第3.1讲 电源与电流-2022-2023学年高二物理链接教材精准变式练（人教版2019必修第三册）

第3.1讲电源与电流 ( 本资料涵盖习题类型： 教材同步课后练习 4、电池电量相关计算 宏观下的电流、电量的计算 微观下的电流计算 )【教材习题】P56，“练习与应用”第1题 解析：∵q=It ∴q===1.6 电子数量N=q/e= [链接知识]电流 【教材习题】P56，“练习与应用”第2题 解析:∵I=q/t ∴I=0.3A [链接知识]电流 【教材习题】P56，“练习与应用”第3题 解析：∵q=It ∴待机时电流I1=q/t=;播放视频时电流I2=q/t= ∴I2:I1=31:1 [链接知识]锂电池电流、电量 【规律与方法】手机锂电池的4000mAh，根据单位是mA和h，意味着是I和t的乘积，根据公式It=q可知，4000mAh描述的是电量的物理量。 ( 精准变式题 ) 【变式1】安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　) A.电流大小为ve/2πr，电流方向为顺时针 B.电流大小为ve/r，电流方向为顺时针 C.电流大小为ve/2πr，电流方向为逆时针 D.电流大小为ve/r，电流方向为逆时针 【答案】C 【解析】电子做圆周运动的周期T＝，由I＝得I＝，电流的方向与电子运动方向相反. ( 总结：应用电流的微观表达式时，要注意区分三种速率： ① 电子定向移动速率：一般比较小，速率数量级为 10 ﹣ 5 m/s ； ② 电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为 10 5 m/s ； ③ 电流传导速率：等于光速，为 3.0 × 10 8 m/s ． ) 【变式2】如图4所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　) 图4 A.B.C.ρnev D. 【答案】C 【解析】由电流定义可知：I＝＝＝neSv.由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，选项C正确. 【变式3】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ρ，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（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】设自由电子定向移动速率为v，导线中自由电子从一端定向移动到另一端的时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可以提供一个自由电子，则铜原子数量和自由电子的总数相等n=。 t时间内通过导体截面的电荷量q=ne 则电流强度I=, ∴v= ∴选A 【变式4】电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15A•h”的字样，则表示（） A． 该电池在工作1h后达到的电流为15A B． 该电池在工作15h后达到的电流为15A C． 电池以1.5A的电流工作，可用10h D． 电池以15A的电流工作，可用15h 【答案】C 【解析】A、据题蓄电池标有“15A•h”的字样，表示该电池以15A的电流工作，可工作1h，或1.5A的电流下工作10h，并不表示电池在工作1h后达到的电流为15A，也不是该电池在工作15h后达到的电流为15A．故A错误，B错误．C、D、“15A•h”的字样，表示该电池以15A的电流工作，可工作1h，或1.5A的电流下工作10h，故C正确，D错误．故选：C ( 教材知识链接 ) 1、 电源 （1） 定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置. （2） 作用： ①从物理过程分析：就是通过非静电力把电子从正极搬运到负极，使电源两极间保持一定的电势差。使电路有持续的电流； ②从能量转化和守恒的角度就是电源把其它形式的能转化为电能。 2、 电流 （1） 形成条件： ①存在自由电荷。金属导体——自由电子电解液——正、负离子 ②导体两端存在电压当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流． （2） 恒定电场：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。 ①导线中电场的形成：是由电源、导线等电路原件所积累的电荷共同形成的。 ②定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场 ③性质：导线中的电场是恒定电场，不是静电场。但由于在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强