人教版高中物理选修1-1电流和电源第一课时 名师精编作业

1.5电流和电源学习目标：1.知道电流产生的微观机理，熟记电流的定义式．2.知道电流的方向是如何规定的，会利用电流定义式计算．3.理解电源在电路中的作用及电动势的概念和单位．重点：知道电流的方向是如何规定的，会利用电流定义式计算难点：理解电源在电路中的作用及电动势的概念预习新课：[问题1]有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一条导线R，如图1所示，导线R中的便会在静电力的作用下定向运动，B失去，A得到，A、B之间的电势差很快就消失，整套导体成为一个，达到静电平衡。

怎样使导线中保持持续的电流呢？[要点提炼]1．产生电流的条件：导体两端存在。

2．形成持续电流条件：导体两端存在。

3．电源的作用：维持电路两端始终有一定的，使闭合电路中保持持续的。

[延伸思考] 照相机的闪光灯是通过电容器供电的，拍照时电容器瞬间放电，闪光灯发出耀眼的白光。

缺点是不能立即再闪光拍照，这是为什么？[问题2]如果A、B是电源的两极，假定两极发出的电场线如图所示，导线内的电场线最终将会怎样分布？[要点提炼]1．导体内部（有或没有）电场线，方向与导线，沿电场线方向电势，所以导线（是或不是）等势体，表面也不是等势面。

它不处于静电平衡状态。

2．导体内部这种由周围稳定电荷产生的叠加电场，称为。

[问题3]导体中自由电子定向运动的速率有何特点？定向运动的平均速率有什么特点？[要点提炼]1．自由电子定向运动的速率指的是速率。

2．导体中电流的大小、方向都不随时间变化时，这种电流叫做电流。

[问题4]甲水管每分钟流出3.0m 3的水，乙水管每秒钟流出0.1m 3的水。

怎样区别水的流量？你怎样区别两根导线的电流强弱？[要点提炼]1．电流的概念： 时间内通过导体任一横截面的电荷量。

表达式：I ＝ 。

2．电流的方向： 电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流方向 。

3．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，它们形成的电流方向却是 ，求解电流强度时，q 为通过某截面正、负电荷量的 。

第五节电流和电源►基础巩固1．(多选)下列叙述正确的有( )A．导体中电荷运动就形成电流B．电流的单位是安培C．电流是一个标量，其方向是没有意义的D．对于导体，只要其两端接到电源的两极上，导体内就可形成恒定电场，电场作用于自由电荷形成恒定电流答案：BD2．(多选)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，电流的方向是从正极一端流向负极一端B．在电源内部，电流的方向是从正极一端流向负极一端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，流入正极板解析：在闭合电路中，电源电动势类似于抽水机的功能．抽水机能从低处往高处送水，高处的水流向低处，在抽水机的作用下低处的水能送到高处．在电源的外部电路中，电流从电源正极流向负极，在电源的内部，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．电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D正确．答案：AD3．(单选)一段东西方向放置的横截面积为0.05 cm2的导电材料中，每秒内有0.4 C 正电荷向东移动，有0.6 C负电荷向西移动，则电流大小和方向是( ) A．0.4 A，向东 B．0.2 A，向西C．0.6 A，向西 D．1 A，向东解析：本题考查电流的计算，据题意每秒通过的电荷量为0.4 C－(－0.6 C)＝1.0 C(以向东为标准)，故电流为1 A．方向为正电荷运动方向．答案：D4．(单选)下列关于电流方向的说法中，不正确的是( )A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同解析：规定正电荷定向移动的方向为电流方向，也就是负电荷定向移动的反方向．所以选项B、C、D正确．答案：A5．(单选)满足下面哪一个条件，就产生电流( )A ．有自由电子B ．导体两端有电势差C ．任何物体两端有电压D ．导体两端有恒定电压解析：形成电流的条件有两个：一是能自由移动的电荷，二是持续的电压，所以D 选项正确．答案：D6．(单选)关于电流，下列说法中正确的是( )A ．通过导线截面的电荷量越大，电流越大B ．电子运动的速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：根根I ＝Q t ，可知A 错误，而B 选项中电子运动的速率涉及电子的无规则运动速率，故B 错．C 对，习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，但电流的运算不符合平行四边形定则，而符合代数运算，故电流是标量，D 错．答案：C►能力提升7．(单选)下列说法中正确的是( )A ．导体中电荷运动就形成了电流B ．电荷量越大电流越大C ．虽然电流既有大小也有方向，但是它是标量D ．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同解析：电荷定向移动才能形成电流，所以选项A 错误，根据公式I ＝Q t可知选项B 错误，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，选项D 错误．答案：C8．(多选)小王购买一款手机的电池容量标明为2 000 mAh ，他再购买一款移动电源的容量为10 000 mAh.那么下列说法正确的是( )A ．理论上手机电池充满电有2 000 C 的电荷量B ．理论上手机电池充满电有7 200C 的电荷量C ．理论上移动电源充满电有36 000 C 的电荷量D ．理论上移动电源充满电可以为没电的手机充电5次解析：电池容量的mAh 可以读作毫安时，对应的就是I ＝Q t 的变形公式Q ＝It ，那么A 错误，B 正确，C 正确，D 正确．答案：BCD。

课时训练6电流的热效应题组一焦耳定律与电流的热效应1.关于运行中的电动机和点亮的白炽灯,以下说法中正确的是()A.电动机和白炽灯的电功率均大于热功率B.电动机和白炽灯的电功率均等于热功率C.电动机的电功率大于热功率,而白炽灯的电功率等于热功率D.电动机的电功率等于热功率,而白炽灯的电功率大于热功率2.通过电阻R的电流为I时,在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为,则在时间t内产生的热量为()A.4QB.2QC.D.3.下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式()A.Q=UItB.Q=tC.Q=I2RtD.上面三个都是4.下列说法正确的是()A.电热器的热功率越大,产生的热量越多B.电热器的电阻越大,热功率越大C.通过电热器的电流越大,热功率越大D.电热器的热功率与本身的电阻和通过的电流有关题组二电功和电热5.一台空调机的额定功率为 1 kW,假设在额定功率下平均每天工作6 h,30天的用电量是()A.18 kW·hB.30 kW·hC.60 kW·hD.180 kW·h6.把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上,它们在时间t内产生的热量为Q1;若把它们并联起来接在同一电源上,在相同的时间内产生的热量为Q2,则()A.Q1∶Q2=1∶4B.Q1∶Q2=4∶1C.Q1∶Q2=1∶2D.Q1∶Q2=2∶17.下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容,根据表中的信息,可计算出在额定电压下,使用电饭锅时的电流约为()A.6.2 AB.4.6 AC.3.2 AD.5.5 A8.电磁炉是绿色环保型炉具,在人们生活中有着重要的应用(如图所示).某同学家买了一台电磁炉,仔细观察发现有两个挡位.“挡位1”上标有“220 V500 W”.“挡位2”上标有“220 V 1 000 W”,这台电磁炉正常工作时的电压应为 V.如果用“挡位2”做饭,电路中的电流为 A.9.一段阻值为4 Ω的电阻丝连入电压为10 V的电路中,求:(1)电阻丝的热功率;(2)1 min内该电阻丝产生的热量.10.观察某洗衣机的铭牌,(1)正常洗涤时,通过洗衣机的电流多大?(2)给水加热的电阻丝电阻有多大?(建议用时:30分钟)1.关于电热的利用,下列说法中正确的是()A.电热对我们来说总是有利的B.电热对我们来说总是不利的C.电饭锅是利用电流热效应的原理制成的D.电视机工作过程中没有产生电热2.一台电动机输出功率是10 kW,这表明这台电动机正常工作时()A.每秒消耗电能10 kJB.每秒对外做功10 kJC.每秒对外做功10 JD.每秒对外做功1 000 J3.“好变频1度到天明”——此广告语意为1度电(1 kW·h)可使变频空调工作一整夜(以10 h计).同样的1度电可供铭牌如图所示的电扇工作约()A.1整夜B.2整夜C.3整夜D.4整夜4.对于连入电路的不同灯泡而言,亮度最大的灯泡是()A.通过电流大的灯泡B.两端电压大的灯泡C.电阻值大的灯泡D.消耗电功率大的灯泡5.小明家的保险丝突然熔断,以下原因不可能的是()A.家用电器的总功率过大B.导线绝缘皮损坏,火线、零线直接接触,造成短路C.火线断路D.灯座里的电线发生短路6.通过电脑的USB接口不仅可以在电脑和各种数码产品之间传递数据,也可以为数码产品供电.现通过电脑的USB接口给一个阻值为10 Ω的电热鼠标垫供电,已知供电电流为0.5 A,则此电热鼠标垫的发热功率是()A.50 WB.20 WC.5 WD.2.5 W7.一般来说,用电器的工作电压并不等于额定电压.家庭里通常没有电压表,但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压.现在电路中只接入一个电热水壶,壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图甲和乙所125转的时间为121秒,求此时加在电热水壶上的实际电压.乙8.电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧开以前的加热状态,另一种是水烧开后的保温状态.如图是电饭锅的电路图,R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝.试结合电路图分析自动开关S接通和断开时,电饭锅分别处于哪种状态,并说明理由.9.(1)此电动机正常工作时,消耗的电功率是多大?(2)电动机正常工作时,损失了多少功率?课时训练6电流的热效应（答案与解析）1.解析:电流通过白炽灯时电能几乎全部转化为内能,而电流通过电动机时,电能主要转化为机械能,前者电功率等于热功率,后者电功率大于热功率,故选项C正确.答案:C2.解析:由Q=I2Rt得Q1=×2Rt=,故选项C符合题意.答案:C3.解析:公式Q=UIt=t只有在计算电热器的热量时才行,非电热器此式不成立.Q=I2Rt在任何条件下都能计算电热.故应选C.答案:C4.解析:P==I2R,Q=Pt,热功率大,产生的热量不一定多,还要看时间的长短,A项错误;电阻越大,电流越大,热功率才会越大,B、C项错误,D项正确.答案:D5.解析:根据W=Pt得30天用电量W=1×6×30 kW·h=180 kW·h,选项D正确.答案:D6.解析:串联在时间t内产生热量Q1=t并联在时间t内产生热量Q2=t,故选A.答案:A7.解析:根据P=UI得I= A≈3.2 A,选项C正确.答案:C8.解析:由标示知其正常工作时的电压为220 V;若用“挡位2”加热,则电路中的电流可由P2=UI的变形式求出,I= A≈4.5 A.答案:2204.59.解析:(1)由P=UI及U=IR知,P= W=25 W.(2)由焦耳定律Q=I2Rt及U=IR知,1 min内该电阻丝产生的热量Q=·t=×60 J=1 500 J.答案:(1)25 W(2)1 500 J10.解析:(1)由P=UI得I= A=1.5 A.(2)加热电阻丝为纯电阻,所以R=Ω≈24.8 Ω.答案:(1)1.5 A(2)24.8 Ω限时达标练（答案与解析）1.解析:电热有的是有利的,如电饭锅、电热水器都是利用电流的热效应,而有些是不利的,如电视机、电动机中电阻的生热,如果散热不及时,会烧坏器件,影响电路的正常工作,故只有选项C正确.答案:C2.解析:电动机的输出功率10 kW为机械功率,每秒对外做功10 kJ,故B对,C、D错;因为电动机在实际中还要对外放热,所以它的电功率将大于10 kW,所以每秒消耗电能大于10 kJ,故A错.答案:B3.解析:由题图示电扇铭牌知,该电扇的额定功率P=24 W,则1 kW·h=24 W·t,t≈41.7 h,即1度电使该电扇工作约4整夜,选项D正确.答案:D4.解析:灯泡的亮度由消耗的实际电功率决定,消耗的实际功率越大,灯泡越亮,D项正确;而对公式P=UI=I2R=而言,只知道一个量的大小无法确定P的大小,故A、B、C均错误.答案:D5.解析:保险丝熔断是因为相同时间内产生的热量过多,电阻一定,所以一定是电流过大.A中由P=UI知P增大,I增大,有可能;B中火线、零线直接接触,造成短路,电流增大,有可能;C中火线断路,无电流通过保险丝,不可能熔断;D中灯座里的电线发生短路,电流增大,有可能.答案:C6.解析:由公式P=I2R得P=0.52×10 W=2.5 W,故选项D正确.答案:D7.解析:设电热水壶的电阻为R.由P=得R=Ω=Ω,电能表转1转对应的用电量为 J=1 200 J.设电热水壶的实际电压为U,由W=Pt得t=125×1 200 J,所以U=200 V.答案:200 V8.答案:不管S闭合还是断开,电路两端的电压相同,但S断开时,R1与R2串联,由P=知功率小,所以应为保温状态;而S闭合时,R1被短路,只有R2接入电路,所以电热功率大,应为加热状态.9.解析:(1)由题表中的技术参数可知,此电动机正常工作时,消耗的电功率P=UI=126 W.(2)由表中的技术参数可知,额定电压下的输出机械功率为110 W,根据P=P输出+P额可得电动机损失的功率P额=P-P输出=16 W.答案:(1)126 W(2)16 W。

1．(2012·长沙高二期末)通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的( )A．欧姆B．焦耳C．安培D．法拉第【答案】 B2．通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为2，则在时间t内产生的热量为( )A．4Q B．2QC．2 D．4【解析】Q＝I2，电阻变为2R，电流变为时，Q′＝()2·2R·t＝I2＝Q.【答案】 C3．(2013·荆州检测)一台电动机输出功率是10 ，这表明这台电动机正常工作时( ) A．每秒钟消耗电能10B．每秒钟对外做功10C．每秒钟对外做功10 JD．每秒钟对外做功1 000 J【解析】电动机的输出功率10 为机械功率，每秒钟对外做功10 ，故B 对，C、D错．它的电功率将大于10 ，所以每秒消耗电能大于10 ，故A错．【答案】 B4．从白炽灯上标有“220 V 100 W”的数据中，我们可以确定( )A．该电灯的额定电压为220 V，额定电流为11/5 AB．给电灯加上110 V电压，通过它的电流一定为5/11 AC．该电灯正常发光时的电阻为484 ΩD．该电灯在电路中发光时，它实际消耗的功率一定等于100 W【解析】电器铭牌上的数据为额定值，所以U额＝220 V，P额＝100 W，由P＝得I额＝＝A＝A，A项错误；当实际电压为110 V时，实际电流要小于5/11 A，B项错误；由P＝U2得R＝＝Ω＝484 Ω，C项正确；“220 V 100 W”为正常发光时的值，当不正常发光时电功率小于100 W，D项错误．【答案】 C5．把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上，它们在时间t内产生的热量为Q1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产生的热量为Q2，则( )A．Q1∶Q2＝1∶4 B．Q1∶Q2＝4∶1C．Q1∶Q2＝1∶2 D．Q1∶Q2＝2∶1【解析】此题总电压相同，时间相同，电阻不同，根据单一变量原则，应该应用Q＝U2，再根据电阻的串、并联特点，串联电路：R总＝2R，并联电路：R总＝2，代入上面公式可得A选项．【答案】 A6．(2013·台州检测)某白炽灯泡上标有“220 V 40 W”字样，不计温度对电阻的影响，下列说法正确的有( )A．该灯接在110 V线路上时，其热功率为20 WB．该灯接在55 V线路上时，其热功率为2.5 WC．该灯接在440 V线路上时，其热功率为160 WD．该灯接在110 V线路上时，其热功率为40 W【解析】该灯的额定电压为220 V，当其两端电压不等于额定电压时，白炽灯的功率不等于其额定功率40 W，但其电阻R可以认为是不变的．R＝0＝1 210 Ω.当电压U1＝110 V时，实际热功率P1＝＝10 W，故A、D错误；当电压U2＝55 V时，实际热功率P2＝＝2.5 W，故B正确；当电压U3＝440 V时，超过灯泡的额定电压，故灯丝必被烧断，造成断路，热功率为零，故C错误．故选B.【答案】 B7．在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同的物理量是( )A．通过它们的电流和加在两端的电压B．通过它们的电流和它们的电阻C．通过它们的电流和通电时间D．通过它们的电流、加在它们两端的电压及通电时间【解析】根据焦耳定律Q＝I2，电流通过电阻丝产生的热量跟电阻大小、电流的大小、通电时间有关，要想比较不同电阻的电阻丝的发热量必须控制电流和通电时间一样．【答案】 C8．若要使某电炉在相等时间内产生的热量增加为原来的2倍，则可采取的措施是( )A．使通过它的电流变为原来的2倍B．使加在它两端的电压变为原来的2倍C．使电炉丝的电阻变为原来的2倍D．使电炉丝的电阻变为原来的1/2【解析】首先电炉丝是纯电阻，电流做的功全部用于转化为内能，根据Q ＝I2，I变为原来的2倍时，Q就变为原来的4倍，故A错；当电炉丝两端的电压变为原来的2倍时，根据Q＝可知产生的热量也为原来的4倍，故B错；根据Q＝，在U、t不变时，电阻变为原来的2倍时产生的热量变为原来的1/2，电阻变为原来的1/2产生的热量变为原来的2倍，所以C项错误，D项正确．【答案】 D9．对于任何用电器的电功率都适用的是( )A．P＝I2R B．P＝C．P＝D．P＝【解析】电功率计算的普遍适用式为P＝＝，只有是纯电阻用电器的前提下，才可由I＝改写电功率的表达式．【答案】10．一只规格“220 V 1 000 W”的电炉，求：(1)它在正常工作时的电阻；(2)如果电网电压为220V，则电炉工作时的实际功率(假设电炉电阻保持不变)；(3)在220 V电压下，电炉每天使用2h产生多少焦耳的热量？一个月(30天)要消耗多少度电？【解析】(1)电炉电阻为R，根据P＝得R＝＝Ω＝48.4 Ω.(2)当电网电压U′＝200 V时，电炉工作时的实际功率P′＝＝W＝826.4 W.(3)一天产生的热量Q＝＝1 000×2×3.6×103 J＝7.2×106 J.在220 V的电压下，一个月消耗的电能为W＝′＝1×2×30 ·h＝60 ·h＝60度．【答案】(1)48.4 Ω(2)826.4 W (3)7.2×106 J 60度11．观察某洗衣机的铭牌，解答问题：防触电保护类别Ⅰ类额定洗涤容量5额定电压220 V电源频率50洗涤功率330 W甩干功率650 W水加热功率1 950 W最大工作电流10 A自来水压力0.05 ≤p≤1 重量72出厂日期：2010年3月28日出厂编号：970828253(1)正常洗涤时，通过洗衣机电流多大？(2)给水加热的电阻丝电阻有多大？【解析】(1)由P＝得，I＝＝A＝1.5 A.(2)加热电阻丝为纯电阻，则P′＝U2，所以R＝＝Ω≈24.8 Ω.【答案】(1)1.5 A (2)24.8 Ω12．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈的电阻为2 Ω，通过线圈的电流为10 A，这台电动机正常工作时，1 消耗的电能为，在线圈上产生的热量为，有电能转化为机械能，消耗的电功率是.【解析】电动机主要是把电能转化为机械能．我们知道任何导体中有电流通过时，导体都要发热，所以消耗的电能应该是转化成机械能与热量之和．电流通过电动机每分钟做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即每分钟消耗的电能W＝＝380 V×10 A×60 s＝2.28×105 J.根据焦耳定律，每分钟产生的热量Q＝I2＝(10 A)2×2 Ω×60 s＝0.12×105 J.对于电动机这个非纯电阻电路，电流做的功等于转化成的机械能和产生的热量之和，则W机＝W－Q＝2.28×105 J－0.12×105 J＝2.16×105 J.根据P＝得P＝3.8×103 W.【答案】 2.28×1050.12×105 2.16×1053．8×103。