高中物理第二章恒定电流1电源和电流课后训练新人教选修

第1节 电源和电流1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质．一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，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．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝q t或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103mA ；1 A ＝106μA．判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( )(2)电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( )(3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( )(4)导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，电场线与导线表面垂直．( )(5)公式I ＝qt中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√想一想 电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定电流吗？提示：不一定．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流．做一做 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．vqB ．q vC ．vqSD ．qv S提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t得I ＝vq ，A 正确．对电流的理解1．电流的形成(1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压．(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合．2．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反．3．电流的大小(1)定义式：I ＝qt．用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等．(2)两点说明①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝q t求电流时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q ＝It 是I ＝q t的变形，是求电荷量的重要公式．4．电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量，而是标量．命题视角1 对电流定义的理解(多选)关于电流的概念，下列说法中正确的是( ) A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零[解析] 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确．[答案] CD命题视角2 定义式I ＝q t的应用(2018·重庆校级期中)如图所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下解释中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝（n 1－n 2）e tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流强度I ＝（n 1＋n 2）e t[解析] 正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，A 、B 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，与正、负电荷的数量无关，C 错误，D 正确． [答案] D不同导体中电流的计算方法(1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．(2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I ＝q t求气体导电电流时，q 应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I ＝q t求解等效电流．【题组突破】1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D ．导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确． 电流的微观解释1．建立“柱体微元”模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体l ，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 ．2．理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS ．总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq ．所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝lv ．根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t＝nlSql /v＝nqSv ． 3．影响因素：从微观上看，电流取决于导体单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小和导体的横截面积．4．结论：从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．5．两个公式的比较I ＝q tI ＝nqSv公式性质 定义式 决定式 电流的意义 时间t 内的平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度大量电荷定向移动的宏观表现形成电流的微观实质联系 由I ＝q t可导出I ＝nqSv 【题组过关】1．(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，此电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A ．nvS ΔtB ．nv ΔtC ．I ΔteD ．I ΔtSe解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte，C 正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I ＝nevS ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝nevS Δte＝nvS Δt ，A 正确，B 错误．2．(2018·广东佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I ΔleS m 2eU B ．I Δle m 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δlem 2eU解析：选B ．设电子刚射出电场时速度为v ，长为Δl 的电子束内的电子数为n ，则eU ＝12mv 2 ①I ＝ne Δt ②Δt ＝Δl v③由①②③式解得n ＝I Δle m2eU，故B 正确．[随堂检测]1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B 正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错误．电源是对电路提供能量的装置，故D 错误．2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD ．由电流定义知I ＝q t ＝net，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．3．(高考上海卷)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1．2×10－5A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(e ＝1．6×10－19C)( )A ．3．0×1012B ．1．5×1013C ．7．5×1013D ．3．75×1014答案：B4．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1．6×10－19C)(2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8．5×1028个自由电子) 解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11．6×10－19(个)＝6．25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqSv 得自由电子的平均移动速率v ＝I nqS＝18．5×1028×1．6×10－19×1×10－6 m/s ≈7．35×10－5m/s ． 答案：(1)6．25×1018个 (2)7．35×10－5m/s[课时作业] [学生用书P129(单独成册)]一、单项选择题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：选D ．依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，选项A 错误；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，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B 、C 错误；选项D 正确．2．金属导体内电流增强，是因为( ) A ．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C ．导体内电场的传播速率增大 D ．导体内自由电子的热运动速率增大解析：选B ．对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确；导体内自由电子的热运动与电流的大小无直接关系，D 错误．3．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I ．则下列说法中正确的是( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne解析：选D ．v 0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A 错误．对于电流微观表达式I ＝nqSv ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ，电荷量Q ＝nvte ，所以电流I ＝Q t ＝nev ，所以v ＝I ne，故B 、C 错误，D 正确．4．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9．375×1019个 C ．9．375×1021个 D ．9．375×1020个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9．375×1021个． 5．如图所示的电解池，在1 s 的时间内，共有3 C 的正离子和3 C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是( )A ．0 AB ．1．5 AC ．3 AD ．6 A解析：选D ．电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I ＝q t 得，电路中的电流I ＝3＋31A ＝6 A ，故D 正确．6．(2018·重庆市万州二中高二期中)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108m s ，电子电荷量e ＝1．6×10－19C)( )A ．5×1010B ．5×1011C ．1×102D ．1×104解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81．6×10－19个＝5×1011个．7．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动速率为( )A ．光速cB ．I neS C ．IρneSmD ．mIneSρ解析：选D ．假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m ，I ＝q t ＝vSρne m ，于是得：v ＝ImneSρ． 二、多项选择题8．关于电流的方向，下列说法中正确的是 ( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反解析：选AD ．在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误；电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确．9．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( )A ．粗的地方电流大，细的地方电流小B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝nqSv 可得v ＝I nqS ，故D 对． 10．(2018·福建宁德一中高二检测)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应满足( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：选AB ．截取圆环的任一截面S ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有：I ＝q t ＝Q T ，又 T ＝2πω，所以I ＝Qω2π．分析各选项可知本题选A 、B ． 三、非选择题11．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s 内分别有1．0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，溶液中的电流方向如何？电流为多大？解析：NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动的方向相同，即由A 流向B ．Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1．6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝ 1．0×1018×1．6×10－19＋1．0×1018×1．6×10－192 A ＝0．16 A ．答案：由A 流向B 0．16 A12．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？解析：通过的电荷量为：q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C ≈0．35 C通过的电子个数为：N ＝q e ＝0．351．6×10－19个≈2．19×1018个． 答案：0．35 C 2．19×1018个。

图L2-1-1负电荷向右移动由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流的电荷量为4C上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附nmol电子,每昼夜能除尘mkg,试计算高压电源的电流I.(设电子电荷量为e,阿伏伽德罗常数为NA,一昼夜时间为t)图L2-1-71.B [解析]自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A错误;形成电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D错误;电流有方向,但它是标量,故选项C错误.2.C [解析]电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A错误;根据电流的微观表达式I=nqSv可得,电子数目多,电流不一定大,选项B错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C正确;电流的单位是基本单位,选项D错误.3.B [解析]由I=可得=·=·=×=,B正确.4.D [解析]正电荷运动方向与电流方向相同,即向右移动,而负电荷向左移动,选项A、B错误;4s内通过横截面AB的电荷量q=8C,电解槽中的电流I==2A,选项C错误,选项D正确.5.D [解析]单位电荷沿闭合电路移动一周需要的能量是由电源提供的,由W=qE可知,选项D正确.6.C [解析]电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领,其大小由电源自身的性质决定,与非静电力做功W、电荷量q均无关,选项C正确.7.BD [解析]由E=知,在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多,选项B正确;蓄电池的电动势大,把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大,选项D正确.8.BD [解析]由电流的定义式得q=It=0.5C,A错误,B正确.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,C错误,D正确.9.(1)电能 3.7 (2)700 1410.C [解析]机器人正常工作时的电压为12V,A正确;机器人正常工作时的电流为I==A=2.5A,B正确;电池容量是指电池存储电荷量(电流与时间的乘积)多少,不是存储电能的大小,C错误;机器人充满电后工作时间最多为t===0.8h,D正确.11.BC [解析]正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.12.(1)6.25×1018个(2)7.4×10-5m/s (3)3.8h[解析](1)N===个=6.25×1018个.(2)由公式I=neSv得v==m/s=7.4×10-5m/s.(3)以这样的速率沿导线移动1m需用时t'=s=3.8h.13.(1)400s (2)5×109J[解析](1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3C=200C,供电时间t'==s=400s.(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107J=5×109J.14.[解析]根据电流的定义式I=,只要计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就可以求出电流I,需要注意的是,流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'的2倍相等,即2Q'=Q.Q'=mneNA,Q=It,则有2mneNA=It解得I=.。

基础巩固匕1关于电流的说法正确的是（）A 根据IB. 电流有方向，电流是矢量C 如果在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D 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 解析:根据II 是通过某一横截面积的电荷量 Q 与通过这些电荷量所用时间 t 的比值,当t 一定时,I与Q 成正比，当Q —定时，通电时间越长，电流越小，故A 错误；电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故B 错误；恒定电流的大小和方向都不随 时间变化，而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等 ，只能说明大小相等，不能说明方向 也不变，故C 错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 ，故D 正确。

C 2关于电流，以下说法正确的是（ ）A. 通过截面的电荷量就是电流的大小B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向C. 在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D. 导体两端没有电压就不能形成电流解析：根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量 为电流方向，知B 错；自由电荷持续地定向移动才会形成电流匕3金属导体内电流增强，是因为（）A. 导体内单位体积的自由电子数增多B. 导体内自由电子定向移动的速率增大C. 导体内电场的传播速率增大D. 导体内自由电子的热运动速率增大课时过关•能力提升1电源和电流，知A 错；规定正电荷定向移动的方向匕4（多选）如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的2倍。

在铜导线上取一个截面A,在铝导线上取一个截面B,若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么,通过这两个截面的（）i BA. 电流相等B. 电流不相等C. 自由电子定向移动的速率相等D. 自由电子定向移动的速率不相等解析:|由电流定义知I A正确,B错误。

由电流的微观表达式l=nSev知,I、n、e均相等,因为S<S,所以V A>V B,故C错误,D正确。

第1节 电源和电流1．了解电流的形成，知道什么是电源，知道电源的作用。

2．了解导体中的恒定电场，知道什么是恒定电流，知道导体中恒定电流是如何形成的。

3．知道表示电流强弱程度的物理量——电流，知道它的单位，并能理解和应用它的两种计算公式I ＝qt和I ＝nqSv 。

一、电源二、恒定电流 1．恒定电场(1)定义：由□01稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。

(2)形成：连接A 、B 导体的导线内的电场是由□02电源、□03导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随□04时间变化，基本性质与□05静电场相同。

(4)适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等同样适用于恒定电场。

2．恒定电流□06大小和□07方向都不随时间变化的电流。

3．电流的强弱程度——电流(1)电流的□08强弱程度用电流这个物理量表示。

电流越大，单位时间内通过导体横截面的□09电荷量就越多。

(2)如果用I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量，则q ＝□10It 。

(3)国际单位制中，电流的单位是□11安培，简称□12安，符号是A 。

1 □13C ＝1 A·s。

常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。

1 mA ＝□1410－3A,1 μA ＝□1510－6_A 。

(1)恒定电场就是静电场吗？提示：不是，静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷形成的电场，但二者基本性质相同。

(2)电流有方向，所以电流是矢量吗？提示：不是，电流的计算遵循代数运算法则，所以是标量。

(1)恒定电场与静电场的基本性质相同。

( )(2)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。

( )(3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。

( )(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。

( )提示：(1)√(2)×(3)×(4)√课堂任务电源和恒定电流仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

电源和电流题组一电源的作用1 . ( 多项选择 ) 关于电源的作用, 以下说法中正确的选项是()A.电源的作用是能为电路连续地供应自由电荷B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向搬动C. 电源的作用就是能保持导体两端的电压, 使电路中有连续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来剖析 : 电源的作用是保持导体两端的电压, 在导体内建立恒定电场, 导体内作用下定向搬动形成电流。

答案 :BC题组二对电流的理解2 .以下说法中正确的选项是()A.导体中电荷运动就形成了电流B.在国际单位制中, 电流的单位是安培C.电流有方向 , 它是一个矢量D.任何物体 , 只要其两端电压不为零, 就有电流存在剖析 : 自由电荷定向搬动才形成电流, 仅有电荷搬动但不是定向搬动那么不能够形成电电流有方向, 但它是标量 , 应选项 C 错误 ; 形成电流的条件是闭合电路和电路两端须是导体而非任何物体, 应选项 D 错误。

答案 :B3 .关于电流, 以下说法中正确的选项是()A. 经过导体横截面的电荷量越大, 电流越大B. 电子运动速率增大, 电流越大C. 单位时间内经过导体横截面的电荷量越大, 导体中的电流就越大D. 因为电流有方向, 所以电流是矢量剖析 : 由I=知 , q大 , I不用然大 , 应选项A错误 ;由 I=nqSv 知,电子运动的速电流还与、S 有关 , 别的电子无规那么热运动速率很大, 但不能够形成电流,n经过导体横截面的电荷量越多, 电流越大 , 选项 C 正确 ; 电流虽有方向但不是答案 :C题组三电流的计算4 .导体中电流I的微观表达式为I=nqSv ,其中 S 为导体的横截面积,n 为电荷数 , q为每个自由电荷所带的电荷量, v是 ()A.导体运动的速率B.电流传导速率C.自由电荷定向搬动的速率剖析 : 闪电的电荷量为q=I 1t 1 =6. 0×1040 5 C34×.×10 C=4假设流过电灯, 可供照明的时间t 2= s =6×10 s。

2018-2019学年高中物理第二章恒定电流1 电源和电流课时作业新人教版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理第二章恒定电流1 电源和电流课时作业新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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1 电源和电流［课时作业］［A组基础巩固]一、单项选择题1．关于电流，以下说法正确的是（)A．通过截面的电荷量多少就是电流的大小B．电流的方向就是电荷定向移动的方向C．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D．导体两端没有电压就不能形成电流解析：根据电流的概念，电流是单位时间通过截面的电荷量,知A项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，B项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流,C错，D对．答案：D2．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束,其电流强度为1.2×10－5 A,则在1 s内发射的重离子个数为（e＝1。

6×10－19 C)（)A．3。

0×1012B．1.5×1013C．7.5×1013D．3.75×1014解析：离子是＋5价的,则每个离子的电荷量是q＝5×1.6×10－19C,1 s内发射的重离子的电荷量是Q＝1.2×10－5 C，所求离子的个数为N＝错误!＝1.5×1013，选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B3．某电解液中，若在2 s内各有1。

练习一 电源和电流1．关于电流，下列说法正确的是( )A ．通过截面的电荷量多少就是电流的大小B ．电流的方向就是电荷定向移动的方向C ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D ．导体两端没有电压就不能形成电流2．以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流B ．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C ．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D ．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了3．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板4．电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m 2的导线，那么电路中的电流是( )A ．0.016 mAB ．1.6 mAC ．0.16 μAD ．16 μA5．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，下列说法中正确的是( )A ．通过甲、乙两导体的电流相同B ．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相同6．如右图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．vq B.q v C ．qvS D ．qv/S7．半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小8．某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ． 3.2 A9．如下图所示的电解槽接入电路后，在t 秒内有n 1个1价正离子通过溶液内截面S ，有n 2个1价负离子通过溶液内截面S ，设e 为基元电荷，以下说法正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝(n 1－n 2)e tC ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流强度I ＝(n 2－n 1)e tD ．电流方向从A →B ，电流强度I ＝(n 2＋n 1)e t10．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )A.IΔleSm2eUB.IΔlem2eUC.IeSm2eUD.ISΔlem2eU11．导体中的电流为5微安，那么，在3.2s内有 C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于个电子通过该截面。

第 1 节 电源和电流课后训练基础稳固1．对于电流，以下说法正确的选项是（ ） A ．只需将导体置于电场中，导体中就有连续电流 B ．电源的作用是电路中有连续电流的原由C ．导体中没有电流，就说明导体内部的电荷没有挪动D ．恒定电流是由恒定电场产生的 6×10 13 个电子， 则示波管中电流的大小为 2．在示波管中， 电子枪 2 s 内发射了 （）A ．4.8 ×10 － 6 AB ．3.0 ×10 －13 AC ．9.6 ×10 －16AD ．3.0 ×10 －16 A3．一根导线，分别通以不一样电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是（ ）A ．单位体积内自由电子数许多B ．自由电子定向挪动的速率较大C ．自由电子的热运动速率较大D ．电流的传导速度较大4．如下图，一根截面积为 S 的平均长直橡胶棒上平均地带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，因为棒运动而形成的等效电流大小为（ ）A ． vq qC ． vqSqvB. v D ． S 能力提高5．如下图，电解液接入电路后，在t s 内有 1 个一价正离子经过溶液内截面，有n 个二价负离子经过溶液内截面n SS 。

设 e 为元电荷，则以下对于该截面电流的说法正确的选项是2（ ）A ．当 n ＝ n 时，电流大小为零12B ．当 1 ＞ 2 时，电流方向由A指向 ，电流I ＝ ( n 1－ 2n 2) ennBt(2 1)2－eC ．当 n 1＜ n 2 时，电流方向由nnB 指向 A ，电流 I ＝tD ．电流方向由 A 指向 B ，电流 I ＝( n 1＋ 2n 2) et6．半径为 R 的橡胶圆环平均带正电，总电荷量为Q ，现使圆围绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度 ω 匀速转动（ ）A ．若 ω 不变而使电荷量 Q 变成本来的 2 倍，则电流也将变成本来的2 倍 B ．若电荷量 不变而使 ω 变成本来的 2 倍，则电流也将变成本来的2 倍QC ．若使 ω 、 Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使 ω 、 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小QU的 7．在长虹电视机显像管的电子枪中，从火热的金属丝不停放出的电子进入电压为加快电场，设其初速度为零，经加快后形成横截面积为S 、电流为 I 的电子束。

课后提高作业十电源和电流(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1.(多项选择)以下表达中正确的选项是()A.导体中电荷运动就形成电流B.国际单位制中电流的单位是安C.电流是一个标量，其方向是没有意义的D.关于导体，只要其两端电势差不为零，电流必然不为零【解析】选B、D。

电流是导体中的自由电荷定向搬动形成的，其方向为正电荷定向搬动的方向或负电荷定向搬动的反方向，但电流是标量，其国际单位是安培；由于导体中存在自由搬动的电荷，导体两端存在电势差时，导体中必然有电流，选项A、C错，B、D正确。

2.(2018·杭州高二检测)我国北京正负电子对撞机的储蓄环是周长为240m的近似圆形轨道。

当环中的电流是10mA时(已知电子的速度是3×107m/s，电荷量为1.6×10-19C)，则在整个环中运行的电子数量的数量级为()A.105B.108C.1011D.1014【解析】选C。

电子运动一周用的时间为t==s=8×10-6s，而电流表达式为I=，则总电荷量为Q=It=0.01×8×10-6C=8×10-8C，在整个环中运行的电子数量为n==个=5×1011个，数量级为1011。

应选C。

3.(2018·杭州高二检测)在示波管中，电子枪在2s内发射了5×1015个电子，已知电子的电量e=1.6×10-19C，则示波管中的电流大小和方向分别为()A.8×10-4A，和发射方向相同B.4×10-4A，和发射方向相同C.8×10-4A，和发射方向相反D.4×10-4A，和发射方向相反【解析】选D。

每个电子的电荷量大小为e=1.6×10-19C，5×1015个电子总电荷量为q=5×1015×1.6×10-19C=8×10-4C，则示波管中电流大小为I==A=4×10-4A。