資源簡(jiǎn)介

1.電源和電流
探究點(diǎn)一　電流的理解和計(jì)算
1．電源
(1)導(dǎo)體內(nèi)形成持續(xù)電流的條件：一是要有移動(dòng)的自由電子，二是導(dǎo)體兩端始終存在電勢(shì)差．
(2)電源的作用：電源能把電子由正極搬運(yùn)到負(fù)極，
　　　　　　　 通過非靜電力做功
保持正、負(fù)極之間有電勢(shì)差．
2．恒定電流
(1)恒定電場(chǎng)：由________的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)．
　　　　 基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同
(2)恒定電流：________、________都不隨時(shí)間變化的電流．
3．電流
(1)物理意義：表示電流的強(qiáng)弱．單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流就________．
　 與導(dǎo)體垂直的截面
(2)定義式：I＝.
(3)方向：規(guī)定________電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍?br/>(4)單位：安培，符號(hào)是A，常用的單位還有毫安(mA)和微安(μA)．
　　　　　　 國(guó)際單位制中的基本單位
【情境思考】
　如圖所示，把電源用導(dǎo)線連接到插入食鹽水中的兩個(gè)金屬電極上，電路中形成電流．
思考：(1)鹽水中的電流和金屬導(dǎo)線中的電流形成機(jī)制有什么不同？
(2)鹽水中的電流沿什么方向？
(3)假設(shè)t s內(nèi)有N個(gè)Cl－和N個(gè)Na＋通過圖中虛面，則電路中的電流多大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思維提升】
1．電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍瑒t負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反．
2．形成電流的三種電荷
形成電流的三種電荷為自由電子、正離子和負(fù)離子，舉例說明：
(1)金屬導(dǎo)體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷是自由電子；
(2)液體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子；
(3)氣體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷有自由電子、正離子和負(fù)離子．
3．電流的形成
(1)形成原因：電荷的定向移動(dòng)．
(2)形成條件：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差．
(3)電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合．
4．電流的定義式：I＝.用該式計(jì)算出的電流是時(shí)間t內(nèi)的平均值．對(duì)于恒定電流，電流的瞬時(shí)值與平均值相等．
5．電流是標(biāo)量：雖然有方向，但它是標(biāo)量，遵循代數(shù)運(yùn)算法則．
題型1　電源的認(rèn)識(shí)
例 1 下列關(guān)于電源的說法正確的是(　　)
A．電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極搬運(yùn)到正極，保持兩極之間有電壓
B．電源把正、負(fù)電荷分開的過程是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C．電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器，也需要外界提供能量
D．只要電路中有電源，電路中就會(huì)形成持續(xù)的電流
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題型2　電流定義式的應(yīng)用
例2自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備．某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16 μF，充電至4 kV電壓，電容器在4 ms時(shí)間內(nèi)完成放電，下列說法正確的(　　)
A．電容器放電完成后電容為零
B．電容器的擊穿電壓為4 kV
C．電容器充電后的電荷量為0.64 C
D．電容器放電過程中平均電流為16 A
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 如圖所示，電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液，時(shí)間t內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下解釋中正確的是(　　)
A．正離子定向移動(dòng)形成電流方向從A→B，負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向從B→A
B．溶液內(nèi)正、負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流抵消
C．溶液內(nèi)電流方向從A→B，電流強(qiáng)度I＝
D．溶液內(nèi)電流方向從A→B，電流強(qiáng)度I＝
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題后反思
電解液導(dǎo)電時(shí)電流的計(jì)算方法
電解液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電不同．金屬導(dǎo)體中的自由電荷只有自由電子，而電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子，正、負(fù)離子在電解液中所受電場(chǎng)力方向相反，運(yùn)動(dòng)方向相反，但形成的電流方向相同．運(yùn)用I＝計(jì)算時(shí)，q應(yīng)是同一時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的正、負(fù)兩種離子的電荷量的絕對(duì)值之和．
練1　(多選)如圖所示是一款MP4播放器，隨著這種產(chǎn)品的出現(xiàn)，人們可以在旅途中觀看電影，讓原本枯燥的旅途變得充滿樂趣．MP4的充電電池多為鋰電池，假設(shè)鋰電池的充電電流為500 mA，則以下說法正確的是(　　)
A.1 s內(nèi)通過電池某一橫截面的電荷量為500 C
B．1 s內(nèi)通過電池某一橫截面的電荷量為0.5 C
C．充電過程把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能
D．充電過程把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能
練2　某電解池中，若在2 s內(nèi)有5.0×1015個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1016個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某截面M，其中正離子水平向右移動(dòng)，那么通過這個(gè)截面的電流的大小和方向是(　　)
A．0.8 mA，水平向左
B．0.08 mA，水平向左
C．1.6 mA，水平向右
D．0.16 mA，水平向右
探究點(diǎn)二　電流的微觀表達(dá)式
【情境思考】
1．如圖所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)為l的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q.則：
(1)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷全部通過橫截面D所用的時(shí)間t是多少？
(2)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷的總電荷量Q是多少？
(3)這段導(dǎo)體上的電流是多大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．思考：既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了呢？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思維提升】
1．電流的三種表達(dá)式及其比較
2.三種速率的比較
(1)電子定向移動(dòng)速率公式I＝neSv中的v，大小約為10－4 m/s.
(2)電流的傳導(dǎo)速率：導(dǎo)體中建立電場(chǎng)的速率，等于光速，為3×108 m/s.閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng)，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時(shí)開始做定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流．
(3)電子熱運(yùn)動(dòng)速率：電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，大小約為105 m/s.由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故此運(yùn)動(dòng)不能形成電流．
例4某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療．在這種療法中，為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)．如圖所示，來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流．已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S，其等效電流為I；質(zhì)子的質(zhì)量為m，其電荷量為e，那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是(　　)
A.　B．　C．　D．
練3　一段粗細(xì)均勻的銅導(dǎo)線的橫截面積是S，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n，銅導(dǎo)線內(nèi)的每個(gè)自由電子所帶的電荷量為e，自由電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率為v0，導(dǎo)線中通過的電流為I.則下列說法正確的是(　　)
A．自由電子定向移動(dòng)的速率為v0
B．自由電子定向移動(dòng)的速率為v＝
C．自由電子定向移動(dòng)的速率為真空中的光速c
D．自由電子定向移動(dòng)的速率為v＝
1.下列關(guān)于電源的說法正確的是(　　)
A．電源是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置
B．電源的作用是使電源的正負(fù)極保持一定量的正、負(fù)電荷，維持一定的電勢(shì)差
C．與電源相連的導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源正、負(fù)極上的電荷形成的
D．在電源內(nèi)部，負(fù)電荷由負(fù)極流向正極(或正電荷由正極流向負(fù)極)
2．關(guān)于電流，下列說法正確的是(　　)
A．電子的運(yùn)動(dòng)速率越大，電流就越大
B．單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大
C．因?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流是矢?br/>D．導(dǎo)體中的電流一定是由自由電子的定向移動(dòng)形成的
3．心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過AED自動(dòng)除顫?rùn)C(jī)給予及時(shí)治療．如圖，某型號(hào)AED模擬治療儀器內(nèi)有一電容為15 μF的電容器，某次使用過程中，該電容器在10 s內(nèi)充電至5 000 V電壓，之后在3 ms時(shí)間內(nèi)完成放電，則(　　)
A．電容器充電后所帶的電荷量為75 C
B．電容器充電過程中電容一直增大
C．電容器放電過程中放電電流一直增大
D．電容器放電過程中平均電流為25 A
4．核酸檢測(cè)時(shí)，醫(yī)務(wù)人員需要用手機(jī)掃描群眾的健康碼，為了保證手機(jī)電量充足，往往要攜帶一個(gè)智能充電寶隨時(shí)對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電．某醫(yī)務(wù)人員使用的充電寶參數(shù)見下表，其中轉(zhuǎn)化率是指放電量與容量的比值，下列說法正確的是(　　)
容量 10 000 mAh＝3.6×104 C
邊充邊放 否
輸入電壓、電流 5 V，2 A
轉(zhuǎn)換率 0.6
A.該充電寶最多能儲(chǔ)存的能量為3.6×104 J
B．該充電寶電量從零到完全充滿電的時(shí)間約為5 h
C．為充電寶充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．該充電寶給電量為零，容量為3 000 mAh的手機(jī)充電，則理論上能充滿3次
5．某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療．在這種療法中，為了能讓質(zhì)子轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞，首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)，該過程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來實(shí)現(xiàn)．來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流．已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S，單位體積的質(zhì)子數(shù)為n，質(zhì)子的質(zhì)量為m，其電荷量為e，那么這束質(zhì)子流的等效電流I為(　　)
A．nS　　　　　　B．neS
C． D．
1．電源和電流
導(dǎo)學(xué)　掌握必備知識(shí)　強(qiáng)化關(guān)鍵能力
探究點(diǎn)一
2．(1)穩(wěn)定分布　(2)大小　方向
3．(1)越大　(3)正
情境思考
提示：(1)鹽水中的電流是Cl－離子和Na＋離子同時(shí)反向定向移動(dòng)形成的，金屬導(dǎo)線中的電流是自由電子定向移動(dòng)形成的．
(2)左．
(3)I＝.
[例1]　解析：在電源內(nèi)部，電源把電子由正極搬運(yùn)到負(fù)極，這一過程要克服靜電力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤，B正確；電源是提供電能的裝置，C錯(cuò)誤；電路中要形成持續(xù)的電流，既要有電源，電路又要閉合，兩者缺一不可，D錯(cuò)誤．
答案：B
[例2]　解析：電容是表征電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)大小的物理量，放電之后，電容器的電容大小是不變的，故A錯(cuò)誤；該電容器電壓可充電到4.0 kV，必然小于擊穿電壓，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Q＝CU＝16×10-6×4.0×103 C＝0.064 C，可知放電前，電容器儲(chǔ)存的電量為0.064 C，故C錯(cuò)誤；根據(jù)I＝ A＝16 A可知該次放電平均電流為16 A，故D正確．
答案： D
[例3]　解析：正離子定向移動(dòng)的方向就是電流方向，負(fù)離子定向移動(dòng)的反方向也是電流方向，A、B錯(cuò)誤；正、負(fù)離子同時(shí)通過同一橫截面時(shí)，I＝公式中q應(yīng)是正、負(fù)兩種離子的電荷量的絕對(duì)值之和，故I＝，電流方向由A指向B，C錯(cuò)誤，D正確．
答案：D
練1　解析：由電流的定義式得q＝It＝0.5 C，故A錯(cuò)誤，B正確．充電過程是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能儲(chǔ)存起來，故C錯(cuò)誤，D正確．
答案：BD
練2　解析：2 s內(nèi)流過某截面M的電荷量為Q＝5.0×1015×2×1.6×10-19 C＋1.0×1016×1.6×10-19 C＝3.2×10-3 C，則由電流的定義可知I＝ A＝1.6 mA，由于正離子水平向右移動(dòng)，則電流的方向向右．C正確．
答案：C
探究點(diǎn)二
情境思考
1．提示：(1)t＝.
(2)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷總數(shù)N＝nlS，
總電荷量Q＝Nq＝nlSq.
(3)此導(dǎo)體上的電流I＝＝nqSv.
2．提示：實(shí)際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置以光速迅速建立了電場(chǎng)．隨著電場(chǎng)的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時(shí)開始做定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流．
[例4]　解析：經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，有eU＝，這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)為n，則有q＝Svtne，聯(lián)立解得n＝，D正確．
答案：D
練3　解析：v0為自由電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，不是定向移動(dòng)速率，故A錯(cuò)誤；對(duì)于電流微觀表達(dá)式I＝nqSv，式中n為單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，而本題中n為單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)，則t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線某一橫截面的自由電子數(shù)為nvt，電荷量q＝nvte，所以電流I＝＝nev，所以v＝，故B、C錯(cuò)誤，D正確．
答案：D
導(dǎo)練　落實(shí)創(chuàng)新應(yīng)用　提升學(xué)科素養(yǎng)
1．解析：電源能把電子由正極搬運(yùn)到負(fù)極，克服靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；電荷的搬運(yùn)使電源正、負(fù)極間維持一定電勢(shì)差，B正確；導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，C錯(cuò)誤；在電源內(nèi)部，負(fù)電荷從正極流向負(fù)極(或正電荷從負(fù)極流向正極)，D錯(cuò)誤．
答案：B
2．解析：電流大小與電子運(yùn)動(dòng)速率無關(guān)，A錯(cuò)誤；電流的定義為電荷量與時(shí)間的比值，即單位內(nèi)通過的電荷量是由電荷量與時(shí)間共同決定的，電荷量多電流不一定大，但如果是單位時(shí)內(nèi)通過截面的電荷量多，則電流大，B正確；電流雖然有方向，但它是標(biāo)量，C錯(cuò)誤；導(dǎo)體中的電流，不一定是自由電子的定向移動(dòng)形成的，也可能是其他帶電粒子定向移動(dòng)形成的，D錯(cuò)誤．
答案：B
3．解析：電容器充電后所帶的電荷量為Q＝CU＝15×10-6×5 000 C＝0.075 C，A錯(cuò)誤；電容器的電容由電容器本身的性質(zhì)決定，與電容器是否帶電無關(guān)，故電容器充電過程中電容保持不變，B錯(cuò)誤；電容器放電過程中放電電流逐漸減小，C錯(cuò)誤；電容器放電過程中的平均電流為 A＝25 A，D正確．
答案：D
4．解析：該充電寶的電動(dòng)勢(shì)為5 V，可得最多能儲(chǔ)存的能量為E＝qU＝3.6×104×5 J＝1.8×105 J，A錯(cuò)誤；輸入電流為2 A，該充電寶電量從零到完全充滿電的時(shí)間約為t＝ s＝1.8×104 s＝5 h，B正確；充電寶充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能，C錯(cuò)誤；充電寶的轉(zhuǎn)換率為0.6，所以給電量為零，容量為3 000 mAh的手機(jī)充電，理論上可充電次數(shù)為n＝＝2，D錯(cuò)誤．
答案：B
5．解析：質(zhì)子在電場(chǎng)力作用下加速，加速后的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理，則有eU＝mv2，解得v＝ ，等效電流為I，單位體積的質(zhì)子數(shù)為n，根據(jù)電流微觀表達(dá)式I＝neSv，解得I＝neSv＝neS.
答案：B
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)(共63張PPT)
1.電源和電流
核 心 素 養(yǎng) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
物理觀念 (1)了解電流的概念，知道電流的單位．
(2)知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)．
科學(xué)思維 (1)通過實(shí)例分析，理解電流形成的條件．
(2)通過對(duì)比靜電平衡條件，理解導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)和電流．
科學(xué)探究
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 能做到實(shí)事求是，對(duì)導(dǎo)體中三種速度進(jìn)行比較．
探究點(diǎn)一　電流的理解和計(jì)算
1．電源
(1)導(dǎo)體內(nèi)形成持續(xù)電流的條件：一是要有移動(dòng)的自由電子，二是導(dǎo)體兩端始終存在電勢(shì)差．
(2)電源的作用：電源能把電子由正極搬運(yùn)到負(fù)極，
　　　　　　　 通過非靜電力做功
保持正、負(fù)極之間有電勢(shì)差．
2．恒定電流
(1)恒定電場(chǎng)：由________的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)．
　　　　 基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同
(2)恒定電流：_____、_____都不隨時(shí)間變化的電流．
穩(wěn)定分布
大小
方向
越大
正
【情境思考】
　如圖所示，把電源用導(dǎo)線連接到插入食鹽水中的兩個(gè)金屬電極上，電路中形成電流．
思考：(1)鹽水中的電流和金屬導(dǎo)線中的電流形成機(jī)制有什么不同？
(2)鹽水中的電流沿什么方向？
(3)假設(shè)t s內(nèi)有N個(gè)Cl－和N個(gè)Na＋通過圖中虛面，則電路中的電流多大？
【思維提升】
1．電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，則負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反．
2．形成電流的三種電荷
形成電流的三種電荷為自由電子、正離子和負(fù)離子，舉例說明：
(1)金屬導(dǎo)體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷是自由電子；
(2)液體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子；
(3)氣體導(dǎo)電時(shí)定向移動(dòng)的電荷有自由電子、正離子和負(fù)離子．
題型1　電源的認(rèn)識(shí)
例 1 下列關(guān)于電源的說法正確的是(　　)
A．電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極搬運(yùn)到正極，保持兩極之間有電壓
B．電源把正、負(fù)電荷分開的過程是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C．電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器，也需要外界提供能量
D．只要電路中有電源，電路中就會(huì)形成持續(xù)的電流
答案：B
解析：在電源內(nèi)部，電源把電子由正極搬運(yùn)到負(fù)極，這一過程要克服靜電力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤，B正確；電源是提供電能的裝置，C錯(cuò)誤；電路中要形成持續(xù)的電流，既要有電源，電路又要閉合，兩者缺一不可，D錯(cuò)誤．
題型2　電流定義式的應(yīng)用
例2自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備．某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16 μF，充電至4 kV電壓，電容器在4 ms時(shí)間內(nèi)完成放電，下列說法正確的(　　)
A．電容器放電完成后電容為零
B．電容器的擊穿電壓為4 kV
C．電容器充電后的電荷量為0.64 C
D．電容器放電過程中平均電流為16 A
答案：D
答案：D
練1　(多選)如圖所示是一款MP4播放器，隨著這種產(chǎn)品的出現(xiàn)，人們可以在旅途中觀看電影，讓原本枯燥的旅途變得充滿樂趣．MP4的充電電池多為鋰電池，假設(shè)鋰電池的充電電流為500 mA，則以下說法正確的是(　　)
A.1 s內(nèi)通過電池某一橫截面的電荷量為500 C
B．1 s內(nèi)通過電池某一橫截面的電荷量為0.5 C
C．充電過程把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能
D．充電過程把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能
答案：BD
解析：由電流的定義式得q＝It＝0.5 C，故A錯(cuò)誤，B正確．充電過程是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能儲(chǔ)存起來，故C錯(cuò)誤，D正確．
練2　某電解池中，若在2 s內(nèi)有5.0×1015個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1016個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某截面M，其中正離子水平向右移動(dòng)，那么通過這個(gè)截面的電流的大小和方向是(　　)
A．0.8 mA，水平向左
B．0.08 mA，水平向左
C．1.6 mA，水平向右
D．0.16 mA，水平向右
答案：C
探究點(diǎn)二　電流的微觀表達(dá)式
【情境思考】
1．如圖所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)為l的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q.則：
(1)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷全部通過橫截面D所用的時(shí)間t是多少？
(2)導(dǎo)體AD內(nèi)的自由電荷的總電荷量Q是多少？
(3)這段導(dǎo)體上的電流是多大？

2．思考：既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了呢？
提示：實(shí)際上，閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置以光速迅速建立了電場(chǎng)．隨著電場(chǎng)的建立，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時(shí)開始做定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流．
【思維提升】
1．電流的三種表達(dá)式及其比較
2.三種速率的比較
(1)電子定向移動(dòng)速率公式I＝neSv中的v，大小約為10－4 m/s.
(2)電流的傳導(dǎo)速率：導(dǎo)體中建立電場(chǎng)的速率，等于光速，為3×108 m/s.閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場(chǎng)，電路中各處的自由電子在靜電力的作用下幾乎同時(shí)開始做定向移動(dòng)，整個(gè)電路也幾乎同時(shí)形成了電流．
(3)電子熱運(yùn)動(dòng)速率：電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，大小約為105 m/s.由于熱運(yùn)動(dòng)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等，故此運(yùn)動(dòng)不能形成電流．
答案：D
答案：D
1.下列關(guān)于電源的說法正確的是(　　)
A．電源是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置
B．電源的作用是使電源的正負(fù)極保持一定量的正、負(fù)電荷，維持一定的電勢(shì)差
C．與電源相連的導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源正、負(fù)極上的電荷形成的
D．在電源內(nèi)部，負(fù)電荷由負(fù)極流向正極(或正電荷由正極流向負(fù)極)
答案：B
解析：電源能把電子由正極搬運(yùn)到負(fù)極，克服靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，A錯(cuò)誤；電荷的搬運(yùn)使電源正、負(fù)極間維持一定電勢(shì)差，B正確；導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，C錯(cuò)誤；在電源內(nèi)部，負(fù)電荷從正極流向負(fù)極(或正電荷從負(fù)極流向正極)，D錯(cuò)誤．
2．關(guān)于電流，下列說法正確的是(　　)
A．電子的運(yùn)動(dòng)速率越大，電流就越大
B．單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大
C．因?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流是矢?br/>D．導(dǎo)體中的電流一定是由自由電子的定向移動(dòng)形成的
答案：B
解析：電流大小與電子運(yùn)動(dòng)速率無關(guān)，A錯(cuò)誤；電流的定義為電荷量與時(shí)間的比值，即單位內(nèi)通過的電荷量是由電荷量與時(shí)間共同決定的，電荷量多電流不一定大，但如果是單位時(shí)內(nèi)通過截面的電荷量多，則電流大，B正確；電流雖然有方向，但它是標(biāo)量，C錯(cuò)誤；導(dǎo)體中的電流，不一定是自由電子的定向移動(dòng)形成的，也可能是其他帶電粒子定向移動(dòng)形成的，D錯(cuò)誤．
3．心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過AED自動(dòng)除顫?rùn)C(jī)給予及時(shí)治療．如圖，某型號(hào)AED模擬治療儀器內(nèi)有一電容為15 μF的電容器，某次使用過程中，該電容器在10 s內(nèi)充電至5 000 V電壓，之后在3 ms時(shí)間內(nèi)完成放電，則(　　)
A．電容器充電后所帶的電荷量為75 C
B．電容器充電過程中電容一直增大
C．電容器放電過程中放電電流一直增大
D．電容器放電過程中平均電流為25 A
答案：D
4．核酸檢測(cè)時(shí)，醫(yī)務(wù)人員需要用手機(jī)掃描群眾的健康碼，為了保證手機(jī)電量充足，往往要攜帶一個(gè)智能充電寶隨時(shí)對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電．某醫(yī)務(wù)人員使用的充電寶參數(shù)見下表，其中轉(zhuǎn)化率是指放電量與容量的比值，下列說法正確的是(　　)
A.該充電寶最多能儲(chǔ)存的能量為3.6×104 J
B．該充電寶電量從零到完全充滿電的時(shí)間
約為5 h
C．為充電寶充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．該充電寶給電量為零，容量為3 000 mAh的手機(jī)充電，則理論上能充滿3次
容量 10 000 mAh＝3.6×104 C
邊充邊放 否
輸入電壓、
電流 5 V，2 A
轉(zhuǎn)換率 0.6
答案：B
答案：B
1．下列說法正確的是(　　)
A．導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成了電流
B．只有自由電子的定向移動(dòng)才能形成電流
C．導(dǎo)體中的自由電荷越多，電流越大
D．電源的作用是使電源的正、負(fù)極兩端保持一定的電勢(shì)差
答案：D
解析：正、負(fù)電荷的定向移動(dòng)都可以形成電流，不僅僅是自由電子的定向移動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；電流的大小取決于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與作用時(shí)間的比值，與自由電荷的多少無關(guān)，故C錯(cuò)誤；在電源內(nèi)部電源將負(fù)電荷從正極搬到負(fù)極，維持正、負(fù)極間有一定的電勢(shì)差，故D正確．
2．某興趣小組調(diào)查一條河流的水質(zhì)情況，通過計(jì)算結(jié)果表明，被污染的河里一分鐘內(nèi)有相當(dāng)于6 C的正離子和9 C的負(fù)離子向下游流去，則取樣時(shí)這條河流的等效電流大小和方向分別是(　　)
A．0.25 A　順流而下 B．0.05 A　順流而下
C．0.25 A　逆流而上 D．0.05 A　逆流而上
答案：D
3．(多選)下表是某品牌電動(dòng)汽車的標(biāo)識(shí)牌，以下說法正確的是(　　)
A.該電池的容量為60 A·h
B．該電池以6 A的電流放電，可以工作10 h
C．該電池以6 A的電流放電，可以工作60 h
D．該電池充完電可貯存的電荷量為60 C
整車型號(hào) CH830BEV
最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 1 800 kg
動(dòng)力電池容量 60 A·h
驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率 30 kW
驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào) WXMP30LO
車輛設(shè)計(jì)代號(hào)VIN LVFAD1A3440000003
答案：AB
解析：從題圖標(biāo)識(shí)牌可知電池的容量為60 A·h，即以6 A的電流放電可工作10 h，故A、B正確，C錯(cuò)誤；該電池充完電可貯存的電荷量q＝60×3 600 C＝2.16×105 C，故D錯(cuò)誤．
答案：A
答案：A
答案：D
答案：B
答案：C
9．(多選)如圖所示，半徑為R(遠(yuǎn)大于圓環(huán)橫截面半徑)的橡膠圓環(huán)帶均勻正電荷，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直于環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生等效電流．
下列說法正確的是(　　)
A．使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍
B．若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍
C．若ω、Q不變，使環(huán)的半徑增大，電流將變大
D．若ω、Q不變，使環(huán)的半徑增大，電流將變小
答案：AB
10．(多選)等離子體推進(jìn)器的原理結(jié)構(gòu)如圖所示，首先由電子槍產(chǎn)生高速電子流，經(jīng)過碰撞，電子將等離子體發(fā)生器內(nèi)的惰性氣體電離，形成等離子體，最后等離子體中的正離子經(jīng)過靜電加速層加速后高速飛出，從而對(duì)等離子推進(jìn)器產(chǎn)生作用力．
答案：CD
11．(多選)如圖(a)所示電路中，定值電阻R1＝R2＝5 Ω，電容器電容C＝500 μF，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)．開始時(shí)，單刀雙擲開關(guān)S斷開，電容器不帶電．圖(b)和圖(c)分別為電容器兩極間電壓UC、電容器支路中電流IC隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線，規(guī)定電容器支路中電流方向向左為正方向，
下列說法正確的是(　　)
A.圖(b)是開關(guān)S先置于1時(shí)的圖像，圖(c)是開關(guān)S置于1足夠長(zhǎng)時(shí)間后再置于2后的圖像
B．圖(b)中a＝3.0 V，圖(c)中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積等于1.5×10－3 C
C．圖(b)中的t1和圖(c)中的t2相等
D．若開關(guān)S先置于1足夠長(zhǎng)時(shí)間后再置于2，經(jīng)過0.1 s電容器放電完畢，則流過定值電阻R2的平均電流為15 mA
答案：ABD
12．(10分)“氫火焰離子化監(jiān)測(cè)器”可以檢測(cè)出無機(jī)物氣體中極其微量的有機(jī)分子的含量，其裝置如圖所示，在氫火焰的作用下，有機(jī)物的分子電離為一價(jià)正離子和自由電子，而無機(jī)物的分子不會(huì)電離．設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有n摩爾被檢測(cè)氣體進(jìn)入檢測(cè)器，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使得電流表的示數(shù)逐漸變大，直到達(dá)到最大值I，求有機(jī)物分子與被檢測(cè)氣體分子的數(shù)目的比值K.(阿伏加德羅常數(shù)為NA，電子的電荷量為e)

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