第二章 1　电源和电流—人教版高中物理选修3-1讲义.doc

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1、 1电源和电流一、电源1.产生电流的条件：导体两端存在电压.形成持续电流条件：导体两端存在持续电压.2.电源(1)定义：能把电子从正极搬运到负极的装置.(2)作用：维持电路两端有一定的电势差；使闭合电路中保持持续的电流.3.恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场.(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化.二、电流表达式I及电流的方向1.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.2.电流定义式：I或qIt，其中：q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量.3.单位：安培，简

2、称安，符号A，常用的单位还有毫安(mA)、微安(A)，1 A103 mA,1 A106 A.4.物理意义：反映了电流的强弱程度.5.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向相反.6.电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.7.电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则.三、电流的微观表达式1.电流的微观表达式：InqvS.式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、q为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动速率，S为导体的横截面积.2.三种速率的比

3、较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是公式IneSv中的v，大小约为105 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流.(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流.1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，设元电荷为e，以下说法中正确的是()A.当n1n2时电流强度为零B.当n1n2时

4、，电流方向从AB，电流强度为IC.当n1n2时，电流方向从BA，电流强度为ID.溶液内电流方向从AB，电流强度为I2铜的摩尔质量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为()A.光速c B. C. D.3一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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.qv B. C.qvS D.4一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向

5、移动速率为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为()A.nvSt B.nvt C. D.5导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e1.61019 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.51028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m，平均要多少时间？1电源和电流1答案D解析正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子反向经过同一截面时，公式I中的q应是正、负离子电荷量绝对值之和，故I，电流方向由A指向B，与正、负离子的数量无关，A、B、C错误

6、，D正确.2答案D解析设电子定向移动的速率为v，那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtS，摩尔数为，自由电子数为，所以电荷量q，由I得v，故A、B、C错，D对.3答案A解析t s内棒通过的长度lvt，总电荷量Qqlqvt. 由Iqv，故选项A正确.4答案AC解析在t时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N，故C正确，D错误；把InqSv代入N可得NnvSt，故A正确，B错误.5答案(1)6.251018个(2)7.35105 m/s(3)3.78 h解析(1)N6.251018个.(2)由公式IneSv，得v m/s7.35105 m/s.(3)沿导线移动1 m需用时t s3.78 h.