最新-学考优化设计2021学年高中物理选修11课件：15电流和电源 精品

盐水溶液中的正、负离子,都是自由电荷。
(2)导体两端存在电压。
自由电荷只有定向移动才能形成电流,要使自由电荷定向移动,
需要给自由电荷施加驱使它们做定向移动的作用力,这个作用力可
以由电场施加。将导体的两端加上一定的电压(通过电源来实现),
导体中就有了电场,导体中的自由电荷便在电场力的作用下定向移
动,形成电流。所以形成电流还应满足:导体两端存在电压。
答案:2 A
探究一
探究二
问题导引
名师精讲
典例剖析
探究二 电源和电动势
日常生活中我们经常接触到各种各样的电池,如图所示的干电池
和手机电池,它们分别标有“1.5 V”和“3.7 V”的字样。这些数值代表
什么?它表示电池的何种特性?
要点提示电动势。把其他形式的能转化为电势能的本领。
探究一
探究二
问题导引
向移动的正、负离子所带电荷量的绝对值之和,即Q=|Q1|+|Q2|,用

此公式计算出的电流是t时间的平均值;由于I= 是电流的定义式,
所以不能认为I与Q成正比,与t成反比。
探究一
探究二
问题导引
名师精讲
典例剖析
1.形成电流的条件
(1)要有能自由移动的电荷。
一切导体中都有自由电荷,例如:金属导体中的自由电子,酸、碱、
识的发展历程,知道电流的方向及求法。
1.哪位科学家发明了最早的直流电源——电堆?
答案:伏打。
2.电流是怎样形成的?电流的方向是怎样规定的?
答案:电荷的定向移动形成电流。习惯上规定正电荷定向移动的
方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向相反。
3.在电源外部的电路中,电流从电源的正极流向负极。
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辨一辨


解析:本题主要考查电流定义式 I= 的应用。由 I=



知,Q=It=1×10-3 C,设电子的数目为 n,则 n= =6.25×1015 个。当“220

V
60 W”的白炽灯正常发光时,Q'=I't'=5.46 C,设电子的数目为 N,
则
'
N= ≈3.4×1019 个。

答案:6.25×1015个 3.4×1019个
4.什么是电流?电流的公式及单位是什么?
答案:用通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用时间t
的比值来描述电流的强弱。

定义式:I= 。

单位:安培,简称安,国际符号A。
1毫安(mA)=10-3 A,1微安(μA)=10-6 A。
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二、电源和电动势
阅读教材第17页“电源和电动势”部分,了解闭合电路的组成、电
方向相反,故选项A、B、D错误,选项C正确。
答案:C
1
2
3
4
5
3.(产生电流的条件)满足下列哪一个条件,就能产生持续电流(
)
A.有自由电子
B.导体两端有电压
C.任何物体两端有电压
D.导体两端有恒定电压
解析:产生持续电流的条件是物体内有大量自由电荷;两端有恒定
电压。所以A、B、C项错,D项对。
答案:D
C.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示蓄电池两极间的电压即为2 V
D.铅蓄电池的电动势为2 V,干电池的电动势为1.5 V,这说明蓄电
池将化学能转变成电能的本领比一节干电池的大
解析:电动势和电压是不同的概念,不能混淆。铅蓄电池的电动
势为2 V,但蓄电池两极间的电压却不一定等于2 V,只有在蓄电池没
有接入电路时两极间的电压才等于2 V,选项A、C错误。电动势表
(2)决定因素:电源的电动势是由电源本身的性质决定的,它表征
了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。
(3)符号及单位:电动势的符号是E ,单位与电压的单位相同,也是
伏特。
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1.思考辨析。
(1)电源是把其他形式的能转化为电能的装置。(
)
解析:电源的作用就是把其他形式的能转化为电能,提供给用电
种电荷反向通过某一横截面时,Q=Q1+Q2,不能相互抵消。
(3)该公式为电流的计算式,不是电流的决定式,电流的大小是由
电路中的电压和电阻决定的。
(4)电流虽然有大小、有方向,但它不是矢量,电流的合成不遵循
平行四边形定则,它是一个有方向的标量。
(5)电流是一个基本物理量,因此,它的单位A是国际单位制中的基
由电源本身性质决定,与其他因素无关,C对。
答案:D
1

2
3
4
5
5.(公式I= 的理解)一个半径为R的绝缘圆盘,绕垂直圆盘的转动轴
以角速度ω沿逆时针方向做匀速转动,圆盘边缘上均匀地分布着一
圈负电荷,单位弧长上所带的电荷量为q,当圆盘转动时,这些电荷所
形成的电流大小I=
,电流的方向为
。
解析:圆盘边缘上的负电荷随圆盘转动可等效为环形电流。在运动
探究一
探究二
问题导引
名师精讲
典例剖析
探究一 对电流的理解
电解液导电时,电解液中的自由电荷既有正电荷,也有负电荷,计
算电流时,电荷量是用正电荷的电荷量,还是负电荷的电荷量?根据

I= 能不能说电流与Q成正比,与t成反比?

要点提示在利用I= 计算电解液中电流的大小时,由于正、负离
子定向移动的方向相反,形成的电流方向相同,所以此时的Q应为定
答案:×
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(4)金属导体中的自由电荷是电子,电流的方向为电子定向移动的
反方向。 (
)
解析:电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向
移动的方向相反。电子带负电,故电流的方向与电子定向移动的方
向相反。
答案:√
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辨一辨
2.探究讨论。
(1)什么条件下电荷才能做定向移动呢?
答案:把导体两端分别接到电源的两极上,导体两端就有了电压,
征的是电源把其他形式的能转化为电能的本领,电动势越大,它将
其他形式的能转化为电能的本领就越大,选项B、D正确。
答案:BD
1
2
3
4
5
1.(电源的作用)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路持续地提供自由电荷
B.电源的作用是能够自己直接释放出电能
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
干电池、蓄电池、发电机等电源,它们在电路中的作用是保持导
体两端的电压,使导体中有持续的电流。
探究一
探究二

问题导引
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典例剖析
2.对电流I= 的理解
通过导体横截面的电荷量Q与所用时间t的比值称为电流。公式

为I= 。
(1)公式中Q是通过横截面的电荷量而不是单位横截面的电荷量。
(2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时,Q=Q1+Q2,异
形式的能转化为电能,B对;电路中有电流时,不仅需要电源,还需要
电路是闭合的,故C错;电源是对电路提供能量的装置,故D错。
答案:B
探究一
探究二
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典例剖析
变式训练2导学号66824014(多选)下列关于电源电动势的说法
正确的是(
)
A.电动势实质上就是电压
B.电动势越大,表明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大
本单位之一,常用单位还有mA,μA。
其换算关系为1 A=103 mA,1 A=106 μA。
探究一
探究二
问题导引
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典例剖析
【例题1】 通过某导体的电流为1 mA,在1 s内通过该导体横截面
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内通过灯丝横截面的电子数目是多少?
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典例剖析
1.电源的作用
(1)从电荷移动角度看:电源的作用就是通过移送电荷,维持电源
正、负极间有一定的电势差,从而保持电路中有持续电流。
(2)从能量转化的角度看:电源搬运电荷的过程就是将其他形式的
能转化为电能的过程。如化学电池把化学能转化为电能,发电机把
机械能转化为电能,太阳能电池把太阳能转化为电能。
五、电流和电源
学 习 目 标
1.了解电流的微观机
理及其定义式,知道电
流的方向是如何规定
的
2.了解电源的发明对
人类的生活产生的巨
大影响
3.了解电源在电路中
的作用。了解电动势
的概念和单位,了解常
见电池的电动势的大
小
思 维 导 图
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一、电流
阅读教材第16页第1、2自然段和“电流”部分,了解人们对电流认
探究一
探究二
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典例剖析
解析:电源的作用是保持正、负极之间恒定的电势差,这需要电
源不断地将负电荷向负极聚集,将正电荷向正极聚集。因外电路中
的自由电子在电场力的作用下向正极移动,故在电源内部,电源需
要将正极上的电子搬运到负极,以维持电势差不变,故A错;从能量
角度来看,电源在搬运电荷的过程中,需要克服电场力做功,将其他
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
解析:电路中的自由电荷是导体提供的,电源的作用是提供导体两
端的电压,从而使电路中有持续的电流,A错;电源是把其他形式的
能转化为电能的装置,而不是自己直接释放出电能,B错;若没有电
源提供电压,自由电荷也在不停地无规则运动,当电源给导体提供
电压时,就会使导体中的自由电荷定向运动,形成电流,C对,D错。
无关。
探究一
探究二
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典例剖析
【例题2】 关于电源,以下说法正确的是(
)
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
探究一
探究二
问题导引

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典例剖析
归纳总结(1)根据I= 计算,注意单位的统一。
(2)金属导体中导电的是自由电子,自由电子所带的电荷量为
e=1.6×10-19 C。
(3)当自由电子定向移动通过导体横截面时,若通过的自由电子个
数为n,则Q=It=ne。
探究一
探究二
问题导引
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典例剖析
变式训练1导学号66824013在电解液导电中,若在5 s内分别有5
器使用。
答案:√
(2)电源两极间的电压就是电源的电动势。(
)
解析:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,当
电源接入电路时,两极间的电压与电动势不相等。
答案:×
(3)通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大。 (
)

解析:根据电流的定义式I= ,电流还与通过电荷量Q所用的时间
有关。
温馨提示凡是能把其他形式的能量转化为电能的装置都叫电源,
如各种电池、发电机等。
探究一
探究二
问题导引
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典例剖析
2.电源的电动势
电动势是描述电源特性的物理量,是由电源本身决定的。不同类
型的电源,电动势会不同。如:一节干电池的电动势是1.5 V,一节硫
酸铅蓄电池的电动势是2 V。发电机的电动势由于发电机的不同
源在电路中所起的作用、电动势的单位等。
1.一个闭合电路的组成包含哪些元件?
答案:电源、开关、用电器和导线。
2.电源在电路中起什么作用?
答案:(1)保持导体上有持续电压。
(2)将其他形式的能转化为电能,提供给用电器使用。
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辨一辨
3.电动势
(1)大小:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
而不同。电源的电动势在数值上等于电源不接用电器时电源两端
的电压,用电压表可以直接测量电源的电动势。在接入电路中时,
电源两端的电压小于电源的电动势。电源的电动势的大小反映了
电源把其他形式的能转化为电能本领的大小,电动势越大,把其他
形式的能转化为电能的本领越大。
温馨提示电源的电动势取决于电源自身的结构,与外电路的情况
1
2
3
4
5
4.(电动势的理解)关于电动势,下列说法错误的是(
)
A.电动势的单位是伏特
B.电动势大小等于没有接入外电路时电源两端的电压
C.电动势大小由电源本身性质决定
D.电动势的单位是焦耳
解析:电动势的单位与电压的单位相同,是伏特,A对,D错;电动势在
数值上等于没有接入外电路时电源两端的电压,B对;电动势大小仅
C的正离子和5 C的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的某一截
面,电路中电流是多少?
解析:在电解质溶液中,通过某一截面的正、负离子并不相互抵
消,负电荷的反向移动等效于正电荷的同向移动,所以,电流等于同
一截面上正、负电荷迁移电荷量的绝对值之和与所用时间之比,即
| | + | |
I= 1 2 =2 A。
这时导体中也有了电场,导体中的自由电荷在电场的作用下发生定
向移动,形成电流。
(2)①用毛线将干电池和小灯泡接成闭合回路,小灯泡亮吗?
②若去掉干电池,用导线把小灯泡正负极相连呢?想想为什么?
答案:①中小灯泡不亮,原因是小灯泡中没有电流通过。因为毛
线中无自由电荷,不导电。②中灯泡不亮是因为电路中无电源。
答案:C
1234 Nhomakorabea5
2.(电流)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
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