河北省定州中学2020学年高中物理电源和电流

河北省定州中学2020学年高中物理电源和电流

电源和电流 ‎ 课前预习：‎ 一、电源 ‎1．带正、负电荷的导体通过导线放电只能形成瞬间的电流：如图所示，当用导线连接带正、负电荷的导体A、B时，导线中的自由电子便会在静电力的作用下沿导线做定向移动，带负电的导体B________电子，带正电的导体A________电子，周围电场迅速减弱，两导体间的电势差很快消失，电流是________的．‎ ‎2．电源能给电路提供持续的电流：在两个导体间加一个装置P，如图所示，它能源源不断地把经导线流到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，A、B周围空间始终存在一定的______，A、B之间始终保持一定的______．这样电路就始终保持持续的________，这种搬运电荷的装置P就是________．‎ 二、恒定电场 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．尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成一种________平衡，这样________的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．‎ 三、恒定电流 ‎1．恒定电流：由于恒定电场的作用，电路中的电流保持恒定．我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．‎ ‎2．电流：(1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．‎ ‎(2)公式表达：I＝，或写成电荷量的表达式：__________.‎ ‎(3)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A.更小的单位还有________ (mA)、________(μA)，换算关系为：‎1 A＝103 mA＝106 μA.‎ 课内探究：‎ 一、电源 ‎[问题情境]‎ 电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，手电筒中小灯泡能持续发光．‎ 导体中的电流是怎样形成的？‎ ‎1．导体中有电流，是因为自由电子做什么运动？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．电路中之所以能有持续的电流，是因为电路两端维持着一定的电势差，这是什么元件在起作用？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．要使电路中保持持续的电流，电路两端之间要有一定的________．‎ ‎2．电源的作用：维持电路两端始终有一定的________，使电路中保持______________．‎ 二、恒定电场 ‎[问题情境]‎ 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．这些电荷也在运动，电荷的分布却是稳定的，这是为什么？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为____________．‎ ‎2．在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与________相同．在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中________．‎ 三、恒定电流 ‎[问题情境]‎ ‎1．什么样的电流被称为恒定电流？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．我们用什么物理量来描述电流的强弱程度？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎3．电流的传播速度是光速，电子在导线中也是以光速移动吗？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．我们把________都不随时间变化的电流称为恒定电流．‎ ‎2．________是描述电流强弱的物理量，其单位是________，电荷量q＝________.‎ 例1　某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)‎ A．0 B．‎‎0.8 A C．‎1.6 A D．‎‎3.2 A ‎　‎ 例2　电子的绕核运动可等效为环形电流．若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流等于多少？‎ 例3　截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是(　　)‎ A．nSvΔt B．nvΔt C. D. ‎　‎ 变式训练3　一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有(　　)‎ A．自由电子定向移动的速率为v0‎ B．自由电子定向移动的速率为v＝ C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D．自由电子定向移动的速率为v＝ ‎【课后练习】‎ ‎1．关于电流的概念，下列说法正确的是(　　)‎ A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B．电子定向移动的速率越大，电流越大 C．单位时间内通过导体某横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 D．电流的传导速率越大，电流越大 ‎2. 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n1，负离子数是n2，设基元电荷为e，则以下解释中正确的是(　　)‎ A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向B→A B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消 C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝ D．溶液内电流方向从A到B，电流I＝ ‎3．导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，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．自由电荷定向移动的速率 D．电子热运动速率 ‎4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的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率是甲导体的2倍 D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同 ‎5．如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒每米的电荷量为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. C．qvS D. ‎6．下列关于电流的说法中，正确的是( )‎ A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率 B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大 C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能到达用电器 D．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速 ‎7．通过一个导体的电流是‎5 A，经过4 min通过该导体一个截面的电荷量是( )‎ A．‎20 C B．‎50 C C．1 ‎200 C D．2 ‎‎000 C ‎8．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．0 B. C. D. ‎9．银导线的横截面积为S，通一大小为I的电流，设银的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA.若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式为n＝__________. ‎