11.1 电源和电流 -2022-2023学年高二物理精讲精练（2019人教版必修第三册）

11.1 电源和电流 考点精讲 考点1：对电源的理解 1．电源的作用 （1）从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。 （2）从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能。 2.电流 （1）电流的形成。 ①形成原因：电荷的定向移动。 ②形成条件：导体两端有电压。 ③电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。 （2）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的方向相反。 3．形成电流的三种电荷 形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。 【例1】(2020-2021学年江苏省南通中学高一(下)期末)关于电源和电流，下述说法正确的是( ) A．电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压 B．由公式可知，导体的电阻与通过它的电流成反比 C．从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能 D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速 【答案】C 【解析】A．电源正负极之间的电压称为路端电压，当外电路接通时，路端电压小于电源的电动势，故A错误； B．公式是电阻的定义式，与电阻两端的电压以及通过它的电流都无关，故B错误；C．从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能，故C正确；D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，是由于导线中电场传播的速度接近光速，而不是自由电荷定向运动的速率接近光速．故D错误．故选C。 【技巧与方法】 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。 【针对训练】 【变式1】(2020-2021学年佳木斯第一中学高二(上)期中)关于电源和电流，下列说法正确的是(　　) A．电流是矢量，规定正电荷定向运动的方向为电流的方向 B．电源电动势，等于非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极所做的功 C．电源是将其它形式的能转化为电能的装置 D．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差 【解析】 A．电流是标量，规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，A错误； B．电源电动势，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，B错误； C．电源是将其他形式的能转化为电能的装置，C正确； D．电源的作用是在电源内部把正电荷由负极不断地搬运到正极，从而使两极之间有稳定的电势差，D错误。故选C。 【答案】 C 【变式2】(2020-2021学年郑州市铁六中高二期中)下列关于电流方向的说法中正确的是(　　) A．电荷的定向移动方向即为电流的方向 B．电流的方向总是从电源的正极流向负极 C．电流既有大小，又有方向，是一个矢量 D．在电源内部，电流从负极流向正极 【解析】　物理学中电流的方向规定为正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向，故A错误；在电源的外部，电流的方向总是从电源的正极流向负极，而在电源内部，电流从负极流向正极，故B错误，D正确；电流是标量，符合代数运算法则，故C错误。 【答案】　D 【变式3】如图所示，两个带绝缘柄的金属球A、B，A带负电，B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列说法中错误的是(　　) A．有瞬时电流形成，方向由A到B B．A、B两端的电势不相等 C．导体棒内的电场强度不等于0 D．导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动 【解析】A、B两个金属球，由于A带负电，在A金属球周围存在指向A的电场，故B球所在处的电势应高于A球所在处的电势，故B正确；连接后的瞬间导体棒内的电场强度不等于0，棒中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，故C、D正确；由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向为由A指向B，电流方向应由B指向A，故A错误。A符合题意。 【答案】A　 考点2：电流大小的计算 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