專題2.1 電源和電流-2020屆高中物理同步講義 人教版(選修3-1)

1、第二章恒定電流第1節(jié)電源和電流一、電源和恒定電場1電源的概念電源就是把從正極搬遷到負極的裝置。從能量的角度看，電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榈难b置。2電源的作用保持導(dǎo)體兩端的（電壓），使電路有持續(xù)的電流。3導(dǎo)線內(nèi)的電場有電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的共同形成的。詳盡的分析說明：盡管這些電荷也在運動，有的流走了，但是另外的又來補充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場的分布也是穩(wěn)定的，故稱。4恒定電場由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的電場稱為恒定電場。二、電流及其微觀表達式1電流通過導(dǎo)體橫截面的跟通過這些電荷量所用的時間的。2電流的定義式。3電流的單位安（安培），。1ma

2、=a，1a=a。自由電子電能電勢差電荷恒定電場穩(wěn)定的電荷量比值iqta10-310-6電流的微觀表達式取一段粗細均勻的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動的速率為v。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個橫截面b和c，橫截面積為s，導(dǎo)體中每單位體積的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷帶的電荷量為q，則在時間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。體積為v=vts電荷數(shù)為n=nv總電荷量為q=nvq=nvtsq電流為i=q/t=nvqs此即電流的微觀表達式?！纠}】如圖所示是靜電除塵器示意圖，a接高壓電源正極，b接高壓電源的負極，ab之間有很強的電場，空氣被電離為電子和正離子，電

3、子奔向正極a的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電吸附到正極a上，排出的煙就成為清潔的了，已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜除塵的質(zhì)量為m，計算高壓電源的電流i（電子電荷量設(shè)為e，阿伏伽德羅常數(shù)為na，一晝夜時間為t）。q=mnne，q=it，mnne=1it，i=。2t參考答案：i=2mnnaet試題解析：根據(jù)電流定義式，只要能夠計算出一晝夜時間內(nèi)通過的電荷量q，就可以求出電流。由于電離出的氣體中電子和正離子同時導(dǎo)電，煤粉吸附的電荷量為總電荷量的一半。2mnneaa規(guī)律總結(jié)：1當(dāng)正、負電荷同時參與導(dǎo)電時，電流定義式中的電荷量是正、負電荷的電荷量的絕對值之和；2電流與橫截面積結(jié)無關(guān)，電

4、流的方向與自由電子定向移動的方向相反；3等效思想：將電荷的繞核運動等效為電荷沿著一個環(huán)形導(dǎo)體定向運動，從而形成環(huán)形電流，再結(jié)合電流的定義式求解。amirnsersemrsemr1關(guān)于電流，下列說法中正確的是a通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大b電流的方向就是自由電荷定向移動的方向c單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大d因為電流有方向，所以電流是矢量2（2018廣西柳州高級中學(xué)高三沖刺模擬）下列關(guān)于電流的說法中正確的是a導(dǎo)體棒中電子運動的速率越大，電流越大b單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大c因為電流既有大小也有方向，所以是矢量d閉合回路的導(dǎo)體做切割磁感

5、線的運動就一定有感應(yīng)電流3（2018江西省九江市第三中學(xué)高二專項檢測）一根橫截面積為s的銅導(dǎo)線，通過電流為i。已經(jīng)知道銅的密度為，銅的摩爾質(zhì)量為m，電子電荷量為e，阿佛加德羅常數(shù)為na，設(shè)每個銅原子只提供一個自由電子，則銅導(dǎo)線中自由電子定向移動速率為minainainasebcda4某根導(dǎo)線中的電流為1.6a，則在0.5s內(nèi)通過這根導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為a0.8cb1.2cc0.8kd1.2k5（2018福建省廈門市高二質(zhì)量檢測）關(guān)于電源和電流，下述說法正確的是a電源的電動勢在數(shù)值上始終等于電源正負極之間的電壓b由公式ru可知，導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比ic從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是把其

6、他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置d閉合日光燈開關(guān)，日光燈立刻就亮了，這表明導(dǎo)線中自由電荷定向運動的速率接近光速6（2018內(nèi)蒙古太仆寺旗寶昌一中高二期末考試）導(dǎo)體中的電流是5a，那么在3.2s內(nèi)通過導(dǎo)體的橫截面定向移動電荷量為q，相當(dāng)于有n個電子通過該截面，則下列正確的是aq=1.610-5c；n=1014個bq=1.610-2c；n=1017個cq=1.610-5c；n=1015個dq=1.610-2c；n=1014個7飛機在空中飛行時，其表面因不斷與空氣摩擦而帶電。某次飛行中，飛機0.5s內(nèi)帶電荷量增加約17c，此過程中形成的電流約為a34mab34ac8.5mad8.5a8（2018北京四中高

7、二期末考試）若通過一段導(dǎo)體的電流是2a，則1分鐘內(nèi)通過該導(dǎo)體某截面的電量為a2cb0.5cc120cd200c9如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來，已知截面面積s=2s，在銅導(dǎo)線上取一截面a，鋁銅在鋁導(dǎo)線上取一截面b，若在1s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是aia=ibbia=2ibcib=2iad不能確定10（2018湖南省邵陽市第二中學(xué)高二期末考試）有關(guān)電流的下列說法正確的是a因為電流有方向，因而電流是矢量b由i=q/t知，i與q成正比，與通電時間t成反比c金屬導(dǎo)體里面電流的方向和自由電子定向移動的方向相同d單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量越多，

8、導(dǎo)體中的電流越大11如圖所示的電解液接入電路后，在ts內(nèi)有n1個一價正離子通過溶液內(nèi)截面s，有n2個二價負離子通過溶液內(nèi)截面s，設(shè)e為元電荷，則以下關(guān)于通過該截面電流的說法正確的是b當(dāng)n1n2時，電流方向由a指向b，電流i=(na當(dāng)n1=n2時，電流大小為零1-2n)e2tc當(dāng)n1n2時，電流方向由b指向a，電流i=(2n2-n)e1td電流方向由a指向b，電流i=(2n2+n)e1td金屬球單位時間內(nèi)釋放的熱量為q=nmv（1-）12有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而乙在單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量是甲的2倍，以下說法中正確的是a甲、乙兩導(dǎo)體中的電流相同b乙導(dǎo)體中的電流是甲導(dǎo)體的2

9、倍c乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速度是甲導(dǎo)體的2倍d甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速度大小相等13（2018湖南省湖南師大附中炎德英才大聯(lián)考高三模擬）半徑為a的金屬球遠離其它一切物體，通過阻值為r的電阻與大地相連。電子束從遠處射向小球，各物理量達穩(wěn)定狀態(tài)后每秒鐘有n個電子以速度v不斷地落到球上，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，那么以下結(jié)論正確的是a小球的電勢為-nerb通過電阻的電流為ne，且從金屬球流向大地c電阻上的電熟功率為p=1nmv2，小球所帶電荷量是不為零的一個定值212ne2r22mv21c【解析】根據(jù)公式i=qt可知通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，有可能所用的時間也較長，電流不一定a大，

10、根據(jù)定義式可知單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大，錯誤，c正確；電流的方向和正電荷定向移動方向相同，與負電荷定向移動電荷相反，b錯誤；電流是標量，沒有正負方向，d錯誤。2b【解析】由電流的微觀表達式：i=nesv，可知v大，不一定電流就大，故a錯誤；由電流定義式i=qt可知，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量多，導(dǎo)體中的電流就大，故b正確；電流有方向，但電流的計算不適用于平行四邊形定則，電流為標量；故c錯誤；閉合電路在磁場中做切割磁感線運動時，而閉合電路中的磁通量不一定變化，閉合電路中就不一定會有感應(yīng)電流，故d錯誤。3a【解析】設(shè)自由電子定向移動的速率為v，導(dǎo)線中自由電子從

11、一端定向移到另一端所用時間為t，對銅導(dǎo)體研究：每個銅原子可提供一個自由電子，則銅原子數(shù)目與自由電子的總數(shù)相等，為：n=rsvtmna，t時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量為：q=ne，則電流強度為：i=qrsven=tma得：v=mirsnea，故選a。4a【解析】電流為1.6a，時間為0.5s，故電荷量q=it=1.60.5c=0.8c，故選項a正確?！久麕燑c睛】已知電流的大小和通電時間，根據(jù)公式q=it可求導(dǎo)體中的電荷量。5c【解析】電源正負極之間的電壓稱為路端電壓，當(dāng)外電路接通時，路端電壓小于電源的電動勢，故a錯誤；公式r=u是電阻的定義式，與電阻兩端的電壓以及通過它的電流都無關(guān)，故b錯誤；從能量轉(zhuǎn)i化的角度看，電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故c正確；閉合日光燈開關(guān)，日光燈立刻就亮了，是由于導(dǎo)線中電場傳播的速度接近光速，而不是自由電荷定向運動的速率接近光速，故d錯誤。6a【解析】根據(jù)電