专题2.1 电源、电流、电动势-2019-2020学年高二物理同步题型学案（人教版选修3-1）

2019-2020学年高二物理同步题型学案（人教版选修3-1） 专题2.1 电源、电流、电动势 【学习目标】 1．了解电源在电路中的作用，电路中产生持续电流的条件。 　　2．从电流的形成过程理解电流形成的内因和外因。 　　3．理解电流的定义和电流方向的规定并能熟练运用。 　　4．知道电动势的定义，能够从能的转化方面理解静电力和非静电力以及对应的电动势和电势差的区别。 【知识要点】 一、电源 1．定义：电源是能不断把电子从正极搬运到负极的装置。 2．作用 (1)移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差。 (2)保持电路中有持续的电流。 二、恒定电场 1．定义：由电路中稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。 2．形成：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。 3．特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。 三、恒定电流 1．电流 (1)概念：电荷的定向移动形成电流。 (2)物理意义：反映了电流的强弱程度。 (3)符号及单位：符号是I，单位有安培、毫安、微安(单位符号分别为A、mA、μA)。 (4)表达式：I＝。 (5)电流的方向：规定正电荷定向移动方向或负电荷定向移动的反方向为电流方向。 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流。 (2)形成：恒定电场使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。 三、电源 1．非静电力 (1)非静电力的作用：把正电荷在电源内部由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。 (2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用。 2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 四、电动势和内阻 1．电动势 (1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。 (2)公式：E＝。 (3)单位：伏特，用符号“V”表示。 (4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本领大。 (5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把1_C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。 (6)方向：电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。 (7)电动势的决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关。 2．电源的内阻及电池的容量 (1)电源的内阻：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫作电源的内阻，内阻与电动势为电源的两个重要参数。 (2)电池的容量： ①定义：电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培时(A·h)或毫安时(mA·h)作单位。 ②特点：电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大。 ③对同一种电池，体积越大，电池的容量越大，电池的内阻越小。 【题型分类】 题型一、关于电源的理解 【例1】．下列关于电源的说法中正确的是(　　) A．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压 B．电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程 C．电荷的移动形成电流 D．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流 【题反思】 有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件： (1)电路中有电源。 (2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来。 【同类练习】 1．(多选)将一些电学元件用导线连接在某电源的两端，下列描述正确的是(　　) A．电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差 B．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 C．导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D．导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的 2.(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是(　　) A．导线中的电场强度处处为零 B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C．导线处于静电平衡状态 D．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 题型二、不同导体中电流的计算 1.金属导体中电流的计算 金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。 2．电解液中电流的计算 电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 3．环形电流的计算 环形电流的计算采用等效的观点分析。所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流。利用I＝＝求等效电流。 【例2】　如图所