(1)发生定向移动的是什么电荷;
(2)此电荷从哪个物体转移到哪个物体上;
(3)如果定向移动的电荷是正电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相同;如果定向移动的电荷是负电荷,则电流方向与该电荷移动的方向相反。
【典例2】(2021秋•西青区期末)如图甲,验电器A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙),金属棒中( )
A.电流方向由B流向A B.自由电子从A流向B
C.正电荷从A流向B D.自由电子从B流向A
【答案】D。
【解答】解:
由于验电器A带正电,缺少电子,B的电子会转移到A(即自由电子从B流向A),而电流方向与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的电流方向由A流向B,故AB错误,D正确;
金属导电靠自由电子,不是正电荷的移动形成的,故C错误。
故选:D。
【变式训练】(2022•两江新区模拟)丝绸摩擦过的玻璃棒带 正 电荷(选填“正”或“负”),如图所示,用这根玻璃棒去接触金属箔片已经张开的验电器的金属球,观察到验电器的金属箔片先闭合后又张开,则此过程中形成瞬间电流的方向是 从玻璃棒到验电器 (选填“从玻璃棒到验电器”或“从验电器到玻璃棒”)。
【答案】正;从玻璃棒到验电器。
【解答】解:与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当用带正电的玻璃棒接触验电器时,发现验电器的金属箔先慢慢闭合后又张开,所以刚开始发生了中和现象,这说明验电器原来带的电荷是负电荷,后又张开是因为验电器又带了正电荷;负电荷从验电器转移到玻璃棒上,电流方向是从玻璃棒到验电器。
故答案为:正;从玻璃棒到验电器。
类型3 电流的大小
(1)定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流,每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强);
(2)公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量,“t”表示时间,则,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s);
(3)方向:电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
【典例3】(2021秋•冷水滩区期中)教室里一盏日光灯正常发光流过的电流约150 mA (填单位)。用电器工作时将 电能 能转化为其他形式的能。
【答案】mA;电能。
【解答】解:一盏日光灯正常发光流过的电流约150mA。用电器工作时将电能转化为其