高中物理第一章电场电流第5讲电流和电源学案新人教版选修1-1(2021年整理)

2018-2019版高中物理第一章电场电流第5讲电流和电源学案新人教版选修1-1
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第5讲电流和电源
［目标定位] 1. 了解电流的形成原因及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。

2。

了解电源的发明对人类生活产生的巨大影响。

3。

了解电源在电路中的作用。

了解电动势的概念及常见电池电动势的大小。

一、电流
1.电流的形成：电荷的定向移动形成电流.电源在电路中的作用是保持导体上的电压，使导体中有持续的电流。

2。

电流的方向：习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向相反.
3.电流
(1)定义:通过导线横截面的电荷量Q与所用时间t的比值。

它用来描述电流的强弱。

用I表示.（2）定义式：I＝错误!。

（3)单位：国际单位是安培，简称安，符号A.常用单位还有毫安（mA)和微安(μA）,且1 mA ＝10－3__A,1 μA＝10－6__A。

想一想只要导体中自由电荷运动,导体中就有电流，这种说法正确吗？为什么？
答案不正确.当导体两端无电压时，导体中的自由电子在做无规则热运动，但是导体中没有电流.
二、电源和电动势
1。

一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成.
2。

电源把其他形式的能转化为电能.
3。

电动势:不同的电源，两极间电压的大小不同。

这是由电源本身的性质决定的，我们用电动
势来描述这种特性。

电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.电动势的符号是E,单位是伏特。

想一想能不能说电源是把化学能转化为电能的装置？
答案不能。

不同种类的电源是把不同形式的能转化为电能.例如干电池是把化学能转化为电能;硅光电池是把光能转化为电能；水力发电机是把机械能转化为电能等.
一、对电流的进一步理解
1.电流的形成条件：(1）存在大量的自由电荷;(2）导体两端存在电压.
2。

电流是标量：电流虽有方向,但不是矢量，是标量。

运算遵循代数法则。

3。

电流的方向:电流方向规定为正电荷定向移动的方向，金属导体中电流方向与自由电子定向移动方向相反。

4。

电流定义式I＝错误!为单位时间内通过某横截面的电荷量,Q只代入绝对值。

电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向相同，Q应为正、负电荷量绝对值之和。

例1关于电流的概念，下列说法中正确的是( )
A。

导线中有电荷运动就形成电流
B。

电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向运动的方向
C。

在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位
D。

对于导线,只要其两端电压为零，电流也必为零
答案CD
解析电流是电荷定向移动形成的,电流虽然有方向，但电流是标量，因电流的运算不满足平行四边形定则;电流是物理量中一个基本物理量,其单位“安培”在国际单位制中是一个基本单位；导体两端电压为零,导体中电流一定为零，故选项C、D正确.
针对训练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
答案D
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错误；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,但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B错误；电流是标量,故选项C错误.
二、对电源、电动势的理解
1。

电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压(电动势等于电源的开路电压）。

2.电动势的物理意义
电动势是描述电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量。

例2关于电源的作用，下列说法正确的是( ）
A。

电源的作用是能为电流提供自由电子
B.电源的作用是使导体中形成电场
C.电源的作用是能够保持导体两端的电压
D。

电源的作用是使自由电荷定向移动起来
答案BCD
解析电源的作用就是保持导体两端的电压，使导体中形成电场，使导体中的自由电荷在静电力作用下做定向运动,故B、C、D均正确，A错误。

针对训练2 下列说法中正确的是( ）
A。

电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压
C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别
D.电动势越大，电源两极间的电压一定越高
答案C
解析电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,电动势与电压有着本质的区别，所以选项A错误，C正确；当电源开路时，电源两极间的电压在数值上等于电源的电动势,但在闭合电路中，电动势不等于电压，电动势越高，两极间的电压不一定高，所以选项B、D错误。

对电流的理解及应用
1。

关于电流,下列说法中正确的是（)
A。

通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B.对于导体，只要其两端有电压就有电流
C。

单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导线中的电流就越大
D.因为电流有方向，所以电流是矢量
答案BC
解析由I＝错误!知，Q大，I不一定大，还要看t的大小，故A错误,C正确；根据电流的形成条件知B正确；电流的方向表示电流沿导线循行的方向，它不是矢量,D错误。

2.关于电流的方向，下列说法正确的是( )
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，电流的方向是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
答案C
解析电流的方向指正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反，故A、B、D错误，C正确。

对电源、电动势的理解
3.电源电动势的大小反映的是（)
A。

电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小
B.电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C.电动势1.5 V干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池强
D.以上说法均不正确
答案B
解析电源电动势是表征电源将其他形式的能转化为电能的一种本领，电动势越大意味着它将其他形式的能转化为电能的本领越强。

4.如图为某智能手机电池上的信息，电池支持“9V 2A”快充技术，电池充满仅需约1.3小时，轻度使用状态可使用一天。

下列说法正确的是（）
A.9.88 W·h为该电池的电荷量
B。

4.35 V为该电池的电动势
C.轻度使用时的平均功率约1 W
D.根据数据可以计算得到该电池的容量约为2 600 mA·h
答案D
解析9。

88 W·h为电池储存的电能，A错误;3.8 V为该电池的电动势，B错误;轻度使用时的平均功率P＝错误!＝错误! W＝0。

41 W,C错误;该电池的容量Q＝It＝2×1 000×1。

3 mA·h
＝2 600 mA·h，D正确。

（时间:60分钟)
题组一、对电源、电动势的理解
1。

对电源的认识,下列说法正确的是( )
A.电源是为电路提供自由电荷的装置
B。

电源的作用是保持导体两端有持续的电压
C.电源的作用是使绝缘材料体变成导体
D.电源使导体中的自由电子发生定向移动
答案BD
解析
2。

关于电源的作用，下列说法中正确的是（)
A.电源是能够提供持续电流的装置
B.电源是能够提供电压的装置
C.电源是把其他形式的能转化为电能的装置
D。

所有电源都是把化学能转化为电能的装置
答案ABC
解析不同种类的电源是把不同形式的能转化为电能。

例如干电池是把化学能转化为电能;硅光电池是把光能转化为电能；水力发电机是把机械能转化为电能等。

所以只有D错误.
3。

一节五号干电池的电动势是1。

5 V，下列说法正确的是( )
A.一节一号干电池的电动势也是1。

5 V
B。

直接用电压表测干电池两端电压(不接入电路)，电压表示数应该是1。

5 V
C.把这节电池与一个小灯泡构成闭合回路，这时两极间电压还是1。

5 V
D。

我们使用电池时常需几节串联起来用，这样是为了获得较高的电压
答案ABD
解析干电池不论型号大小,电动势都一样，故A正确；电动势在数值上等于电池没接入电路时两极间的电压，B正确;电池接入闭合回路后,由于电池有内阻，两极间电压将小于电动势，故C错误；串联电池是为了得到较高的电压,D正确.
4.关于电源，下列说法中正确的是( ）
A。

电源可将其他形式的能量转化为电能
B.在电源内部，电源依靠库仑力搬移电荷
C.在电源内部，电荷只在非静电力作用下定向移动
D.电源就是产生电荷的装置
答案A
解析电源内部，电荷在非静电力和静电力共同作用下定向移动，B、C错误；电源是将其他形式的能转化为电能的装置，电源并非产生了电荷，而是使电荷发生定向移动,A正确，D错误.题组二、对电流的理解及应用
5.物理学中规定的电流方向是（)
A.负电荷的定向移动方向
B。

正电荷的定向移动方向
C.自由电荷的定向移动方向
D。

正负离子的定向移动方向
答案B
6。

关于电流的大小与方向，下列说法正确的是( ) A.电流越大表明导线中自由电荷越多 B 。

通过导线横截面的电荷量越多电流越大
C.金属导体中的自由电荷是电子,电子沿电流的反方向运动
D.电解液中有电流时，正负离子都定向移动，方向相反 答案 CD
解析 电流大小与自由电荷多少没有直接关系，故A 错误；由I ＝Q
t
可知B 错误；由电流方向的规定可知C 、D 正确.
7.一段横截面积为0.5 cm 2
的导体材料中,每秒钟有0.2 C 正电荷和0.3 C 负电荷相向运动，则电流强度是( ) A 。

0。

2 A B 。

0.3 A C.0.5 A D 。

104
A
答案 C
解析 I ＝错误!＝错误! A ＝0.5 A.
8。

电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为（ ) A.1 500个 B.9。

375×1019
个 C 。

9.375×1021
个 D.9。

375×1020
个
答案 C
解析 q ＝It ，n ＝错误!＝错误!＝9。

375×1021
个。

9.如图1－5－1所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。

图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标,另一端触点O 接滑动变阻器R 。

当油箱内油面下降时,下列分析正确的是( ）
图1－5－1
A。

触点O向上滑动 B.触点O向下滑动
C.电路中的电流变大
D.电路中的电流变小
答案AD
解析当油面下降时，触点O向上滑动，电阻R增大,电路中的电流变小,故A、D正确，B、C 错误。

10.来自质子源的质子(初速为零）经过一加速电压为800 kV的直线加速器加速，形成了1 mA 的细柱形质子流，已知质子的电荷量e＝1.6×10－19C，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数为多少个?
答案6。

25×1015
解析根据电流的定义式I＝错误!，
则q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C.
因此，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数为
n＝错误!＝错误!个＝6。

25×1015个。