众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程．18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了．但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”．伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣．经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源——伏打电池．后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了．

　　1、什么是电流？

　　大量电荷定向移 动形成电流．

　　2、电流形成的条件：例如：

　　静电场中导体达到静电平衡之前有电荷定向移动；

　　电容器充放电，用导体与电源两极相接．

　　（1）导体，有自由移动电荷，可以定向移动．同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”．导体包括金属、电解液等，自由电荷有电子、离子等．

　　（2）导体内有电场强度不为零的电场，或者说导体两端有电势差，从而自由电荷在电场力作用下定向移动．

　　（3）持续电流形成条件：要形成持续电流，导体中场强不能为零，要保持下去，导体两端保持电势差（电压）．电源的作用就是保持导体两端电压，使导体中有持续电流．

　　3、点击此处观看动画“电流的形成”，体会电流形成的原理．

　
    导体中电流有强有弱，用一个物理量“电流强度”描述电荷定向移动的快慢，从而描述电流的强弱：

　　1、定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值．这样可以通过电荷定向移动的快慢来描述电流强弱，这个比值称为电流强度．简称电流，用表示

　　2、表达式：

　　3、单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单位是基本单位，在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A．1A＝1C／s．常用单位还有毫安（mA）、微安（A）．1A＝10³mA＝10⁶A…．

　　4、性质：电流强度是标量．初中学过并联电路干路电流等于各支路电流之和．但电流是有方向的．（有方向的量不一定是矢量，是否矢量关键看满不满足平行四边形法则）．

　　5、电流方向的规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反．

　　正电荷在电场力的作用下，从高电势向低电势运动，所以电流是由高电势向低电势流动，在电源外部，是由电源正极流向负极．

　　6、决定电流大小的微观量

　　如下图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间t内处于相距为的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C．由可得．

　　注意：自由电荷的定向移动速度很小，远小于电场的传播速度（等于光速3×10⁸m/s）．电路一接通，导线中以3×10¹⁰m/s的速率在各处建立电场，导线各处自由电子几乎同时开始做定向移动，在整个电路中几乎同时形成电流．

　　7、电流分类

　　按方向分成两大类：直流电和交流电

　　直流电：方向不变，如果直流电大小不变，就称为恒定电流，这是高中阶段电流知识的重点．

　　交流电：方向随时间变化

　　前面讨论了电流，尤其是持续电流的形成，要求导体两端有电势差，即电压．电压和电流与电阻究竟有什么关系？这可利用实验来研究：

　　实验电路图，为待测电阻（定值电阻）．

　　闭合开关后，移动滑动变阻器触头，可观察到电表发生变化，表明导体两端的电压和电流都与导体的电阻有关．

　　思考：如何由实验得到电压和电流与电阻的关系呢？

　　分析：用控制变量法，先保证其中的一个量保持不变，让其余两个量之间相关，然后结合起来分析．

　　保证电阻不变，调节电压，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数．电压表测得的是导体R两端电压，电流表测得的是通过导体的电流，可记录在下面表格中．

　　注意：这一方法可以类比数学中函数图像，用描点法来研究，思考一下物理与数学的联系．

　　把所得数据描绘在直角坐标系中，确定和之间的函数关系．把换成与之不同的，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线．

　　分析：

　　这些点所在的曲线包不包括原点？包括，因为当时，．

　　这些点所在曲线是一条什么曲线？过原点的斜直线．

　　伏安特性曲线：导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线，如下图所示．

　　图线斜率的物理意义：斜率的倒数表示电阻．

　　结论：给定导体，导体中电流与导体两端电压成正比，，或者

　　1、电阻R

　　（1）定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻．

　　（2）定义式：

　　（3）单位：电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻的单位：欧姆，简称欧，符号是，，常用的单位还有千欧（）和兆欧（），．

　　说明：①对于给定导体，一定，不存在与成正比，与成反比的关系．

　　②这个式子（定义）给出了测量电阻的方法——伏安法．仅仅是电阻的定义式，而不是决定式，电阻的大小不决定于电压和电流．

　　2、欧姆定律

　　德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流跟电压、电阻的关系，最后得出用他的名字命名的定律．

　　（1）内容表述：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻成反比．

　　（2）公式表示：

　　注意：

　　式子中的三个量、、必须对应着同一个研究对象

　　适用范围：大量实验表明，欧姆定律适用于纯电阻电路（金属、电解液等），对于非纯电阻电路来讲则不然（对气体导电不适用）．

    点击此处观看视频“电流与电路”

【1、电流的计算】

　　（1）在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为=___________A；

　　（2）某电解槽横截面积为0.5m²，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为=___________A．

　　分析解答：

　　（1）根据电流的定义式得到10s内通过横截面积的电流为1A．

　　（2）正负粒子的电量均为10库，则10s内通过横截面积的总电量为20库．

【2、用比例法求解电流】

　　当导体两端的电压变为原来的1/2时、流过导体的电流减少0.5A，则当导体两端的电压增为原来的两倍时，流过导体的电流多大？

　　分析解答：

　　本题中涉及到的未知量较多，可由欧姆定律建立方程组求解；因为对一定的导体其电阻是一定的，所以由欧姆定律知，导体中的电流强度与导体两端的电压成正比，故本题也可用比例法求解．

　　解法一：

　　设导体电阻为R，原来两端电压为，通过导体的电流强度为，由欧姆定律得：

　　…………(1)

　　当导体两端电压为U/2时，根据电流强度的定义式得：

　　…………(2)

　　当导体两端电压为2U时，设导体的电流为，则有：

　　…………(3)

　　将看成未知量，由（1）（2）（3）联立求解得：=2A

　　解法二：

　　设原来导体两端的电压为U，导体的电流为I，倒替两端的电压为2U时，导体的电流为，

　　因为，所以可以得：

　　…………(1)

　　…………(2)

　　联立求解得：=2A

【3、关于欧姆定律的简单应用】

　　电路中有一段导体，给它加上3V的电压时，通过它的电流为，可知这段导体的电阻为________；如果给它两端加2V的电压，则通过它的电流为______；如果在它两端不加电压，它的电阻为_______．

　　解析：由欧姆定律得：

．

　　导体的电阻不随所加的电压变化，并与是否通电无关，所以当时：

．

　　在不加电压时，电阻仍为．

【4、关于伏安特性曲线】

　　有两段导体，它们的伏安特性曲线分别为下图中的1、2所示，则两段导体的电阻之比______；当两段导体中的电流相等时，他们的电压之比______；当两段导体两端的电压相等时，通过他们的电流强度之比________．

　　解析：在U—I图线上，电阻等于图线斜率的倒数，

　　　　，

　　　　，

　　　　，

　　　　由欧姆定律得，电流相等时：

　　　　；

　　　　电压相等时：

　　　　（这也可以从图线上直接查得）