高中物理选修三2.1电源和电流

1 第一节、电源和电流同步试题

一．选择题

1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（ ）

A．有可以自由移动的电荷； B．导体两端有电压；

C．导体两端有方向不变的电压； D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压。

2．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说 （ ）

A．1h电池供给1C的电量 B．1000s电池供给8C的电量

C．1s电池供给8C的电量 D．1min电池供给8C的电量

3．关于电流，下列说法中哪些是正确的 （ ）

A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率；

B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大；

C、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向；

D、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。

4．有一横截面积为S的铜导线，流径其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为 （ ）

A．nvs/△t ； B．nv△t ； C．I△t/e ； D．I△t/se 。

5．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是 （ ）

A．导体内部的电场强度为零 B．导体是个等势体

C．导体两端有恒定的电压存在 D．通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等

6．关于电流，下列说法中正确的是 （ ）

A．通过导线截面的电量越多，电流越大

B．电子运动的速率越大，电流越大

第1节 电源和电流

一、电源和恒定电场

1．电源的概念

电源就是把 从正极搬迁到负极的装置。

从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为 的装置。

2．电源的作用

保持导体两端的 （电压），使电路有持续的电流。

3．导线内的电场

有电源的电路中，导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的 共同形成的。

详尽的分析说明：尽管这些电荷也在运动，有的流走了，但是另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的，故称 。

4．恒定电场

由稳定分布的电荷所产生的 电场称为恒定电场。

二、电流及其微观表达式

1．电流

通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用的时间的 。

2．电流的定义式 。

3．电流的单位

安（安培）， 。1 mA= A，1 μA= A。

自由电子 电能 电势差 电荷 恒定电场 稳定的 电荷量 比值 A 10-3 10-6

电流的微观表达式

取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电荷量为q，则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。

体积为V=vtS

电荷数为N=nV

总电荷量为Q=nVq=nvtSq

电流为I=Q/t=nvqS

此即电流的微观表达式。

【例题】如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜除尘的质量为m，计算高压电源的电流I（电子电荷量设为e，阿伏伽德罗常数为NA，一昼夜时间为t）。

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电源和电流、电动势

精讲

年级：高中 科目：物理 类型：选考 制作人：黄海辉

知识点：电源和电流、电动势

1．电源和电流

(1)电流形成的机制：自由电荷的定向移动形成电流，一是要有自由电荷，二是要有电势差。

(2)恒定电流的含义：大小和方向都不变的电流称为恒定电流。

(3)电流方向的确定方法：电流是标量(填“标量”或“矢量”)，电流方向跟正电荷定向移动的方向相同，外电路由电源正极流向电源负极，内电路由电源负极流向电源正极。

(4)电流的定义式及单位：I＝qt，其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量，电流的单位：安培，符号：A。

2．电动势

(1)电源的作用：电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。

(2)电动势的定义式和单位

①物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。

②定义：电源在移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。

③定义式：E＝Wq；单位：伏特，符号：V。

(3)电源内部也是由导体组成的，电源内部的电阻叫电源的内阻。

3. 电流表达式的理解

（1）定义式：I＝qt，式中I表示电流，q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)。该式求出的是电流的平均值。

（2）决定式：I＝UR，不考虑温度的影响，导体中的电流跟导体两端的电压成正 2 比，跟导体的电阻成反比。

4. 电动势与电压的区别和联系

（1）电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关。

（2）电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能。

（3）两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外。

【例1】 对于欧姆定律，下列说法正确的是( )

人教版高中物理选修3-1 第二章恒定电流知识点总结概括

1 / 13 选修3-1知识点

第二章 恒定电流

2.1电源和电流

一、电源

1、电流：电荷的定向移动形成电流。

条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子液体中的正负离子。

②导体两端始终存在电压，导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。

2、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置。作用：保持导体两端的电势差(电压)，使导体中有持续的电流。

3、类型：

①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。

②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。

二、恒定电流（恒定电场：电场强度和大小都不变。）

1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流。用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。

2、电流公式：qtItIq

3、单位:国际单位安培(A)，常用单位：毫安（mA）、微安（μA）

4、方向：正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。注意：电流是标量。

人教版高中物理选修3-1 第二章恒定电流知识点总结概括

2 / 13 2.2电动势

一、电动势

1、常见的两种非静电力：化学作用，电磁作用。

在外电路，正电荷由电源正极流向负极。电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地送往正极。非静电力使正电荷在电源内部由负极移至正极。在非静电力做功下，电源把正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加。电源是一种能把电子从一个地方搬运到另一个地方的装置。

2、电动势：描述电源非静电力做功能力的强弱。

3、定义：电源内部非静电力移送电荷 q 所做的功W 与 q 的比值，qwE定义式，不成比例关系。

4、电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。

5、内阻r：电源也是由导体组成的，所以也有电阻。

6、电源重要参数：电源电动势E，电源容量，电源内阻r。