高中物理(人教版选修3-1)课时作业：第二章 第1节电源和电流 含答案
人教版物理选修3-1第二章 第1节 电源和电流
(3)符号及单位：电流用符号 I 表示，单位是安培，符 号为 A。常用单位还有 毫安 (mA)和 微安 (μA)，1 A＝
103 mA＝ 106 μA。 q (4)表达式： I＝ t (q 是在时间 t 内通过导体某一横截
面的电荷量)。 (5)方向：规定 正电荷 定向移动的方向为电流方向。 [说明] 理解电流概念的几个要点 q (1)公式 I＝ t 中，q 是通过导体横截面的电荷量，而不 是通过导体单位横截面积的电荷量。
(2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流 时， 公式中的 q 应为通过导体横截面的正、 负两种电荷电荷量的绝 对值之和。 (3)导体横截面的选取是任意的，电流的大小与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ截面无关。 (4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定 向移动的方向相反。 在电源外部的电路中， 电流的方向是从电源的 正极流向负极； 在电源的内部， 电流的方向是从电源的负极流向正 极。电流虽然有大小和方向，但电流是标量，因此电流的合成不遵 循平行四边形定则。
②[判一判] 1． 通电后， 外电路中的电场为恒定电场， 在电场力作用下，电荷将做匀加速运动( × ) q 2．由 I＝ t 知，流过导体某一截面的电荷 量越大，电流越大( × ) 3．粗细不均匀的通电导线，电流处处相 等，越粗的位置，单位体积内的自由电荷数 越少( √ )
[知识预览] 1．对电源的认识：电源的作用和形成电流的三种电荷 2．电流的理解和计算：金属导体、电解液中电流和环形电流的 计算 3．电流的微观表达式
稳定 的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(4)恒定电场与静电场的关系：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， 因此其基本性质 与静电场相同， 在静电场中所学的电势、 电势差及其与电场 强度的关系，在恒定电场中同样适用。
高中人教版高二选修3-1第二章第1节电源和电流课时练习[答案解析]
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人教版高二选修3-1第二章第1节电源和电流课时练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（）A．有瞬时电流形成，方向由A到BB．A、B两端的电势不相等C．导体棒内的电场强度不等于零D．导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动2．以下关于电源的说法正确的是（）A．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B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量3．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种4．下列关于电流方向的说法中，不正确的是( )A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D．电源供电的外部电路中，电流的方向是从正极一端流向负极一端5．一根横截面积为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N A，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 ．A MIN SeρB ．AMIN Seρ C ．AIN M SeρD ．A IN SeM ρ6．关于电流，下列说法中正确的是 ( )A ．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B ．同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流强度往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动速率大C ．由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多D ．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率7．下列有关有电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部电场不是稳定的C ．因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D ．导线内部的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的8．铜的摩尔质量为M ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子。
2018-2019学年高中物理人教版版选修3-1课时作业第二章 1 电源和电流含解析
[课时作业][A组基础巩固]一、单项选择题1．关于电流，以下说法正确的是()A．通过截面的电荷量多少就是电流的大小B．电流的方向就是电荷定向移动的方向C．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D．导体两端没有电压就不能形成电流解析：根据电流的概念，电流是单位时间通过截面的电荷量，知A项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，B项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错，D对．答案：D2．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(e＝1.6×10－19 C)()A．3.0×1012B．1.5×1013C．7.5×1013D．3.75×1014解析：离子是＋5价的，则每个离子的电荷量是q＝5×1.6×10－19 C,1 s内发射的重离子的电荷量是Q＝1.2×10－5 C，所求离子的个数为N＝Qq＝1.5×1013，选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B3．某电解液中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()A．0 B．0.8 AC．1.6 A D．3.2 A解析：由题意知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过某横截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C＝6.4 C.由电流的定义式知I＝qt＝6.42A＝3.2 A，故正确选项为D.答案：D4.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S 铝＝2S 铜．在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( ) A ．I A ＝I B B ．I A ＝2I B C ．I B ＝2I AD ．不能确定解析：这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝qt 可知电流强度相等． 答案：A5．(2018·河南十校联考)一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属内的自由电子的电荷量为e ，自由电子做无规则运动的速率为v 0，导体中通过的电流为I .则下列说法正确的是( ) A ．自由电子定向移动的速率为v 0 B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neS C ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D ．自由电子定向移动的速率为v ＝Ine解析：解答本题的关键是理解v 和n 的物理意义，电流微观表达式I ＝nqS v 中的n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，故自由电子定向移动的速率不能用I ＝nqs v 计算．t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是v t 内的自由电子数，其数量为n v t ，电荷量q ＝n v te ，所以电流I ＝q t ＝ne v ，v ＝Ine ，故选项D 正确． 答案：D 二、多项选择题6．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率很小B ．电子定向移动速率即是电场传导速率C．电子定向移动速率是电子热运动速率D．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动解析：电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了很小的定向移动，故A、D正确．电场的传导速率为光速c ＝3×108 m/s，无规则热运动速率的数量级为105 m/s，故B、C错．答案：AD7.如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA，则以下说法正确的是()A．1 s内通过电池某一横截面的电荷量为500 CB．1 s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5 CC．充电过程把其他形式的能转化为电能D．充电过程把电能转化为其他形式的能解析：由电流的定义式得q＝It＝0.5 C，故A错，B对．充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，故C错，D对．答案：BD8．通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是()A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J解析：由电流的定义式I＝Qt知I＝660×10－6A＝1×105 A，A正确；整个过程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2 W ＝3×1010W(t 代0.2或0.3)，B 错误；由E＝U d ＝1.0×1091×103 V/m ＝1×106 V/m ，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109 J ，D 错误． 答案：AC 三、非选择题9．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C) (2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8.5×1028个自由电子)解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11.6×10－19＝6.25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqS v 得，自由电子的平均移动速率 v ＝I nqS＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6 m/s ≈7.35×10－5 m/s.答案：(1)6.25×1018个 (2)7.35×10－5 m/s[B 组 能力提升]一、选择题1．如图所示，电解池内有都为一价离子的电解液，时间t 内通过溶液内某横截面的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，则下列说法正确的是( )A ．正离子定向移动形成的电流方向从A 到B ，负离子定向移动形成的电流方向从B 到AB ．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消C ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1etD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝(n 1＋n 2)et解析：正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正、负电荷反向经过同一横截面时，I ＝qt 公式中q 应该是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确． 答案：D2．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A.I Δl eS m 2eU B.I Δl e m 2eU C.I eSm 2eUD ．IS Δl em 2eU解析：设电子经加速电场加速后的速度为v ，电子束中单位长度内自由电子数为n ，则eU ＝12m v 2，I ＝ne v ，长为Δl 的电子束中的电子数N ＝n Δl ，联立以上三式解得N ＝I Δle m 2eU .答案：B 二、非选择题3．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？ 解析：截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量q ＝e ， 则有I ＝q t ＝eT ，由库仑力提供向心力有k e 2r 2＝m 4π2T 2r 由以上两式解得I ＝e 22πr 2m kmr .答案：e22πr2m kmr4.在如图所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么：(1)正、负离子定向移动的方向如何？(2)电解槽中的电流方向如何？(3)4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？(4)电解槽中的电流为多大？解析：(1)电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，电极之间电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动．(2)电解槽中的电流方向向右．(3)8 C的正电荷向右通过横截面AB，而8 C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8 C正电荷向右通过横截面，故4 s内通过横截面AB的电荷量为16 C.(4)电流I＝qt＝164A＝4 A.答案：(1)正离子向右移动，负离子向左移动(2)向右(3)16 C(4)4 A。
人教版高中物理选修3-1学案：第二章第1节电源和电流含答案
第 1 节电源和电流1．电源的作用是能保持导体两头的电压，使电路中有连续电流。
q2．电流的大小为I ＝t，方向规定为正电荷定向挪动的方向。
负电荷定向挪动的方向与电流方向相反。
3．恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流。
一、电源1．观点在电路中把在电场力作用下挪动到导体 A 的电子搬运到导体 B 的装置。
图 2-1-12．作用(1)在导体 A、 B 两头保持必定的电势差。
(2)使电路中保持连续的电流。
二、恒定电流1．恒定电场(1)定义：由稳固散布的电荷所产生的稳固的电场。
(2)形成：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所累积的电荷共同形成的。
(3)特色：导线内的电场线与导线平行，电荷的散布是稳固的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(4)恒定电场与静电场的关系：在恒定电场中，任何地点的电荷散布和电场强度都不随时间变化，所以其基天性质与静电场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中相同合用。
2．电流(1)观点：电荷的定向挪动形成电流。
(2)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(3) 符号及单位：电流用符号 I 表示，单位是安培，符号为 A。
常用单位还有毫安 (mA) 和微安( μA)， 1 A＝ 103mA ＝ 106μA。
q(4) 表达式： I ＝t (q 是在时间 t 内经过导体某一横截面上的电荷量)。
(5)方向：规定正电荷定向挪动的方向为电流方向。
3．恒定电流(1)观点：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添，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，最后表现为均匀速率不变。
1．自主思虑——判一判(1) 电路中有电流时，电场的散布就会随时间不断地变化。
( ×)(2)电源的作用就是将其余形式的能转变为电能。
( √)(3)恒定电场的电场强度不变化，必定是匀强电场。
( ×)(4)电流既有大小，又有方向，是矢量。
【精准解析】高中物理人教版选修3-1教师用书：第2章+1 电源和电流+Word版含解析
[学习目标] 1.[物理观念]了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场。
2.[物理观念]知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流。
(重点)3.[科学思维]理解电流形成的微观实质。
(难点)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＝qt(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。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)恒定电场与静电场基本性质相同，两者没有区别。
(×)(2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。
(√)(3)电流既有大小，又有方向，是矢量。
(×)(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。
(√)(5)导体中的电流，实际是正电荷的定向移动形成的。
(×)2．下列说法中正确的是()A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端的电势差不为零，就有电流存在B[自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流，故选项A错误；形成电流的条件是导体两端有电势差，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误；电流有方向，但它是标量，故选项C错误。
人教版高二物理选修3-1第二章第一节电源和电流学案含答案
第二章恒定电流第一节电源和电流学案班别姓名学号一、自主预习二、课堂突破(1) 建立模型：如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。
(2) 理论推导AD导体中的自由电荷总数：N＝总电荷量Q＝Nq＝所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I ＝Q t＝ (3) 结论：由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关。
1.使用公式I ＝nqSv 计算时，一定要注意以下几点：(1)各个物理量都要用国际单位。
(2)正确理解各符号的意义，特别是n 表示导体中单位体积内的自由电荷数，v 表示自由电荷定向移动速度的大小。
(3)若已知单位长度的自由电荷数为n ，则电流的微观表达式为I ＝nqv .2.由I ＝nqSv 可以看出，同一段导体，横截面积越大的位置，自由电荷定向移动的速率越小，如图所示。
3. 电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时定向移动，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器。
4. 电荷的运动可以等效为电流，计算中可以选取一定时间(一般选一个周期)，此时间内通过截面的电荷量与时间的比值即为等效电流。
对于等效电流的求解问题，一定要找出一段时间内通过某一横截面的电荷量，才能运用电流的定义式求出电流的大小。
三、 巩固训练1.下列关于电源的说法正确的是( )A. 电源是将其他形式的能转化为电能的装置B. 电源的作用是使电源的正负极之间维持一定的电势差C. 与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D. 在电源内部正电荷由负极流向正极,负电荷由正极流向负极2.(多选)关于电源的作用,下列说法中正确的是( )A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来3.关于电流，下列说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流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 ．单位时间内通过导体横截面单位面积的电荷量越多，电流就越大D ．电流的方向与电荷定向移动的方向相同4.下列说法中正确的是( )A. 电流的方向就是电荷移动的方向B. 在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C. 电流都是由电子的移动形成的D. 电流是有方向的量，所以是矢量5.如果导线中的电流为1 mA ，那么1 s 内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V 60W ”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA ，则20 s 内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？6.横截面积为S 的导线中通有电流I ，已知导线每单位体积中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量是e ，自由电子定向移动的速率是v ，则在时间Δt 内通过导线横截面的电子数是( )A. nSv ΔtB. nv ΔtC. I Δt eD. I Δt Se7.来自质子源的质子(初速度为零)，经一直线加速器加速，形成电流为I 的细柱形质子流，已知质子源与靶间的距离为d ，质子电荷量为e ，假定分布在质子源到靶间的加速度是均匀的，质子到达靶时的速度为v ，则质子源与靶间的质子数为( )A. Id evB. 2Id evC. Id vD. 2Id v8.半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是( )A. 若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B. 若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C. 若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D. 若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小9.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？参考答案1.【答案】ABD2.【答案】BC【解析】电源的作用是保持导体两端的电压,在导体内建立恒定电场,导体内的自由电荷就会在电场力作用下定向移动形成电流,则B、C正确,A、D错误。
人教版选修3-1第二章第一节电源和电流习题(解析版)用
第一节《电源和电流》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【答案】B考点：电源。
》2. 下列叙述正确的是( )A. 导体中电荷运动就形成电流B. 电流的国际单位是安培C. 因为电流强度有方向，所以电流强度是矢量D. 导体中有电流通过时，导体内部场强不为零【答案】BD【解析】电流是由于电荷定向移动形成的，选项A错误；电流的国际单位是安培，选项B正确；电流有大小和方向，但是电流是标量，选项C错误；当导体中有电流时，电荷一定在电场力的作用下做定向移动，所以内部场强不为零，选项D正确；故选BD.3. 关于电流的说法正确的是( )A. 根据I=q/t可知，I与q成正比B. 如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流C. 电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D. 电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位!【答案】BD【解析】I=q/t是电流的定义式，I与q无关，选项A错误；根据恒定电流的定义可知，如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流，选项B正确；电流强度是标量，但其方向表示正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，选项C错误；安培是7个最基本的国际单位之一，选项D正确；故选BD.4. 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【答案】C【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；在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向相反，选项A错误；在电解液中，正离子定向移动的方向或者负离子定向移动的方向的反方向是电流的方向，选项BD错误；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，选项C正确；故选C.5. 如果在导体中产生了电流，则下列说法中正确的是()~A. 导体两端的电压为零，导体内部的场强不为0B. 导体两端的电压为0，导体内部的场强为0C. 导体两端的电压不为0，导体内部的场强不为0D. 导体两端的电压不为0，导体内部的场强为0【答案】C故选：C。
【精准解析】人教版物理选修3-1习题：第2章+1+电源和电流+达标
第二章11．(2019·宁夏石嘴山市第一中学高二上学期期末)关于电流，下列各种说法中正确的是(A )A ．电流的定义式I ＝q /t ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流B ．由I ＝nqs v 可知，金属导体中自由电荷的运动速率越大，电流一定越大C ．电荷定向移动的方向就是电流的方向D ．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：电流的定义式I ＝q /t 采用的是比值定义法，具有比值定义法的共性是普遍适用，适用于任何电荷的定向移动形成的电流，故A 正确；由I ＝nqs v 可知，电流的大小跟导体的材料(决定n )，导体的横截面积(s )和电荷定向移动的速率(v )共同决定，故B 错误；物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷定向移动的反方向是电流的方向，故C 错误；电流有大小和方向，但方向是指沿着电荷运动的直线上，不同于矢量的方向；故电流是标量；故D 错误。
2．(2019·陕西省南郑中学高二上学期期中)非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100V ，电流50A ，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看作如图规律放电。
则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为(A )A ．25CB ．50CC ．150CD ．250C解析：根据图象可知，非洲电鳐放电一次所需的时间为t ＝1300s ，放出的电量为q 1＝It ＝50×1300＝16C ，则1秒钟非洲电鳐放出的电量为：q ＝nq 1＝150×16C ＝25C ；故选A 。
3．(2019·河北省石家庄二中高二上学期期中)2018年8月的某天夜里，二中南校区的上空电闪雷鸣。
某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示，假设这次闪电产生的电压可等效为3×107V ，电流可等效为2.5×105A ，历时1×10－3s 。
(1)若我们想办法收集这次闪电的能量，使这次闪电产生的电荷量以0.5A 的电流给小灯泡供电，则能维持多长时间？(2)若这样的闪电一共发生了8次，则闪电释放的总电能是多少？答案：(1)500s (2)6×1010J解析：(1)根据电流的定义式I ＝qt ，可得：q ＝It ＝2.5×105×1×10－3C ＝250C供电时间t ′＝qI ′＝500s(2)这次闪电释放的电能为：E ＝nqU ＝8×250×3×107J ＝6×1010J。
人教版高二物理选修3-1课时练习电源和电流
电源和电流1、下列说法错误的是( )A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C.在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能2、关于电流,下列说法中正确的是( )A.导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B.同一个金属导体接在不同的电路中,通过的电流强度往往不同,电流大说明那时导体内自由电荷定向运动速率大C.由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多,故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多D.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率3、在正常工作的闭合电路中,某电子在电源内部从电源一端定向移动到另一端,在此过程中非静电力对该电子做功为W,该电子的电势能变化量为ΔE p,则( )A.W>0,ΔE p>0B.W>0,ΔE p<0C.W<0,ΔE p>0D.W<0,ΔE p<04、如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为S,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米长度所带的电荷量为q,则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,形成的等效电流为( )A. vqB. qvC. qvSD.qvS5、一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说( )A.1h电池供给8C的电量B.1000s电池供给8C的电量C.1s电池供给8C的电量D.1min电池供给8C的电量6、如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体,在导体的左、右两端加一恒定的电压,使导体中产生一恒定电流,其电流的大小为I。
已知导体左侧的横截面积为S,导体中单位长度的自由电子数为n,自由电子热运动的速率为v,自由电子的电荷量用e表示,真空中的光速用c表示。
假设自由电子定向移动的速率为v,则( )A. 0v v =B. I v neS= C. v c = D. I v ne =7、如图所示，电 解槽内有一价的电解溶液，t 时间内通过溶液内横截面S 的正离子数是1n ，负离子数是2n ，设元电荷的电荷量为e ，以下解释正确的是（ ）A.正离子定向移动形成电流， 方向从A 到B ,负离子定向 移动形成电流，方向从B 到AB.溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C.溶液内电流方向从A 到B ，电流1n e I t= D.溶液内电流方向从A 到S ，电流12()n n e I t +=8、关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反9、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10、半径为R的橡胶圆环均匀带正电荷,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则下列说法正确的是( )A.橡胶圆环中产生顺时针方向的电流B.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍D.若使ω,Q不变,使环半径增大,电流将变大1答案及解析：答案：A解析：电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部也存在着由正极指向负极的电场,电源内部是靠非静电力做功的,选项A错误;在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极,选项B正确;在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极,选项C正确;在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能,选项D正确.本题选错误的,故选A.2答案及解析：答案：B解析：导体中无电流的原因是内部自由电荷没有形成定向移动，A错误；根据电流的微观表=可得通过的电流强度往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动速达式I nevS率大，B正确；电流的大小和电荷做无规则热运动无关，和电荷定向移动速率有关，C错误；电流的传导速率和自由电子的定向移动速率没有关系，电流的传导速率是电场形成的速度，约为光速；而电子的定向移动速率远小于光速，D错误.3答案及解析：答案：A解析：在电源的内部,非静电力对该电子做正功,即W>0,电子的电势能增加,即ΔE p>0,故A 正确.4答案及解析：答案：A解析：橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，t ∆内通过的距离为v t ⋅∆.橡胶棒上的电荷都通过该棒的横截面，t ∆内通过横截面的电荷量ΔQ qv t =,根据电流的定义式，Q I t=∆，得到等效电流I qv =，A 正确。
物理选修3-1第二章第一节电源和电流
若P42例题改为： 导体中单位体积內的自由电荷数是n， 每个自由电荷的电荷量为q ， 自由电荷的定向运动速率为v ， 导体的橫截面积为s，请推导出该导体中的电流I的大小
I=nqsv
对比：I=ρvSNAq/M与I=nqsv相同吗？ 相同。∵ n =ρ NA/ M
三、按电流随時间变化规律的不同分类：
1、恒定电流：I=f（t）=不变（含大小和“方向”）
2、交变电流：电流的大小和方向都随時间作周期性变化
（如日常生活与生产中用的正弦交变电）
3、脉动直流电：电流的大小随時间作周期性变化， 但“方向”不随時间作周期性变化 [
但日常中，直流电通常指恒定电流]
四、P42[例题1] ——本节注重点： 1、从I=q/t推导导体中电流I的微观表达式 2、电流I的微观表达式：I=ρvSNAq/M 其中：
3、注意： ①导体中无电场时， 自由电荷仅有无规则运动，不会形成电流 ②电源是维持两个导体间有一定电势差的装置 （有别于电容的放电） ③真空中的电流又是如何形成？ （如示波管中电子枪射出的电子流）
二、物理量——电流强度(简称电流): 1、意义：表示电流的強弱程度
2、大小定义式：
I=q/t（国际单位：安
q为每个自由电荷的电荷量(若自由电荷为自由电子,q=e)
s为导体的橫截面积， v为自由电荷的定向运动速率； ρ是密度 ，NA是阿伏加德罗常数， M是摩尔质量） 3、区分两种速率：
※导体中有电流时，自由电荷的定向运动速率：
数量级为10
- 5m/s
※电场的传导速率：3× 108m/s（真空中光速）
题
如图，电解硝酸银(AgNO3)时，在t=5s内从阴极上析出
第二章
恒 定 电
1、电源
【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书： 第2章 1 电源和电流
1 电源和电流学习目标知识脉络1.了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场．2．知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．(重点)3．理解电流形成的微观实质．(难点)电源和恒定电场[先填空]1．电源2．恒定的电场(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．(2)形成：连接A、B导体的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．(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化，基本性质与静电场相同．(4)适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系同样适用于恒定电场．[再判断]1．恒定电场与静电场基本性质相同，两者没有区别．(×)2．电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化．(×)3．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能．(√)4．恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场．(×)[后思考]恒定电场就是静电场，对吗？【提示】静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件累积电荷形成的电场，但二者基本性质相同．[合作探讨]如图2-1-1所示，电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光．图2-1-1探讨1：电闪雷鸣时，耀眼的闪光为什么只持续一瞬间？【提示】因为云层与大地或云层之间的电压在电闪瞬间减小，不能再维持强大电流的存在．探讨2：电闪雷鸣过程中发生怎样的能量转化？【提示】电能转化为光能、热能等．[核心点击]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．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．1．关于电流，下列叙述正确的是()A．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流B．电源的作用可以使电路中有持续电流C．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D．持续电流是由静电场产生的【解析】电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而持续电流是导体两端有稳定的电场形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现稳定的电场，可见本题答案应选B.【答案】 B2．(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()【导学号：34522019】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【解析】在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B正确，A错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确．【答案】BD电路中有持续电流的两个条件(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．恒定电流[先填空]1．电流概念(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＝q t.(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．恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流．[再判断]1．电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)2．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√)3．导体中的电流，实际是正电荷的定向移动形成的．(×)[后思考]有同学认为“只有导体中才可有电流”，谈一谈你的认识．【提示】电荷定向移动形成电流，不论是导体内还是其他空间，只要有电荷定向移动就可形成电流，如氢原子中核外电子做匀速圆周运动时，形成了一环形电流等．[合作探讨]如图2-1-2所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流．图2-1-2探讨1：盐水中的电流和金属导线中的电流形成机制有什么不同？【提示】盐水中的电流是Cl－离子和Na＋离子同时反向定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的．探讨2：盐水中的电流沿什么方向？【提示】左．探讨3：假设t s内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚面，则电路中的电流多大？【提示】I＝2 Ne t.[核心点击]1．理解电流概念注意的四个要点(1)公式I＝qt中，q是通过导体横截面的电荷量，而不是通过导体单位横截面积的电荷量．(2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．(3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．(4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定向移动的方向相反．在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极．电流虽然有大小和方向，但电流是标量，而不是矢量．因此电流的合成不遵循平行四边形定则．2．电流的微观表达式I＝nqS v(1)建立模型如图2-1-3所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.设导体的长度为L，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q .图2-1-3(2)理论推导导体AB中的自由电荷总数N＝nLS总电荷量Q＝Nq＝nLSq所有这些电荷都通过导体横截面所需要的时间t＝L v根据公式I＝qt可得，导体AB中的电流I＝Qt＝nLSqLv＝nqS v.(3)结论由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积．3．三种速率的区别电子定向移动的速率电子热运动的速率电流传导的速率物理意义电流是由电荷的定向移动形成的，电流I＝nqS v，其中v就是电子定向移动的速率.构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流大小10－5 m/s105 m/s3×108 m/s3．铜的相对原子质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为()【导学号：34522020】A．光速c B.I neSC.ρIneSm D.mIneSρ【解析】假设电子定向移动的速率为v，那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电荷量q＝v tSρnem，因电流I＝qt＝vSρnem，于是得到v＝mIneSρ.【答案】 D4．一根横截面积为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．q v B．q/vC．q v S D．q v/S【解析】时间t内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量Q＝q v t，依电流的定义式可得I＝Qt＝q v，故A正确．【答案】 A计算电流大小的三种方法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＝qt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＝qt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＝qt＝qT求等效电流．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
高中物理选修3-1课时作业20：2.1 电源和电流
第1节电源和电流基础过关1.下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是()A.导线内部的电场就是电源所形成的电场B.在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C.因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D.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，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的[解析]导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A、B、C错误，D正确。
[答案]D2.(多选)关于电流的方向，下列说法正确的是()A.电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B.电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反[解析]在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误；电子带负电，电子运动形成的等效电流方向与电子运动的方向相反，C错误，D正确。
[答案]AD3.某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A.0B.0.8 AC.1.6 AD.3.2 A[解析]电荷的定向移动形成电流，但“＋”“－”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。
在2 s内通过截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C＝6.4 C。
由电流的定义式知I＝qt ＝6.42A＝3.2 A。
人教版高中物理选修3-1作业：第二章第一节电源和电流.docx
高中物理学习材料桑水制作第二章1电源和电流1.下列叙述正确的是( )A.导体中电荷运动就形成电流B.电流是矢量C.导体中有电流通过时，导体内部场强不为零D.只有自由电子的定向移动才能形成电流2.形成持续电流的条件是( )A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷3.示波管中，2s 内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为( )A.4.8×10-6AB.3×10-13AC.9.6×10-6AD.无法确定4.某电解池，如果在1s 内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m 2的某截面，那么通过这个截面的电流是( )A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A5.有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积导线有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，此时电子的定向移动速度为v,在△t 时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A.nvS △tB.nv △tC.e t I ∆D.Set I ∆ 6.一定值电阻，通过2C 的电荷量时，消耗的电能是8J ，若在相同时间内通过4C 的电荷量，那么电阻两端的电压和消耗的电能分别为( )A.4V ，16JB.8V ，16JC.4V ，32JD.8V ，32J7.初速度为零的质子，经加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流为1mA 的细柱形质子流已知质子的电荷量q=1.6×10-19C ，这束质子流每秒打到靶上的质子数为______.8.某金属导体两端的电压为24V ，在30s 内有36C 的电荷量通过该导体的某个横截面.求:(1)在30s 内有多少自由电子通过该导体的横截面?(2)电流多大?(3)该导体的电阻多大?9.电子绕核运动可等效为一环形电流设氢原了中的电子以速率v 在半径为r 的轨道上运动，用e 表示电子的电荷量，则其等效电流的电流为多少?第二章1电源和电流答案1、C2、B3、A4、D5、AC6、D7、6.25×1015个8、(1)金属靠自由电子导电，电子带负电，其电荷量大小为s=16×10-19C ，所以在30s 内通过导体横截面的电子数为:)(1025.2106.136n 2019个⨯=⨯=- (2)电子带负电荷，它的定向移动方向与电流的方向相反，电流的大小为 2A .1A 3036t q I === (3)根据欧姆定律，导体的电阻为Ω=Ω==202.124I U R 9、氢原子的核是质子，质子带正电，电荷量为e ，电子绕核做匀速圆周运动的向心力为库仑力，设电子质量为m ，则其运动方程为r )f 2(m re k 222π= 可得电子绕核转动的频率为mrk r 2ef π= 根据电流的定义，可知等效电流为mr k r 2e ef I 2π==。
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第二章：电源和电流
人教版物理选修3-1第二章：电源和电流一、选择题。
1. 关于电流强度的概念，下列叙述中正确的有（）A.通过导线截面的电量越多，电流强度越大B.电子运动的速率越大，电流强度越大C.单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流强度越大D.因为电流有方向，所以电流强度是矢量2. 据信息产业部在7月底公布的最新统计，今年上半年，国产品牌手机的国内市场占有率比去年猛升16.21%，达到55.28%的份额．如图所示的是某品牌手机电池上的文字说明，由此可知该电池的电动势和所储存的最大电能是（）A.4.2V9.07×103JB.3.7V9.07×103JC.4.2V7.99×103JD.3.7V7.99×103J3. 某电解池中，若在8s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）A.0.8AB.1.6AC.1×1019AD.5×1018A4. 电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10−6m2的导线，那么电路中的电流是（）A.0.016mAB.1.6mAC. 0.16μAD. 16μA5. 关于电源，下列说法中正确的是（）A.电源的作用是为电路提供自由电荷B.电源的作用是自己直接释放出电能C.电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D.电源的作用是使自由电荷运动起来6. 在示波器的示波管中，电子枪在2s内发射了4×1013个电子，则示波管中电流的大A.6.4×10−6AB.4×10−13AC.3.2×10−6AD.4×10−6A7. 如图所示，将左边的银导线与右边的铜导线连接起来，已知铜导线的横截面积是银导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在银导线上取一个截面B，若在1s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的电流关系是（）A.I A=I BB.I A=2I BC.I B=2I AD.不能确定8. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是（）A.IΔleS √m2eUB.IΔle√m2eUC.IeS√m2eUD.ISΔle√m2eU9. 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．设带电荷量为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，其电流的等效电流强度I和方向为（）A.ve 2πr 顺时针B.ver顺时针 C.ve2πr逆时针 D.ver逆时针10. 非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100V，电流50A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看作如图所示放电，则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为（）A.25CB.50CC.150CD.250C11. 如图所示，一根横截面积为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率为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.vqB.qv C.qvS D.qvS二、多选题。
物理人教选修3-1：第二章第一节电源和电流课时作业
一、单项选择题1．关于电流，下列说法中正确的是( )A ．通过导体横截面积的电荷量越多，电流越大B ．电子运动速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：选C.由I ＝q t 知q 大，I 不一定大，还要看t 的大小，故A 错误．由I ＝nqS v 知，电子定向运动的速率v 大，电流不一定大，电流还与n 、S 有关，另外电子无规则热运动的速率虽然很大，但不能形成电流，故B 错误．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，故C 正确．电流虽然有方向但不是矢量，因为其合成遵循代数法则，故D 错误．故选C.2．(2014·绵阳南山中学高二检测)以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流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：选B.要有持续电流必须有电压，A 错误．导体中形成电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C 错误．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 错误．故选B.3．如图所示，一根横截面积为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率为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 ．v q B.q vC ．q v SD ．q v /S解析：选A.在运动方向上假设有一截面，在t 时间内通过截面的电量Q ＝v t ·q .等效电流I ＝Q t＝v q ，故选A.4．(2014·山东任城第一中学高二月考)铜的原子量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( )A ．光速c B.I neSC.ρI neSmD.Im neSρ解析：选D.自由电子体密度N ＝n m /ρ＝ρn m ，代入I ＝nqS v ，得v ＝Im neSρ，故选D. 二、多项选择题5.如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA ，则以下说法正确的是( )A ．1 s 内通过电池某一横截面的电荷量为500 CB ．1 s 内通过电池某一横截面的电荷量为0.5 CC ．充电过程把其他形式的能转化为电能D ．充电过程把电能转化为其他形式的能解析：选BD.由电流的定义式得q ＝It ＝0.5 C ，A 错误，B 正确．充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，C 错误，D 正确．故选BD.6．有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q ，此时电子定向移动的速率为v ，则在Δt 时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )A ．n v ΔtSB ．n v Δt C.I Δt q D.I Δt Sq解析：选AC.根据电流I ＝nqS v ，单位时间内通过导体横截面的自由电子数目为N 0＝I q＝n v S Δt 时间内通过导体横截面的自由电子数目为N ＝N 0Δt ＝n v S Δt在Δt 时间内通过导体横截面的电荷量为Q ＝I Δt在Δt 时间内通过导体横截面的电子数目为N ＝Q q ＝I Δt q，故选AC. 7.如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD.由电流定义知I ＝q t ＝ne t，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSq v 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．故选AD.☆8.如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U ，接通电路后( )A ．通过两棒的电流相等B ．两棒的自由电子定向移动的平均速率相等且等于光速C ．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E 1小于粗棒内场强E 2D ．细棒两端的电压U 1大于粗棒两端的电压U 2 解析：选AD.两棒串联，I 1＝I 2，选项A 正确；由电流微观表达式I ＝nqS v 知，因S 1＜S 2，所以定向运动速率v 1＞v 2，选项B 错误；E ＝U d ＝IR d ＝I ·ρd /S d ＝IρS，因S 1＜S 2，所以E 1＞E 2，选项C 错误；U ＝IR ＝I ·ρd /S ，因S 1＜S 2，所以U 1＞U 2，选项D 正确．故选AD.。
人教版高二物理选修3-1第二章第一节电源和电流每课一练含答案
第二章恒定电流第一节电源和电流每课一练班别姓名学号1. 有稳固电流时对于导体中的恒定电场，以下说法中正确的选项是()A.导体中的电场是由电源两极电荷在空间直接形成的B.导体中的电场是导体内自由电荷形成的C.因为处于静电均衡状态，导体内场强为零D.导体中的电场散布不随时间变化2． (多项选择 )对于电源的作用，以下说法中正确的选项是()A．电源的作用是能为电路连续地供给自由电荷B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向挪动C．电源的作用就是能保持导体两头的电压，使电路中有连续的电流D．电源的作用就是使自由电荷运动起来3．对于电源和电流，以下说法中正确的选项是()A．电流是由大批电荷的无规则运动形成的B．电路中只需有电源，就必定会有电流C．在电源外面，电流从电源的正极流向负极D．电流的方向老是从电源的正极流向负极4.对于电流，以下说法中正确的选项是()A.经过导线截面的电荷量越多，电流越大B.导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有挪动C.单位时间内经过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.因为电流有方向，因此电流是矢量5．横截面积为0.5 cm2的导电液体中，每秒有0.2 C 正电荷和 0.3 C 负电荷相向运动，则电流是()A． 0.2 A B． 0.3 A C． 0.5 A D ． 104A6．铜的相对原子质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当经过的电流为I 时，电子均匀定向挪动的速率为()IρI mIA．光速 c B.neSC.neSmD .neSρ7．电路中每分钟有 60 万亿个自由电子经过横截面积为0.64 ×10－ 6m2的导线，那么电路中的电流是()A ． 0.016 μAB ． 1.6 mAC ． 16 μAD ． 0.16 μA答案与分析1.【答案】 D【分析】导体中的电场是由电源、导线所累积的电荷共同形成的，当电路达到稳准时，导体中的电场为恒定电场，不随时间变化，应选项A ，B ，C 错误，选项D 正确 .2.【答案】 BC【分析】 电源的作用是保持导体两头的电压，在导体内成立恒定电场， 导体内的自由电荷就会在电场力作用下定向挪动形成电流，则B 、C 正确， A 、D 错误．3.【答案】 C4. 【答案】 C【分析】经过导线截面的电荷量与时间的比值决定了电流的大小，选项A 错误；导体中没有电流，说明自由电荷没有定向挪动，但自由电荷其实不是不挪动，选项 B 错误；单位时间内经过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大，选项 C 正确；电流有方向，但电流是标量，选项D 错误.5.【答案】 C0.2＋ 0.3 A ＝ 0.5 A ，应选 C.【分析】 I ＝q＝ 1t6.【答案】 D【分析】假定电子定向挪动的速率为 v ，那么在 t 秒内经过导体横截面的自由电子数相当于在体积 vt S ·中的自由电子数，而体积为 vtS 的铜的质量为vtS ρ，摩尔数为vtS ρm ， 因此电荷量 q ＝ vtS ρ nem .因电流 I ＝qvS ρ neIm.t ＝m ，解得： v ＝neS ρ7.【答案】 Dq 6×1013－ 19【分析】由 I ＝ ×1.6 ×10A ＝ 1.6 ×10－ 7A ＝ 0.16 μA .t ＝ 60。
高中物理选修3-1课时作业3：2.1 电源和电流
题组一 对电源、电流概念的理解1．下列关于电源的说法正确的是( )A ．电源就是电压B ．电源的作用是使电源的正、负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差C ．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D ．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极[答案] BD[解析] 在电源内部由非静电力将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差，电源不是电压，故A 错，B 、D 正确．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，故C 错．2．下列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 、C 错误．3．下列关于电流的说法中，正确的是( )A ．金属导体中，电流的传播速率就是电场的传导速率B ．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大C ．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能到达用电器D ．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速[答案] AD题组二 对公式I ＝q t的理解和应用 4．在示波管中，电子枪2 s 发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( )A ．4.8×10－6 AB ．3×10－13 AC ．3×10－6 AD ．9.6×10－6 A [答案] A[解析] 电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19 C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误． 5．我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，在整个环中运行的电子数目为5×1011个，设电子的运行速度是3×107 m/s ，则环中的电流是( )A ．10 mAB ．1 mAC ．0.1 mAD ．0.01 mA [答案] A[解析] 电子运动一周的时间为T ＝l v ，在T 时间内通过任意横截面的电荷量为：q ＝ne ，电流为：I ＝q T ＝ne v l ＝5×1011×1.6×10－19×3×107240A ＝10 mA.题组三 电流的微观表达式I ＝nqS v6．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属内的自由电子的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导体中通过的电流为I .则下列说法中正确的有( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne[答案] D[解析] 解决本题的关键是理解v 和n 的物理意义，电流微观表达式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是v t 内的自由电子数，其数量为n v t ，电荷量q ＝n v te ，所以电流I ＝q t＝ne v ，所以v ＝I ne，故正确选项为D. 7．一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速度为v ，在t 时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( )A ．n v StB ．n v t C.It qD.It Sq[答案] AC[解析] 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqS v 代入N ＝It q可得N ＝n v St ，故A 正确，B 错误．8．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．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率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等[答案] B[解析] 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqS v ，所以v ＝I nqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n ·q 不知道)，所以无法判断v ，故C 、D 错．题组四 综合应用9．非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100 V ，电流可达50 A ，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看做如图1所示的图线．则放电1秒钟非洲电鳐放出的电荷量为( )图1A ．25 CB ．50C C ．150 CD ．250 C[答案] A[解析] 由题图象可得1秒钟该鱼的放电时间为0.5 s ，根据电流的定义式I ＝q t，可得q ＝It ＝50×0.5 C ＝25 C ，故A 正确．10．如果导线中的电流为1 mA ，那么1 s 内通过导体横截面的自由电子数是多少？若“220 V 60 W ”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA ，则20 s 内通过灯丝的横截面的自由电子数目是多少个？[答案] 6.25×1015个 3.4×1019个[解析] q ＝It ＝1×10－3×1 C ＝1×10－3 C设自由电子数目为n ，则n ＝q e＝6.25×1015个 当“220 V 60 W ”的白炽灯正常发光时，I ′＝273 mA.q ′＝I ′t ＝273×10－3×20 C ＝5.46 C设自由电子数目为N ，则N ＝q ′e≈3.4×1019个． 11．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？[答案] e 22πr 2mkmr [解析] 根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e ，则有：I ＝Q t ＝e T ， 再由库仑力提供向心力，有：k e 2r 2＝m 4π2T 2r得T ＝2πr e mrk解得I ＝e 22πr 2m kmr。
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第二章恒定电流
第1节电源和电流
1．电源的作用是使电路两端维持一定的电势差，从而使电路中保持持续的电流．
2．导线中的电场是沿导线切线方向的恒定电场，在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用．
3．形成电流的条件
(1)电路中存在自由电荷；
(2)电路两端存在持续的电势差．
4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向．
(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反．
(2)恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流．
5．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为nSvt；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为enSvt；若
导体中的电流为I，则电子定向移动的速率为
I enS
.
6．下列说法中正确的是( )
A．导体中只要电荷运动就形成电流B．在国际单位制中，电流的单位是A
C．电流有方向，它是一个矢量
D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
答案 B
解析自由电荷定向移动才形成电流，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C错误．正确选项为B.
7．以下说法中正确的是( )
A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流
B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大
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
答案BC
解析自由电子在电场力作用下才定向移动，定向移动时热运动也同时进行．
【概念规律练】
知识点一导线中的电场
1．导线中恒定电场的建立过程：在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的(更多)电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场(导线)移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________．
答案电源的静电场附加电场平行平行恒定电流动态恒定电场
解析导线中的电场是两部分电场共同贡献的结果．首先电源电场使电子沿导线移动，并向导线某一侧聚集，从而产生附加电场．当两个电场达到动态平衡时，导线内只存在和导线平行的电场线，即形成恒定电场．
2．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
答案 B
解析导线内的电场线与导线是平行的，故A错；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错．知识点二电流
3．关于电流的方向，下列描述正确的是( )
A．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
B．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流。