内容正文:
第二章 恒定电流
第1节 电源和电流
学习目标
练法指导
1.了解电流形成的条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场,初步体会动态平衡的思想。
2.理解电流的概念,知道电流的单位、方向的规定;理解恒定电流。
3.经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程,从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。
1.使学生在练习中体会电源的搬运电荷作用和能量转化情况。[来源:Z.xx.k.Com]
2.通过练习强化导体两端有电压、导体内建立电场、电场力作用下自由电荷定向移动形成电流的知识结构。
3.亲历电流微观表达式的推导过程,对于解答有关问题有很大的帮助。
——— 课/ 前/ 预/ 习·轻/ 松/ 搞/ 定 ———
要点辨析
1.电源能把其他形式的能转化为电能(√)
2.必须有电源,自由电荷才能在导体中移动 (×)
3.电源有大小,有方向,是矢量 (×)
4.规定电流的方向为正电荷定向移动的方向 (√)
5.只要电流的方向不变,就是恒定电流(×)
预习自检
1.关于电流的说法中正确的是( )
A.根据I=q/t,可知I与q成正比
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
C.电流有方向,电流是矢量
D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
解析 依据电流的定义式可知,电流与q、t皆无关,显然选项A是错误的;虽然电流是标量,但是却有方向,因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等,方向变化,电流也不是恒定电流,所以,选项B也是错误的。电流是标量,故选项C也不对。
答案 D
2.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10-6 m2的导线,那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10-19 C)( )
A.0.016 μA B.1.6 mA
C.16 μA D.0.16 μA[来源:学,科,网Z,X,X,K]
解析 由电流的定义式I=可知,电流大小与横截面积无关,代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA。
答案 D
3.关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向
B.在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向
C.无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反
D.在电解液中,由于是正、负电荷定向移动形成电流,所以电流有两个方向
解析 电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,故选项C正确。
答案 C
——— 课/ 堂/ 效/ 果·题/ 组/ 检/ 测 ———
题组一 电流
1.以下说法正确的是( )
A.只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流
B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了
解析 要有持续电流必须有电压,A不对;导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流,B正确。电流的传导速度等于光速,电子定向移动的速率很小,C不对。在形成电流时电子定向移动,并不是热运动就消失了,其实电子仍然做无规则的热运动,D不对。
答案 B
2.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为( )
A.4.8×10-6 A B.3×10-13 A
C.3×10-6 A D.9.6×10-6 A
解析 每个电子的电荷量大小为e=1.6×10-19 C,6×1013个电子总电荷量为q=6×1013×1.6×10-19 C=9.6×10-6 C,则示波管中电流大小为I== A=4.8×10-6 A,A项正确。
答案 A
题组二 电流的微观解释
3.如图所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为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.vq B.
C.qvS D.qv/S
解析 在运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量为Q=vt·q,
等效电流I==vq,故A正确。
答案 A
4.有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的2倍,下列说法中正确的是( )
A.通过甲、乙两导体的电流相同[来源:Zxxk.Com]
B.通过乙导体的电流是甲导体的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同
解析 由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍,因此乙导体中的电流是甲的2倍,故A错误,B正