江蘇省桃州中學(xué)2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.1 導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流、電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1（通用）

1、選修3-12020屆桃州中學(xué)高三物理導(dǎo)學(xué)案 第二章 恒定電流【課 題】2.1 導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流、電動(dòng)勢(shì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道電源在電路中的作用，理解導(dǎo)線中恒定電場(chǎng)的建立，掌握恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱的物理量電流2知道非靜電力在電路中的作用，理解電動(dòng)勢(shì)的概念【知識(shí)要點(diǎn)】一、電流1形成電流的條件(1)導(dǎo)體中有能夠的電荷(2)導(dǎo)體兩端存在 2電流的方向：與正電荷定向移動(dòng)的方向 ，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向 電流雖然有方向，但它是3.導(dǎo)線中的電場(chǎng)(1)形成：導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由_、導(dǎo)線等電路元件所積累的_共同形成的合電場(chǎng)(2)特點(diǎn)：導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線和_；電荷的分布是_；導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是沿導(dǎo)線切線方向的穩(wěn)定電場(chǎng)4

2、電流強(qiáng)度(1)定義：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q和通過(guò)這些電荷量所用時(shí)間t的 ，叫做電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，用字母I表示(2)定義式：I.(3)微觀表達(dá)式：I ，式中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是自由電荷的電荷量，v是自由電荷定向移動(dòng)的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積(4)單位：安培(安)，符號(hào)A,1 A1 C/s.二、電動(dòng)勢(shì)1定義：_力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)2公式：_3物理意義：反映電源把_轉(zhuǎn)化為_(kāi)本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功4方向規(guī)定：電動(dòng)勢(shì)E是標(biāo)量，為研究問(wèn)題方便，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流方向，即由

3、電源負(fù)極指向正極方向說(shuō)明：電動(dòng)勢(shì)是用比值定義的物理量，由電源中非靜電力的特性決定，是電源的屬性，與移送的電荷量q和所做的功w無(wú)關(guān)，跟外電路也無(wú)關(guān)【典型例題】【例題1】(2020廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)模塊考試)有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量為q，此時(shí)電子定向移動(dòng)的速率為v，則在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()AnvSt Bnvt C. D.【例題2】如圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)1價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為基元電荷，以下說(shuō)法正確的是( )A當(dāng)n1=n2時(shí)電流強(qiáng)度

4、為零B當(dāng)n1n2時(shí)，電流方向從AB，電流強(qiáng)度 C當(dāng)n1n2時(shí)，電流方向從BA，電流強(qiáng)度D電流方向從AB，電流強(qiáng)度【例題3】鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，這表示( )A電路通過(guò)1C的電荷量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B電源內(nèi)電阻上的電壓為2V C電源兩極間的電壓為2VD鉛蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池的大【例題4】下表是兩個(gè)電池外殼上的說(shuō)明文字某型號(hào)進(jìn)口電池 某型號(hào)國(guó)產(chǎn)電池RECHARGEABLE 1.2V 500mAhSTANDARDCHARGE15h ac 50mAGNY 0.6(KRAA)1.2V 600mAh RECHARCEAHLESTANDARD CHARGE15h ac 6

5、0mA上述進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是_V，上述國(guó)產(chǎn)電池最多可放出_mAh的電量，若該電池平均工作電流為0.03A，則最多可使用_h【例題5】 (2020江蘇鎮(zhèn)江模擬)一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線，兩端加上恒定電壓U時(shí)，通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流為I，金屬導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，若將金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，使其長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，仍給它兩端加上恒定電壓U，則此時(shí)()A通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流為 B通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流為C自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 D自由電子定向移動(dòng)的平均速率為【能力訓(xùn)練】1下列說(shuō)法中正確的是()A導(dǎo)體中只要電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流B在國(guó)際單位制中，電流的單位是AC電流有方向，它是一個(gè)矢量D任何物體，只要

6、其兩端電勢(shì)差不為零，就有電流存在E根據(jù)Iq/t，可知I與q成正比2.某電解池，如果在1秒鐘內(nèi)共有5.01018個(gè)二價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)這個(gè)橫截面的電流是()A0 A B0.8 A C1.6 A D3.2 A3關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)法正確的是()A在金屬導(dǎo)體中，電流的方向是自由電子定向移動(dòng)的方向B在電解液中，電流的方向是負(fù)離子定向移動(dòng)的方向C無(wú)論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反D在電解液中，由于是正負(fù)電荷定向移動(dòng)形成電流，所以電流有兩個(gè)方向4.如圖4所示，一根橫截面積為S的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上帶有均勻分布的負(fù)電荷，設(shè)棒單位長(zhǎng)度內(nèi)所含的電荷量為

7、q， 當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒的運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為 ()Avq B. CqvS D.5(2020鎮(zhèn)江模擬)用一穩(wěn)壓電源給裝在一個(gè)圓管子內(nèi)的水銀通電，電流為0.1 A，若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的管子里，那么通過(guò)水銀的電流將是()A1.6 A B0.8 A C0.4 A D3.2 A6關(guān)于有電源的電路中導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是( )A導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)就是電源所形成的電場(chǎng)B在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，而導(dǎo)線外部的場(chǎng)強(qiáng)不為零，所以導(dǎo)線內(nèi)部電場(chǎng)不是穩(wěn)定的C因?yàn)閷?dǎo)線處于電源的電場(chǎng)中，所以導(dǎo)線內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零D導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是由電源、電線等電路元件所積

8、累的電荷共同形成的，導(dǎo)體內(nèi)的電荷處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，電荷分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)也是穩(wěn)定的同7半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)于所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則對(duì)于由環(huán)產(chǎn)生的等效電流，應(yīng)有( )A若不變而使Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B若Q不變而使變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變大D若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小8下列說(shuō)法中正確的是( )A在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷定向移動(dòng)形成電流B靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)

9、能減少C在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能增加9關(guān)于電動(dòng)勢(shì)E，下列說(shuō)法中正確的是( )A電動(dòng)勢(shì)E的大小，與非靜電力做功w的大小成正比，與移送電荷量q的大小成反比B電動(dòng)勢(shì)E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無(wú)關(guān)C電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣D電動(dòng)勢(shì)E是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量10下列有關(guān)電壓與電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中，正確的是( )A電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特，所以電動(dòng)勢(shì)與電壓是同一物理量的不同叫法B只有在外電路接通時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)才等于內(nèi)外電路電壓之和

10、C電動(dòng)勢(shì)公式E=w/q中的w與電勢(shì)差公式U=W/q中的w是一樣的，都是靜電力做的功D電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量11. 如圖所示，在某種帶有一價(jià)離子的水溶液中，正、負(fù)離子在定向移動(dòng)，方向如圖所示如果測(cè)得2 s內(nèi)分別有1.01018個(gè)正離子和負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)部的橫截面M，試問(wèn)：溶液中電流的方向如何？電流多大？12.來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流已知質(zhì)子電荷量e1.601019 C這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個(gè)數(shù)為_(kāi)假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩

11、處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1n2_.例題答案：1AC此題考查對(duì)電流公式Iq/t的理解及電流的微觀表達(dá)式InqvS的理解在t時(shí)間內(nèi)，以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線中經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度為vt，由于銅導(dǎo)線的橫截面積為S，則在t時(shí)間內(nèi)，電子經(jīng)過(guò)的導(dǎo)線體積為vtS.又由于單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為nvSt，故A正確由于流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，則在t時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為It，而電子的電荷量為q，則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為，故C也正確5. BC金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，使其長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)

12、的，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，兩端加上恒定電壓U，則通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流為，A錯(cuò)誤，B正確根據(jù)InqSv可知自由電子定向移動(dòng)的平均速率為，C正確，D錯(cuò)誤反饋訓(xùn)練 能力訓(xùn)練答案 1B自由電荷定向移動(dòng)才形成電流，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有一定的電勢(shì)差，且必須是導(dǎo)體，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤電流有方向，但它是標(biāo)量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤Iq/t只是電流的定義式，它與q、t皆無(wú)關(guān)，顯然E項(xiàng)是錯(cuò)誤的正確選項(xiàng)為B.2. 解析D在電解液導(dǎo)電中，通過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量為通過(guò)該截面的正、負(fù)電荷量的絕對(duì)值之和即q(5.0101821.01019)1.61019C3.2 C所以I3.2 A.3. 解析C電流的方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞?/p>

13、動(dòng)的方向 4. 解析在垂直棒的運(yùn)動(dòng)方向選取一截面，設(shè)棒長(zhǎng)為L(zhǎng)，則棒上所有電荷通過(guò)這一截面所用的時(shí)間t，從而得電流Iqv.5A11. 解析根據(jù)電流正方向的規(guī)定可知，溶液中電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同，即由A指向B.每個(gè)離子的電荷量為e1.61019C.該水溶液導(dǎo)電時(shí)負(fù)離子由B向A運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子的定向移動(dòng)可以等效看做是正離子反方向的定向移動(dòng)所以，一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量應(yīng)該是正、負(fù)兩種離子電荷量的絕對(duì)值之和I A0.16 A.【答案】電流方向?yàn)锳B0.16 A12. 模型建立粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長(zhǎng)為l，橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v.(1)導(dǎo)體內(nèi)的總電荷量：QnlSq.(2)電荷通過(guò)截面D的時(shí)間：t.(3)電流表達(dá)式：InqSv.解析(1)