電源和電流課件(人教版選修)

1、共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁1下列說法中正確的有( )A導體中有自由移動的電荷(dinh)運動就形成電流B電流的單位是安培C電流有方向，它是一個矢量D.電流的方向就是電荷定向移動的方向【解析】選B.導體中自由電荷的定向移動形成電流，A選項中沒有定向，故A錯誤；電流的單位是安培，是七個基本物理量之一，B正確；電流有方向，但它是一個標量，C錯誤；規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向，D錯誤.共六十三頁2對電流概念的正確理解是( )A通過導體的橫截面的電量越多，電流越大B導體的通電(tng din)時間越小，電流越大C單位時間內通過導體橫截面的電量越大，電流越大D導體中的自由電荷

2、越多，電流越大【解析】選C.由電流的定義式 知，電流等于單位時間內通過導體橫截面的電量，所以單位時間內通過導體橫截面的電量越大，電流越大，C正確，A、B 、 D錯誤.共六十三頁3.(2010天津模擬)關于電流，下列敘述正確的是( )A.只要將導體置于電場中，導體中就有持續(xù)電流B.電源的作用可以使電路中有持續(xù)電流C.導體中沒有電流時，就說明導體內部的電荷沒有移動D.恒定(hngdng)電流是由恒定(hngdng)電場產生的【解析】選B、D.恒定電流是導體兩端有穩(wěn)定的電壓而形成的，故A錯.電源的作用就是在導體兩端加上穩(wěn)定的電壓，從而在導體內部出現(xiàn)了恒定電場而產生恒定電流，B、D正確.沒有電流時，導

3、體內電荷做熱運動，C錯.共六十三頁4.有穩(wěn)定電流時關于導體中的恒定電場(din chng)，下列說法中正確的是( )A.導體中的電場是由電源兩極電荷在空間直接形成的B.導體中的電場是導體內自由電荷形成的C.由于處于靜電平衡狀態(tài)，導體內場強為零D.導體中的電場分布不隨時間變化【解析】選D.有穩(wěn)定電流時，導體中的電場是由電源、導線管等電路元件所積累的電荷共同形成的，故A、B錯.導體內電場不為零，不是靜電平衡狀態(tài)，故C錯.導體中的電場是恒定電場，電荷分布不隨時間變化，故D正確.共六十三頁5.某導體單位長度內電子數為n，電子電荷量為e,導體橫截面積為S，導體中電流大小為I,則電子定向移動速率為( )A

4、.I/ne B.I/neSC.ne/I D.ne/Iv【解析】選A.由電流定義式I=q/t，時間(shjin)t內通過某一橫截面電荷量q=nvte，電流為 所以 A正確，B、C、D錯誤.共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁【典例1】已知電子(dinz)的電荷量為e、質量為m，氫原子的電子(dinz)在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子(dinz)運動形成的等效電流大小為多少？【思路點撥】 解答此題需注意以下三點：共六十三頁【標準(biozhn)解答】根據電流大小的定義式去求解，截取電子運動軌道的任一截面，在電子運動一周的時間T內，通過這個截面的電荷量Q

5、=e，則有:再由庫侖力提供向心力有：共六十三頁共六十三頁【變式訓練】我國北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為240 m的近似圓形軌道，電子電荷量e=1.610-19C，在整個環(huán)中運行(ynxng)的電子數目為51011個，設電子的運行速度是3107 m/s，則環(huán)中的電流是( )A.10 mA B.1 mA C.0.1 mA D.0.01 mA【解析】選A.電子運動一周的時間為：在T時間內通過任意橫截面的電量為：q=ne電流為： 共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁【典例2】在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入(jnr)電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為

6、S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為l的電子束內的電子個數是共六十三頁【思路點撥(din bo)】解答本題時，可按以下思路分析：【標準解答】選B.設電子經加速電場加速后的速度為v，電子束中單位長度內自由電子數為n，則 I=nev,長為l的電子束中的電子數N=nl,聯(lián)立以上三式解得共六十三頁【變式訓練】有一橫截面積為S的銅導線，流經其中的電流為I，設每單位體積的導線有n個自由電子，電子的電荷量為e，此時(c sh)電子的定向移動速率為v，在t時間內，通過導線橫截面的自由電子數目可表示為( )AnvSt Bnvt C.It/e D.It/Se【解析

7、】選A、C.通過導線橫截面的電量為：q=It,自由電子數目可表示為:N=q/e=It/e,C正確，D錯誤；由電流的微觀表達式得：I=nevS,代入上式得：N=nvSt,A正確，B錯誤.共六十三頁共六十三頁共六十三頁共六十三頁【典例3】以下說法正確的是A.自由電子定向移動速率就是電子熱運動速率B.電子的定向移動是在速率很大的無規(guī)則熱運動上附加了一個速率很小的定向移動C.電流的傳導速率就是導體內自由電子的定向移動速率D.在金屬導體內當自由電子定向移動時，它們的熱運動就消失了【思路點撥】本題從形成持續(xù)電流的原因及三種(sn zhn)速率的區(qū)別分析解答.共六十三頁【自主解答】 選B.電流的傳導速率等于

8、光速，而電子定向移動速率很小，C不對.電子定向移動速率是在電子以較大速率無規(guī)則熱運動的基礎上附加的一個(y )很小的定向移動速率，A不對，B對.自由電子定向移動時仍在無規(guī)則的熱運動，D不對.共六十三頁【變式訓練】關于電流的概念，下列說法正確的是( )A.通過導體橫截面的電荷量越多，電流越大B.電子的定向移動速率越大，電流越大C.單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多，導體中的電流越大D.電場的傳導速率越大，電流越大【解析】選C.由電流的定義式知，單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多，導體中的電流越大，故A錯誤，C正確；由電流微觀表達式I=neSv可知(k zh)，僅定向移動速率v增大，電流不一定

9、增大，故B錯誤；電場的傳導速率是光速，電流的大小與電場的傳導速率無關，D錯誤.共六十三頁【典例4】如圖所示的電解槽中，如果(rgu)在4 s內各有8 C的正、負電荷通過面積為0.8 m2的橫截面AB，那么共六十三頁(1)在圖中標出正、負離子定向移動的方向；(2)電解槽中的電流方向如何？(3)4 s內通過(tnggu)橫截面AB的電量為多少？ (4)電解槽中的電流為多大？【思路點撥】電解槽中有正、負兩種帶電離子，同時向相反的方向運動，判斷電流方向時依據正電荷的定向移動方向為電流方向來判斷；計算電流大小電量應為兩種電量的絕對值之和.共六十三頁【標準(biozhn)解答】(1)電源與電解槽中的兩極相

10、連后，左側電極電勢高于右側電極電勢，由于在電極之間建立電場，電場方向由左指向右，故正離子向右移動，負離子向左移動(2)電解槽中的電流方向向右(3)8 C的正電荷向右通過橫截面AB，而8 C的負電荷向左通過該橫截面，相當于又有8 C正電荷向右通過橫截面，4 s內通過橫截面AB的電量為16 C.(4)由電流強度的定義共六十三頁1.(2010綿陽高二檢測)以下說法正確的是( )A.導體中的電流是正電荷的定向移動形成(xngchng)的B.電荷定向移動的速率等于電流的傳導速率C.單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大D.導體中越粗的地方單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多，電流越大共六十三頁【解

11、析】選C.金屬導體(dot)中的電流是電子，即負電荷的定向移動形成的，故A錯誤；電流的傳導速率等于光速，而電荷定向移動的速率比光速小很多，數量級為10-5 m/s，B錯誤；由電流的定義知單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多，電流越大，C正確；由電流的微觀表達式I=nqvS知，橫截面積大，I不一定大，因為還與定向移動速度v有關，D錯誤.共六十三頁2.(2010德州高二檢測)在彩色電視機的顯像管中，從電子槍射出的電子在加速電壓U的作用下被加速，且形成電流強度為I的平均電流，若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收.設電子的質量為m，電荷量為e，進入加速電場之前的速度不計，則在t秒內打在熒光屏上的電

12、子數為多少？【解析(ji x)】在任何相等時間里，通過電子流動的任一橫截面的電荷量是相等的，熒光屏是最后的一個橫截面，故有t時間里通過該橫截面的電量Q=It，這樣就可得到t時間里打在熒光屏上的電子數目，答案:It/e共六十三頁1.(5分)如圖驗電器A帶負電，驗電器B不帶電，用導體棒連接(linji)A、B的瞬間，下列敘述中錯誤的是( )A.有瞬時電流形成，方向由A到BB.A、B兩端的電勢不相等C.導體棒內的電場強度不等于零D.導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動共六十三頁【解析】選A.由A帶負電，在A導體周圍存在指向A的電場，故B端所在處的電勢 B應高于A端電勢 A，B正確；在導體棒中有由

13、B指向A的電場，場強不為零，C正確；自由電荷在電場力的作用下做定向移動(ydng)，D正確；由于導體棒中的自由電荷為電子，故移動方向由A指向B，電流方向應由B到A，A錯誤.共六十三頁2.(2010黃岡高二檢測)(5分)一個半導體收音機，電池供電的電流(dinli)是8 mA，也就是說( )A.1 h電池供給1 C的電量B.1 000 s電池供給8 C的電量C.1 s電池供給8 C的電量D.1 min電池供給8 C的電量【解析】選B.根據q=It，A、C、D錯誤，B正確.共六十三頁3.(5分)在由電源、導線等電路元件所組成的電路中，以下說法正確的是( )A.導線中的電場(din chng)強度處

14、處為零B.導線中的電場強度方向跟導線方向平行C.導線處于靜電平衡狀態(tài)D.導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低共六十三頁【解析】選B、D.在電源和導線中感應電荷的共同作用下，垂直導線方向的電場相互抵消，在導體中形成了沿導線方向的電場，即導線中的電場強度方向跟導線方向平行，B正確，A錯誤；導體內有電場，說明導體不是(b shi)靜電平衡狀態(tài)，C錯誤；沿電場方向電勢逐漸降低，電場方向就是正電荷的受力方向，也就是電流的方向，即導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低，D正確.共六十三頁4.(2010德州高二檢測)(5分)示波管中，2 s內有61013個電子通過橫截面大小不知的電子槍，則示波管中電流大小為( )

15、A.4.810-6 A B.310-13 AC.9.610-6 A D.無法確定【解析(ji x)】選A.由電流的定義得A正確，B、C、D錯誤.共六十三頁5.(5分)氫原子核外只有一個電子，它繞氫原子核運動的角速度為=1016rad/s，則電子繞核運動的等效(dn xio)電流為( )A.8104 A B.810-4 AC.4104 A D.410-4 A【解析】選B.電子繞原子核運動的周期為:電子繞核運動的等效電流為:B正確；A、C、D錯誤.共六十三頁6.(7分)某電解池中，若在4 s內各有1.01019個二價正離子和2.01019個一價負離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是多少？【解析

16、】當導體(dot)中正負電荷同時向相反方向定向移動時，通過某截面的電量應是兩者絕對值的和，則在2 s內通過截面的總電量應為：q=1.610-1921.01019 C+1.610-19 12.01019C=6.4 C.根據電流的定義式得：I=q/t=6.4/4 A=1.6 A答案:1.6 A共六十三頁共六十三頁【思維拓展】7.(9分)夏季某日午后，某地區(qū)距地面約1 km的空中有兩塊烏云，相距3 km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢差能保持約為3109 V不變.已知空氣的電場擊穿場強為3106 V/m.請對以下問題進行估算.(1)當兩塊烏云相距多少米時會發(fā)生電閃雷鳴？(2)當電閃雷鳴

17、時，若兩塊烏云之間通過的電量為 500 C，可釋放多少能量？(3)這次(zh c)放電現(xiàn)象歷時約0.01 s，則其平均電流約為多大？共六十三頁【解析(ji x)】(1)由 得(2)釋放的能量E能=qU=5003109 J=1.51012 J.(3)由電流的定義得答案:(1)1 000 m (2)1.51012 J (3)5104 A共六十三頁8.(探究創(chuàng)新)(9分)小明發(fā)現(xiàn)家中的石英鐘電池每年更換一次，這個時間遠大于手電筒和爸爸(b b)的剃須刀的用電時間，于是他猜想石英鐘的工作電流非常小.他查了一下資料，所用電池為5#堿性干電池，容量為0.425 Ah，電動勢為1.5 V.據此他證明了自己的

18、猜想.請你分析一下石英鐘的工作電流大約是多少？(保留一位有效數字，一年按360天計算)共六十三頁【解析】電池容量0.425 Ah為電池容納的電荷量，電池用完后可認為電荷幾乎(jh)沒有剩余.用容量除以使用時間，便是工作電流答案:510-5 A共六十三頁1.下列敘述正確的是( )A.導體中電荷運動就形成電流B.電流是矢量C.導體中有電流通過(tnggu)時，導體內部場強不為零D.只有自由電子的定向移動才能形成電流【解析】選C.不論是正電荷還是負電荷,只要定向移動都形成電流,A、D錯誤;電流雖然有方向但不是矢量,是標量,B錯誤;導體中有電流通過時，導體內部場強方向與導體平行,不為零，C正確.共六十

19、三頁2關于電流的方向，下列說法正確的是( )A在金屬導體中，電流的方向是自由電子定向移動的方向B在電解液中，電流的方向為負離子定向移動的方向C無論在何種導體中，電流的方向都與負電荷定向移動的方向相反(xingfn)D在電解液中，由于是正、負電荷定向移動形成的電流，所以電流有兩個方向【解析】選C.無論在何種導體中電流的方向都是正電荷定向移動方向，負電荷定向移動的反方向，故A、B、D錯誤，C正確.共六十三頁3下列關于電流的說法中，正確的是( )A金屬導體中，電流的傳播速率就是自由電子定向移動的速率B溫度升高時，金屬導體中自由電子熱運動加快，電流也就加大C電路接通后，電子就由電源出發(fā)，只要經過一個極

20、短的時間就能到達(dod)用電器 D通電的金屬導體中，自由電子的運動是熱運動和定向移動的合運動，電流的傳播速率等于光速共六十三頁【解析】選D.電流的傳播速率等于光速，自由電子定向移動的速率遠小于光速，兩者不相等，A錯誤；金屬導體中電流的大小與自由電子的定向移動速度(sd)有關，與自由電子熱運動無關，B錯誤；電路接通后，只要經過一個極短的時間電流就能傳到用電器，但是并不是電子經過一個極短的時間就到達用電器，電子自由移動的速度(sd)很小，C錯誤；在通電的金屬導體中，電子參與了兩種運動，無規(guī)則熱運動和定向移動，自由電子的運動是熱運動和定向移動的合運動，電流的傳播速率等于光速，D正確.共六十三頁4某

21、一探測器因射線照射，內部氣體電離，在時間t內有n個二價(r ji)正離子經過某一截面，同時有2n個電子也經過該截面，則探測器電路中的電流為( )A0 B2ne/t C3ne/t D4ne/t【解析】選D.經過這個截面的有正負兩種電荷，所以電量應該等于兩種電量絕對值的和，故電流為A 、 B、C錯誤，D正確.共六十三頁5.如圖所示，在電解槽中，如果(rgu)在5 s內共有2 C正離子和2 C負離子通過面積為S=0.1 m2的某橫截面，那么5 s內通過該橫截面積的電荷量為_，通過該橫截面的電流為_共六十三頁【解析】經過這個截面的有正負兩種電荷，所以電量應該(ynggi)等于兩種電量絕對值的和，所以q=4 C,電流為I=q/t=4/5 A=0.8 A答案:4 C 0.8 A共六十三頁6在某次閃電中，持續(xù)時間為0.005 s所形成的平均電流為6.0104 A，若閃電過程中產生的電荷以0.5 A的電流通過電燈，試求可供電燈照明的時間.【解析】閃電過程中釋放(shfng)的電量為:q=It=6.01040.005 C=300 C可供電燈照明的時間為：答案:6102 s共六十三頁7.來自質子源的質子(初速度為零)，經一加速電壓為800 kV 的直線(zhxin)加速器加速，形成電流強度為1 mA的細柱形質子流.已知質子電荷量e=1.610-19 C，這束質子流每秒打到靶上的質子數為_個