高二物理选修3-1第二章1.2学案

1. 电源、电流
2.电动势 学案
课前自主学案
一、电源
使电路中保持____的电流，能把____从一个位置搬运到另一位置的装置就是电源．
二、恒定电场
导线中的电场是由____________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，电荷的分布是稳定的，形成的________也是稳定的，不随时间而改变，称为恒定电场．
特别提醒：稳恒电流的电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定．就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充多少电荷．和静电场一样，其电场分布不随时间改变，静电场的基本规律这里都适用．和静电场不同的是：产生稳定电场的电荷是运动的，但电荷分布不随时间变化，所以其本质为动态稳定.
三、恒定电流
1．恒定电流：我们把______________都不随时间变化的电流称为恒定电流．
2．电流：
(1)定义：通过导体截面的________与通过这些电荷量所用________的比值，叫做电流强度，简称电流．是表示电流强弱程度的物理量．
(2)公式表达：I ＝q t
，或写成电荷量的表达式：__________. 特别提醒：对电解液中正、负离子都参与导电的情况下，通过导体横截面的电荷量正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

（3）电流的方向：规定______电荷______移动的方向为电流方向．金属导体中电流的方向与______________的方向相反．电流强度虽有大小和方向，但不是矢量，是标量．
(4)单位：在国际单位制中是______，简称安，符号是A .更小的单位还有________ (mA )、________(μA )，换算关系为：1 A ＝103 mA ＝106 μA .
思考与讨论：电流的传播速度是光速，电子在导线中也是以光速移动吗？电路中闭合开关的瞬间电灯亮了，能说明导线中电子定向移动的速率很大吗？
对应练习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 ．电子运动速率越大，电流越大
A B C D q q q vt
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
对应练习2、某电解池中，若在2 s 内有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
B ．0.8 A
C ．1.6 A
D ．3.2 A
3、电流的微观表达式
如图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD
上选取截面B 和C ，设导体的截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个电荷的电量为q ，电荷的
定向移动速率为v ，求导体中的电流。

小结：电流的微观表达式：I= 。

对应练习3、电子的绕核运动可等效为环形电流．若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，则其等效电流等于多少？
四、电动势
1．非静电力
①．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到______极的正电荷经过电源_______部不断地搬运到__________极．在电源内要使正荷向正极移动，就一定要有________作用于电荷才行．在这个过程中，电源使电荷的电势能________．
②．在电池中，非静电力是__________，它使__________能转化为____________能；在发电机中，非静电力是__________，它使__________能转化为________能．从能量转化的角度看，电源是通过__________做功把__________能转化为________能的装置．
2．电动势
①．电源移动电荷，增加电荷的电势能，这与抽水机抽水增加水的重力势能很相似．不同的抽水机工作时，水能够被举起的高度有所不同，单位质量的水所增加的重力势能不同．与此类似，在不同的电源中，非静电力 __________________也不相同：把一定数量的正电荷在电源内部从 ______搬运到______，在某些电源中非静电力可以做较多的功，电荷的 ______增加得比较多；而在另一些电源中，非静电力对同样多的电荷只能做较少的功，______的增加也较少．物
理学中用 ______来表明电源的这种特性．
②．定义：电动势在数值上等于 。

如果移送的电荷量q 时非静电力所做的功W ，那么电源的电动势，即E ＝_______，其单位是_____． ③．电动势由电源中__________的特性决定，跟电源的体积__________，也跟外电路_____．电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的_____.
思考与讨论：电动势与电势差是一回事吗，有什么区别与联系？
对应练习4、关于电动势下列说法中正确的是 ( )
A ．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B ．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
C ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多
D ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
对应练习5、将电动势为3.0V 的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V ，当电路中 有6C 的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电能．(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能．(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能．
3．阅读课本P 44“生活中的电池”思考下列问题
①电池的电动势有什么决定？与电池大小有关吗？
②电池的容量指的是什么？
同步练习题
1、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，则此电流是恒定电流
C ．电流强度是一个矢量，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
2、如图所示，一个半径为r 的细橡胶圆环，均匀地带上负电荷Q ，当它以角速度ω绕中心轴线逆时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )
A ．Q
B .Q
2π C .Qω2π D .2Qωπ
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.4.8×10-6A
B.3×10-13A
C.9.6×10-6A
D.无法确定
4、有一横截面积为s 的铜导线，流经其中的电流强度为I ；设每单位体积的
导线中有n 个自由电子，电子的电量为e ，此电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间内，通过导
线横截面的自由电子数可表示为（）
A．nvs Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D．IΔt /se
5、如图所示是静电除尘器的示意图，A接高压电源正极，B接高压电源负
极，A，B之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极
A的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排除的
烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除尘mkg，
计算高压电源的电流．(电子的电荷量设为e，阿伏伽德罗常数为N A，一昼
夜时间设为t.)
6、关于电源的电动势，下列说法正确的是()
A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量
B．电动势E的大小，与非静电力做功W的大小成正比，与移送电荷量q成反比
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路也有关
D．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质一样
7、对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是()
A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势
B．1号干电池的容量比5号干电池的容量大
C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大
D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同
8、铅蓄电池的电动势为2 V，这表示()
A．电路中每通过1 C的电荷量，电源就把2 J的化学能转化为电能
B．铅蓄电池两极间的电压为2 V
C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能
D．铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节普通干电池(电动势为1.5 V)的大
9、移动电话中的锂电池电动势为3.6V，某次通话时，电流为10mA，时间为100s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？
10、由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动自行车已是许多家庭的首选．已知电动自行车的电源是18组蓄电池，当正常行驶时，电路中电流为5A，在10min内电源做功1.08×105J，则
（1）每组蓄电池的电动势为多少？(串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和)
(2)在10s钟内，整个电源中有多少其他形式的能转化为电能？
(3)若使用一段时间后发现电路中电流变为3A，5min内电源做功只有2.16×104J，则每组蓄电池的电动势变为多少？说明什么问题？。