江苏省桃州中学高考物理一轮复习 2.1 导体中的电场和电流、电动势导学案 新人教版选修31.doc

选修3-12013届桃州中学高三物理导学案第二章 恒定电流【课 题】2.1 导体中的电场和电流、电动势【学习目标】1知道电源在电路中的作用，理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电流的概念和描述电流强弱的物理量电流2知道非静电力在电路中的作用，理解电动势的概念【知识要点】一、电流1形成电流的条件(1)导体中有能够的电荷(2)导体两端存在 2电流的方向：与正电荷定向移动的方向 ，与负电荷定向移动的方向 电流虽然有方向，但它是3.导线中的电场(1)形成：导线中的电场是由_、导线等电路元件所积累的_共同形成的合电场(2)特点：导线内的电场线和_；电荷的分布是_；导线内的电场是沿导线切线方向的稳定电场4电流强度(1)定义：通过导体横截面的电荷量q和通过这些电荷量所用时间t的 ，叫做电流强度，简称电流，用字母i表示(2)定义式：i.(3)微观表达式：i ，式中n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，v是自由电荷定向移动的速率，s为导体的横截面积(4)单位：安培(安)，符号a,1 a1 c/s.二、电动势1定义：_力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫电源的电动势2公式：_3物理意义：反映电源把_转化为_本领的大小，在数值上等于非静电力把1 c的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功4方向规定：电动势e是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向说明：电动势是用比值定义的物理量，由电源中非静电力的特性决定，是电源的属性，与移送的电荷量q和所做的功w无关，跟外电路也无关【典型例题】【例题1】(2010广东实验中学模块考试)有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流为i，设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()anvst bnvt c. d.【例题2】如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面s，有n2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n1=n2时电流强度为零b当n1n2时，电流方向从ab，电流强度 c当n1n2时，电流方向从ba，电流强度d电流方向从ab，电流强度【例题3】铅蓄电池的电动势为2v，这表示( )a电路通过1c的电荷量，电源把2j的化学能转化为电能b电源内电阻上的电压为2v c电源两极间的电压为2vd铅蓄电池把化学能转化为电能的本领比一节干电池的大【例题4】下表是两个电池外壳上的说明文字某型号进口电池 某型号国产电池rechargeable 1.2v 500mahstandardcharge15h ac 50magny 0.6(kraa)1.2v 600mah recharceahlestandard charge15h ac 60ma上述进口电池的电动势是_v，上述国产电池最多可放出_mah的电量，若该电池平均工作电流为0.03a，则最多可使用_h【例题5】 (2011江苏镇江模拟)一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压u时，通过金属导线的电流为i，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压u，则此时()a通过金属导线的电流为 b通过金属导线的电流为c自由电子定向移动的平均速率为 d自由电子定向移动的平均速率为【能力训练】1下列说法中正确的是()a导体中只要电荷运动就形成电流b在国际单位制中，电流的单位是ac电流有方向，它是一个矢量d任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在e根据iq/t，可知i与q成正比2.某电解池，如果在1秒钟内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()a0 a b0.8 a c1.6 a d3.2 a3关于电流的方向，下列说法正确的是()a在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向b在电解液中，电流的方向是负离子定向移动的方向c无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反d在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成电流，所以电流有两个方向4.如图4所示，一根横截面积为s的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q， 当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为 ()avq b. cqvs d.5(2012镇江模拟)用一稳压电源给装在一个圆管子内的水银通电，电流为0.1 a，若把全部水银倒在一个内径大一倍的管子里，那么通过水银的电流将是()a1.6 a b0.8 a c0.4 a d3.2 a6关于有电源的电路中导线内部的电场强度，下列说法中正确的是( )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，所以导线内部场强处处为零d导线内的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于动态平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的同7半径为r的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为q，现使圆环绕垂直环于所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则对于由环产生的等效电流，应有( )a若不变而使q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍b若q不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍c若使、q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大d若使、q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小8下列说法中正确的是( )a在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流b静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少c在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力d静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加9关于电动势e，下列说法中正确的是( )a电动势e的大小，与非静电力做功w的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比b电动势e是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关c电动势e的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样d电动势e是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量10下列有关电压与电动势的说法中，正确的是( )a电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法b只有在外电路接通时，电源电动势才等于内外电路电压之和c电动势公式e=w/q中的w与电势差公式u=w/q中的w是一样的，都是静电力做的功d电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量11. 如图所示，在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示如果测得2 s内分别有1.01018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面m，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？12.来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800 kv的直线加速器加速，形成电流强度为1 ma的细柱形质子流已知质子电荷量e1.601019 c这束质子流每秒打到靶上的个数为_假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2_.例题答案：1ac此题考查对电流公式iq/t的理解及电流的微观表达式inqvs的理解在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vt，由于铜导线的横截面积为s，则在t时间内，电子经过的导线体积为vts.又由于单位体积的导线中有n个自由电子，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvst，故a正确由于流经导线的电流为i，则在t时间内，流经导线的电荷量为it，而电子的电荷量为q，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故c也正确5. bc金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，电阻变为原来的4倍，两端加上恒定电压u，则通过金属导线的电流为，a错误，b正确根据inqsv可知自由电子定向移动的平均速率为，c正确，d错误反馈训练 能力训练答案 1b自由电荷定向移动才形成电流，故选项a错误形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项d错误电流有方向，但它是标量，故选项c错误iq/t只是电流的定义式，它与q、t皆无关，显然e项是错误的正确选项为b.2. 解析d在电解液导电中，通过导体某横截面的电荷量为通过该截面的正、负电荷量的绝对值之和即q(5.0101821.01019)1.61019c3.2 c所以i3.2 a.3. 解析c电流的方向为正电荷定向移动的方向 4. 解析在垂直棒的运动方向选取一截面，设棒长为l，则棒上所有电荷通过这一截面所用的时间t，从而得电流iqv.5a11. 解析根据电流正方向的规定可知，溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由a指向b.每个离子的电荷量为e1.61019c.该水溶液导电时负离子由b向a运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动所以，一定时间内通过横截面的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和i a0.16 a.【答案】电流方向为ab0.16 a12. 模型建立粗细均匀的一段导体长为l，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，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.(1)导体内的总电荷量：qnlsq.(2)电荷通过截面d的时间：t.(3)电流表达式：inqsv.解析(1)质