2019_2020高中物理第二章恒定电流第1节电源和电流讲义习题(含解析)新人教版选修3_1
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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”。
活动1：如图甲a所示，若在A、B两个导体之间连接一根导线R，结果会怎样？
提示：导线R中的自由电子会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，如图b所示。
活动2：怎样才能使A、B得到持续的电流？
提示：如果能有一个装置可以把运动到A的电子又搬回到失去电子的B，从而维持A、B之间的电势差，即可以得到持续的电流。
活动3：图乙中的P是什么？有什么样的功能？
提示：P就是电源，它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电势差导线中的自由电子就能不断地由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。
活动4：图乙中A、B周围空间的电场只是A、B处的电荷形成的吗？
提示：不是。A、B处的电荷在A、B周围空间产生电场，导线等电路元件所积累的电荷也在A、B周围空间产生电场。
活动5：如果图乙电路中各处电荷的分布是稳定的，电荷所产生的电场是稳定的吗？
提示：根据电场的叠加原理可知，是的。 活动6：讨论、交流、展示，得出结论。
(1)电源
①电源的作用：提供电压，使电路中获得持续的电流。
②电源有正、负两个电极，正极聚集正电荷，负极聚集负电荷。电源能够源源不断地把经过导线流到正极的电子取走补充到负极。
(2)恒定电场
①电源、导线等电路元件所积累的电荷在电源两极周围空间形成电场，尽管电路中电荷在运动，但有的走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化，因此形成的是恒定电场。
②由于在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以恒定电场的基本性质与静电场相同。静电场中电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中同样适用。
(3)恒定电流的形成
由于恒定电场的作用，导体中自由电荷定向运动的速率增加，而在运动过程中自由电荷会与导体中不动的粒子碰撞从而导致减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化，形成持续的大小、方向都不随时间变化的恒定电流。
例1 (多选)将一些电学元件用导线连接在某电源的两端，下列描述正确的是( )
A．电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差
B．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
C．导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D．导线中的电场是由电源的电场和导线等电路元件积累的电荷形成的电场叠加而形成的
(1)电源的作用是什么？
提示：在正、负极之间维持一定的电势差，使电路中保持持续的电流。
(2)导线上积累的电荷在周围空间也产生电场吗？
提示：是的。
[规范解答] 电源将负电荷从负极搬到正极，维持正、负极间有一定的电势差，A正确，B错误；导线中的电场是电源电场和导线等电路元件积累的电荷形成的电场叠加而成的，C错误，D正确。
[完美答案]
AD
电源能在其正、负极之间维持一定的电势差，如果电路闭合且安全，电路中将会保持持续的电流。如果电路断开，即使有电源，电路中也不会有持续的电流。
[变式训练1] (多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中有持续的电流，以下说法正确的是( )
A．导线中的电场强度处处为零，导线处于静电平衡状态
