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1、第 1 节电源和电流一、电源和恒定电场1电源的概念电源就是把从正极搬迁到负极的装置。从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为的装置。2电源的作用保持导体两端的（电压），使电路有持续的电流。3导线内的电场有电源的电路中， 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。详尽的分析说明：尽管这些电荷也在运动，有的流走了，但是另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的，故称。4恒定电场由稳定分布的电荷所产生的电场称为恒定电场。二、电流及其微观表达式1电流通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用的时间的。2电流的定义式。3电流的单位安（安培），。 1 mA
2、=A，1 A=A。自由电子电能电势差电荷恒定电场稳定的电荷量比值A 10-310 -6电流的微观表达式取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压， 设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和，横截面积为，导体中每单位体积的自由电荷CS1 / 7数为 n，每个自由电荷带的电荷量为q，则在时间t 内处于相距为vt 的两截面 B、 C间的所有自由电荷将通过截面C。体积为 V=vtS电荷数为 N=nV总电荷量为Q=nVq=nvtSq电流为 I =Q/ t =nvqS此即电流的微观表达式。【例题】 如图所示是静电除尘器示意图，A 接高压电源正极，B 接高压电源的负极，AB之间有
3、很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A 的过程中， 遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附nmol 电子，每昼夜除尘的质量为m，计算高压电源的电流I （电子电荷量设为e，阿伏伽德罗常数为 NA，一昼夜时间为t ）。参考答案：试题解析： 根据电流定义式，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就可以求出电流。由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量为总电荷量的一半。，。规律总结：1当正、负电荷同时参与导电时，电流定义式中的电荷量是正、负电荷的电荷量的绝对值之和；2 / 72电流与横截面积结无关，电流的方向与自由电
4、子定向移动的方向相反；3等效思想：将电荷的绕核运动等效为电荷沿着一个环形导体定向运动，从而形成环形电流，再结合电流的定义式求解。1关于电流，下列说法中正确的是A通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B电流的方向就是自由电荷定向移动的方向C单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D因为电流有方向，所以电流是矢量2 （2018广西柳州高级中学高三冲刺模拟）下列关于电流的说法中正确的是A导体棒中电子运动的速率越大，电流越大B单位时间内通过导体横载面的电荷量越多，导体中的电流越大C因为电流既有大小也有方向，所以是矢量D闭合回路的导体做切割磁感线的运动就一定有感应电流3 （2018江西省九
5、江市第三中学高二专项检测）一根横截面积为S 的铜导线，通过电流为 I 。已经知道铜的密度为，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为ABCD4某根导线中的电流为1.6 A ，则在 0.5 s内通过这根导线某一横截面的电荷量为A 0.8 CB 1.2 CC 0.8 KD 1.2 K5 （2018福建省厦门市高二质量检测）关于电源和电流，下述说法正确的是A电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压B由公式可知，导体的电阻与通过它的电流成反比C从能量转化的角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置D闭合日光灯开关
6、，日光灯立刻就亮了，这表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光3 / 7速6 （ 2018内蒙古太仆寺旗宝昌一中高二期末考试）导体中的电流是5 A，那么在 3.2s 内通过导体的横截面定向移动电荷量为，相当于有n个电子通过该截面， 则下列正确q的是A q=1.6 10 -5C； n=1014 个B q=1.6 10 -2C； n=1017 个C q=1.6 10 -5C ； n=1015 个D q=1.6 10 -2C； n=1014 个7飞机在空中飞行时，其表面因不断与空气摩擦而带电。某次飞行中，飞机0.5 s内带电荷量增加约17 C，此过程中形成的电流约为A 34 mAB 34 AC 8.5
7、 mAD 8.5 A8 （2018北京四中高二期末考试）若通过一段导体的电流是2 A ，则 1 分钟内通过该导体某截面的电量为A 2 CB0.5 CC 120 CD 200 C9如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积S 铝 =2S 铜 ，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在 1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是A I A=I BB I A=2I BC I B=2I AD不能确定10 （2018湖南省邵阳市第二中学高二期末考试）有关电流的下列说法正确的是A因为电流有方向，因而电流是矢量B由 I =q/t知， I 与 q 成正
8、比，与通电时间成反比C金属导体里面电流的方向和自由电子定向移动的方向相同D单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大11如图所示的电解液接入电路后，在t s 内有 n1 个一价正离子通过溶液内截面S，有 n24 / 7个二价负离子通过溶液内截面S，设 e 为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是A当 n1=n2 时，电流大小为零B当 n1n2 时，电流方向由A指向 B，电流C当 n1n2 时，电流方向由B指向 A，电流D电流方向由A 指向 B，电流12有甲、 乙两导体， 甲的横截面积是乙的两倍，而乙在单位时间内通过导体截面的电荷量是甲的 2 倍，以下说法中正确的是A甲、乙两导
9、体中的电流相同B乙导体中的电流是甲导体的2 倍C乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2 倍D甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等13（2018 湖南省湖南师大附中炎德英才大联考高三模拟）半径为 a 的金属球远离其它一切物体，通过阻值为R 的电阻与大地相连。电子束从远处射向小球，各物理量达稳定状态后每秒钟有n 个电子以速度v 不断地落到球上，电子的质量为m，电荷量为 e，那么以下结论正确的是A小球的电势为- neRB通过电阻的电流为ne，且从金属球流向大地C电阻上的电熟功率为P=，小球所带电荷量是不为零的一个定值D金属球单位时间内释放的热量为Q=5 / 71C【解析】根据公式可知通过
10、导体横截面的电荷量越多，有可能所用的时间也较长，电流不一定大，根据定义式可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大， A 错误， C正确；电流的方向和正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动电荷相反， B 错误；电流是标量，没有正负方向，D 错误。2B【解析】由电流的微观表达式：I =nesv，可知 v 大，不一定电流就大，故A 错误；由电流定义式可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量多，导体中的电流就大，故 B正确；电流有方向，但电流的计算不适用于平行四边形定则，电流为标量；故C 错误；闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，而闭合电路中的磁通量不一定变化，闭合电路中就不一定会
11、有感应电流，故D 错误。3 A【解析】设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t ，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为：， t时间内通过导体截面的电荷量为：q=ne，则电流强度为：得：，故选 A。4 A【解析】电流为1.6 A ，时间为0.5 s ，故电荷量，故选项A 正确。【名师点睛】已知电流的大小和通电时间，根据公式可求导体中的电荷量。5C【解析】电源正负极之间的电压称为路端电压，当外电路接通时，路端电压小于电源的电动势，故A 错误；公式是电阻的定义式，与电阻两端的电压以及通过它的电流都无关，故 B 错误；从能
12、量转化的角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，故 C 正确；闭合日光灯开关，日光灯立刻就亮了，是由于导线中电场传播的速度接近光速，而不是自由电荷定向运动的速率接近光速，故D错误。6 A【解析】根据电流的定义式得3.2 s内 通过导体横截面的电荷量为：，通过该截面的电子的个数为：个，故A 正确， BCD错误。6 / 77 B【解析】根据，则，故选B。8 C【解析】根据q=It 可知 q=260 C=120 C，故选C。9A【解析】根据公式I =可得， I 的大小与横截面积的大小无关，主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少，选项A 正确。10 D【解析】电流的方向是电荷移动的方向
13、，但电流这个物理量描述电流的强弱，是标量。故 A 错误。电流的定义，是比值定义法，电流与电荷量不成正比，与时间不成反比，故B 错误。电流的方向为正电荷的定向移动方向，故金属导体里面电流的方向和自由电子定向移动的方向相反，故C错误。根据电流的定义，得q=It ，则单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大，故D 正确。故选D。11 D【解析】由题意可知，流过溶液截面上的电荷量，则电流，方向与正电荷的定向移动方向相同，故选D。12 B【解析】根据可知，因为乙在单位时间内通过导体截面的电荷量是甲的2 倍，故乙导体中的电流是甲导体的2 倍，选项 B 正确， A 错误；根据 I =nqSv，因两导体中单位体积的电荷数 n 不能确定，故无法比较两导体中自由电荷定向移动的速度大小，选项CD错误；故选 B。13 AD【解析】因为通过电阻的电流为ne，从大地流向金属球，所以电阻两端的电压为U=neR，小球的电势为 =neR，所以 A 正确， B 错误。电阻的发热功率为P=I 2R=( ne) 2R，所以 C 错误。 D、金属球单位时间的发热量( 非弹性碰撞、电流等因素) 为，所以D正确。7 / 7