2018版第3章第1节电流

2018年高中物理选修3-1课件：第3章恒定电流第1节电流精品

解析：选 D．因为金属导体中已经存在大量的自由电荷，故选项 A 错误．把导体放在匀强电场中，导体只能产生瞬间感应电流，故选项 B 错误．只是让导体一端连接电源正极时，导体两端无电压，此时不能形成电流，故选项 C 错误．只有让导体两端保持恒定的电压才能产生恒定电流，故选项 D 正确．
2．(多选)关于电流的速度，下列说法正确的是( ) A．电荷的定向移动形成电流，所以电流的传导速率等于自由电荷的定向移动的速率 B．电流的传导速率等于自由电荷的无规则热运动的速率 C．电流的传导速率等于电场的传播速率 D．电流的传导速率近似等于光速解析：选 CD．电流的传导速率等于电场的传播速率，近似等于光速 c，大于自由电荷定向移动的速率(数量级为 10－5 m/s)和自由电荷无规则热运动的速率(数量级为 105 m/s)，故 A、B 均错误，C、D 均正确．
3．电流的速度 (1)电流的速度：是电场的传播速度，它等于_3_×___1_0_8 _m/s.
(2)导体中有电流时同时存在着的三种速率
三种电场的传播速电子无规则热运动
电子定向移动的速率
速率率
的速率
数值光速_3_×__1_0_8m/s 数量级约为_1_0_5_m/s 数量级约为_1_0_－__5 m/s
金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什么？提示：不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相反．
三、电流的大小和单位
1．定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的__电__荷__量__称为电流，用符号 I 表示．
[解析] 导体中有大量的自由电荷，总是在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间内，通过导体某一横截面的电荷是双向的，数值是相等的，电荷量为零，故 A 错误．电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，以区别于负电荷的定向移动，故 B 错误．在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是基本单位，故 C 正确．对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电荷不能定向移动，故电流为零， D 正确． [答案] CD

2018版物理浙江版选修3-1课件：第二章恒定电流 2 精品

答案
图2
通过非静电力做功．
(3)对比上述抽水过程和电荷在电路中的运动，分析它们的能量转化情况．
答案
①当水由A池流向B池时重力做正功，减少的重力势能转化为其他形式的能；在电源外部，电场力对正电荷做正功，减少的电势能转化为其他形式的能． ②当抽水机将B中的水抽到A的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能；在电源内部，要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功，将其他形式的能转化为电荷的电势能．
能的多少.
例2 由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，对一电阻供电.电路中的电流为2 A，在10 s内电源做功为180 J，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？
答案 9 V 串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和
解析由 E＝Wq 及 q＝It 得 E＝WIt ＝21×8010 V＝9 V＝1.5×6 V 故可得出：串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和.
三、电源电动势在生活、生产中的应用
例3 如图4所示为一块手机电池背面上的一些标示，下列说法正确的是 A.该电池的容量为500 C B.该电池工作时的输出电压为3.6 V C.该电池在工作时允许通过的最大电流为500 mA
√D.若待机时的电流为10 mA，理论上可待机50 h 图4 答案解析
3
达标检测
1.下列说法中正确的是答案解析 A.同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势大，内阻大，容量小 B.电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内非静电力的功率 C.1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大
√D.当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比电动势为1.5 V的干电池提供的电能多

2018年高中物理第3章恒定电流本章优化总结课件鲁科版选修3_1

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游标卡尺读数时不需要估读.要注意有精度为 0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm 三种游标卡尺，要分清边框和零刻度线.
2.螺旋测微器的构造、原理及读数 (1)构造：如图乙，S 为固定刻度，H 为可动刻度. (2)原理：可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，旋钮 K 每旋转一周，螺杆 P 前进或后退 0.5 mm，则螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.
(3) 图丙是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用 “－”和“0.6”两接线柱时，能测的最大电流是_______A，对应刻度盘上每一小格代表_____A；图中表针示数为_____A；当使用电流表的“－”和“3”两个接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A．
图丁为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘.当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过 ________V ，每小格表示 ________V，图中指针示数为________V；若使用的是较大量程，则表盘刻度每小格表示________V，图中指针示数为________V.
(1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为 9 mm 长 10 等分、 19 mm 长 20 等分、 49 mm 长 50 等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm. (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm.
乙
丙
(3)读数 ①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出. ②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出) ＋可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm) ③如图丙所示，固定刻度示数为 2.0 mm，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为 15.0，最后的读数为： 2.0mm＋15.0×0.01 mm ＝2.150 mm.

2018-2019年初中物理鲁教版《八年级上》《第三章-光现象》《第一节-光的传播》综合测试试卷【9】含答案解析

2018-2019年初中物理鲁教版《八年级上》《第三章光现象》《第一节光的传播》综合测试试卷【9】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1.如图所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，闹钟的声音会逐渐变小，直至听不到声音，这个实验说明了（）A．声音是由物体振动产生的B．声音必须通过介质才能传播C．声音在玻璃罩中发生了反射D．声波在传播过程中能量逐渐减少【答案】B【解析】试题分析：此实验中，随着玻璃罩内空气的减少，听到的声音越来越弱，由此推理得出真空是不能传声的，也就是说，声音的传播需要介质。

考点：声音的传播2.卡车和联合收割机以同样快慢、向同一方向前进时，我们说卡车静止所选取的参照物是A．卡车B．联合收割机C．地面D．地面上的庄稼【答案】B【解析】试题分析：卡车和联合收割机以同样快慢、向同一方向前进说明卡车相对于联合收割机的位置没有变化，卡车相对于联合收割机静止，B正确。

判断物体的运动状态不能选择自身作参照物，A错。

考点：机械运动，参照物。

3.根据你的生活经验，判断下列数据中最接近实际情况的是A．物理课本的宽度约为5dm B．人正常步行的速度约为5km/hC．正常人心脏跳动1次的时间约2s D．考场外此时的气温是12℃【答案】B【解析】试题分析：A、物理课本的宽度约为18cm，5dm=50cm不符合实际，故A错误；B、人正常步行的速度约为5km/h≈1.39m/s，符合实际，故B正确；C、正常人心脏跳动1次的时间约，2s不符合实际，故C错误；D、当地考场外此时的气温约为33℃，12℃不符合实际，故D错误；故选B．考点：长度的估测；温度；时间的估测；速度与物体运动．点评：本题考查对常见的一些量要有数据、数量级的认识，估测是一种科学的近似计算，它不仅是一种常用的解题方法和思维方法，而且是一种重要的科学研究方法，在生产和生活中也有着重要作用．4.某中学生的信息档案中，错误的信息是（）A．身高1.68m B．质量50kg C．体温36.5℃D．步行速度10m/s【答案】D【解析】试题分析：A、成年人的身高在1.70m左右，中学生的身高接近成年人，在1.68m左右．此选项正确；B、成年人的质量在65kg左右，中学生的质量比成年人小一些，在50kg左右．此选项正确；C、人体正常体温在36.8℃左右，上下变化幅度不大．此选项正确；D、人正常步行的速度在．此选项错误．故选D．考点：长度的估测；温度；质量的估测；速度与物体运动．点评：对于生活中数据的估测，应从实际的角度出发进行判断，也可从自己的角度出发判断，如自己的身高、自己的体重、自己正常时的体温及正常行走的速度等方面来与题目中的数据比较，只要相差不大，即该数据就是合理的．5.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是[ ]A．热机的大量使用会造成环境污染B．所有的热机都是用汽油作燃料C．汽车排出的尾气都是有毒气体D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除【答案】A【解析】试题分析：A、热机都是靠燃烧燃料获得能量的，汽油、柴油等燃料燃烧时都会放出有害气体，污染环境，所以A是正确的；B、热机中有燃烧汽油的（汽油机），有燃烧柴油的（柴油机），有燃烧液态氢的（火箭喷气发动机），所以B是错误的；C、汽车排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中二氧化碳和水蒸气是无害的，所以C是错误的；D、消声器只是减弱噪声，而不是消除噪声，所以D是错误的．故选A．考点：热机；防治噪声的途径．点评：热机是我们生活中很常见的，也用到了很多的物理知识；我们要能够从生活中找出用到的物理知识，这也是中考考查的一个重要方式，需要掌握其方法．6.甲、乙两人并排骑自行车前进，甲看到乙是静止的，甲选取的参照物是A．甲B．地面C．迎面驶来的另一辆车D．道路两旁的树木【答案】A【解析】试题分析：一个物体是静止的，一定选择和该物体之间没有发生位置改变的物体为参照物。

高中物理第3章恒定电流第1讲电流鲁科版选修3_

第1讲电流[目标定位] 1.知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释.2.了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速度和电子漂移速度(即电子定向移动速度).3.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q ＝It 分析相关问题．一、电流的形成1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压．2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．二、电流的速度1．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108m/s.2．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105_m/s 的平均速率在无规则的运动．3．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5m/s ，被形象的称为“电子漂移”．想一想导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率吗？为什么？答案不等于，事实上电子定向移动的速率是很慢的，而且跟导体材料有关，只是导体中自由电子的定向移动是产生电流的原因．电流的速率可以认为等于光速．三、电流的方向1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向；2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极．想一想金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什么？答案不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相反．四、电流的大小和单位1．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．2．定义式：I ＝q t.3．单位：国际单位：安培，符号A ；常用单位：mA 、μA 换算关系为1A ＝103mA ＝106μA.4．直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电．恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流．想一想电流是有大小和方向的物理量，电流是矢量吗？答案不是．电流的计算不满足平行四边形定则.一、电流形成条件及三种速率的理解1．电流的形成条件(1)回路中存在自由电荷①金属导体的自由电荷是电子．②电解液中的自由电荷是正、负离子．(2)导体两端有电压：电场对电荷有力的作用，例如两个导体间存在电势差，当用一导线连接时，导线中的自由电子会在电场力的作用下运动，形成电流．(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件．导体两端有了持续电压，导体中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流．2．电路中三种速率的比较(1)电子热运动的速率：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，常温下电子热运动的速率数量级为105m/s.(2)电子定向移动的速率：电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s.自由电子在很大的无规则热运动的速率上又叠加上了一个很小的定向移动的速率．(3)电流传导速率：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动而形成了电流．例1在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( )①电子定向移动速率很小②电子定向移动速率即是电场传导速率③电子定向移动速率是电子热运动速率④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A．①③B．②C．③D．①④答案 D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的速率．故①、④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105m/s.故②、③错误，故选D.借题发挥电荷定向移动的速率很小，当电路闭合后，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器，而是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形成电流．二、电流的表达式1．电流虽然有方向但是标量．2．I ＝q t是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系． 3．在应用I ＝q t计算时注意：要分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q 为通过横截面的自由电子的电量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，电量q 为正、负离子电荷量绝对值之和．例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图1所示．如果测得2s 内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M ，则溶液中电流的方向如何？电流多大？图1答案由A 指向B 0.16A解析水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B .每个离子的电荷量是e ＝1.60×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16A.借题发挥电流的定义式I＝q t 中，q 是时间t 内通过某一截面的电荷量，而不是单位截面积内的电荷量．三、电流强度的微观表达式1．建立模型：如图2所示，导体长为l ，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 .图22．理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS .总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq .所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝lv .根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t ＝nlSq lv＝nqSv .3．结论：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．例3 一段粗细均匀的金属导体的横截面积为S ，导体单位体积内的自由电子数为n ，金属导体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 ，以下说法中正确的有( )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 B 解析 I ＝nevS ，所以v ＝I neSv 为自由电子定向移动的速率.电流形成条件及三种速率的理解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答案 D解析根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A 项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知B 项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流，知C 错、D 对．2．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答案 AD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速率很小的定向移动．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105m/s.故B 、C 错．公式I ＝q t的理解与应用 3．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个答案 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝It e ＝9.375×1021个．电流强度的微观表达4．如图3所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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( )图3A ．qv B.q vC ．qvSD.qvS答案 A 解析 t s 内棒通过的长度l ＝vt ，总电荷量Q ＝ql ＝qvt .由I ＝Q t ＝qvt t＝qv ，故选项A 正确．题组一对电流的理解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 ．电源的作用是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 ．恒定电流是由恒定电场产生的答案 BD2．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答案 AD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，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确．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，故无电流答案 AC解析规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A 对，B 错；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C 正确；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，产生的电流的方向相同，故D 错误．题组二公式I ＝q t的理解与应用 4．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．5．如图1所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，则以下解释中正确的是( )图1A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向B →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 1e tD ．溶液中电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2e t答案 D解析正电荷的定向移动方向就是电流方向，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截面时，I ＝q t 公式中q 应该是正、负电荷量绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确．6．如图2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1s 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( )图2A ．I A ＝I BB ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案 A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 ＝q t可知电流强度相等．题组三电流强度的微观表达式7．导体中电流I 的表达式I ＝nqSv ，其中S 为导体的横截面积，n 为导体每单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 是( )A ．导体运动的速率B ．导体传导的速率C ．电子热运动的速率D ．自由电荷定向移动的速率答案 D解析从微观上看，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，还与导体的横截面积有关，公式I ＝nqSv 中的v 就是自由电荷定向移动的速率．故选D.8．金属导体内电流增强，是因为( )A ．导体内单位体积的自由电子数增多B ．导体内自由电子定向移动的速率增大C ．导体内电场的传播速率增大D ．导体内自由电子的热运动速率增大答案 B解析对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错．导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确．导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D 错误．9．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 ＝nqSv ，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10．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 mr k .解得I ＝e 22πr 2mkmr .。

2018-2019学年人教版选修4第3章第1节弱电解质的电离教案

第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离【把握目标～明确方向】本节要掌握的知识：三维目标知识与技能1．了解电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的概念2．了解弱电解质的电离平衡，掌握电离平衡的特征及其影响因素3．了解电离常数的意义，理解电离常数在电解质强弱比较中的应用。

4．掌握强弱电解质的电离方程式的书写。

过程与方法能够从结构和组成上加以理解强弱电解质和非电解质的概念，并加以判断，能够从化学平衡移动的角度理解电离平衡及其移动情感、态度与价值观通过本节的学习，意识到整个自然界实际就是各类物种相互依存、各种变化相互制约的复杂的平衡体系，而离子平衡就是其中的一个重要方面重点和难点重点：了解弱电解质的电离平衡。

难点：了解弱电解质的电离平衡、了解电离常数的意义。

【自主学习～问题生成】请同学们严格按照“阅读六字诀”进行学习。

“阅读六字诀”：查、划、写、记、练、思查：查着工具（本案资料、工具书、你的边的资料等）读划：划着重点（在重点内容上做上标记）读写：写着感想（在相应位置上写上自己对重点知识的理解）读记：记（背）着内容（背诵你所理解的重点知识）读练：练着习题（例题）（通过练习实现对重点及难点知识的巩固及掌握）读（实现作业前置：简单作业课本化，复杂作业工具（编印）化）思：思（想）着问题（对阅读及练习中产生的新的疑问进行更深入的思考）读人体血液的pH几乎恒定在7.35～7.45，否则人体便不能正常工作。

蚊虫、蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种称之为蚁酸(主要成分为HCOOH)的有机酸。

当人受到蚊叮蚁咬时，皮肤上常起小疱，这是因为人体血液中酸碱平衡被破坏，若不治疗，过一段时间小疱也会自行痊愈，这是由于血液中又恢复了原先的酸碱平衡，你能用平衡移动的原理解释上述现象吗？⒊请同学们用“阅读六字诀”认真阅读课本选修4第三章P39～43“第一节弱电解质的电离”阅读时注意:【问题1】（A级）什么是电解质？什么是非电解质？什么是强电解质？什么是弱电解质？【问题2】（B级）电解质的强弱与电解质溶液的导电能力的强弱有什么关系？【问题3】（C级）电解质与非电解质、强电解质与弱电解质跟从组成上对物质进行的分类之间有什么关系？电解质与非电解质、强电解质与弱电解质跟离子化合物及共价化合物之间有什么关系？【问题4】（C 级）强电解质与弱电解质之间有什么区别和联系？【问题5】（A 级）什么叫电离平衡？弱电解质的电离平衡有什么特征？影响电离平衡的因素有哪些？它们是怎样影响弱电解质的电离平衡的？【问题6】（B 级）以改变0.1 mol·L －1的CH 3COOH 溶液中存在的电离平衡－＋【问题7】（B 级）什么是电离常数？影响电离平衡的因素有哪些？它们是怎么影响电离平衡常数的？【问题8】（C 级）如何区别强电解质和弱电解质的电离？如何书写强、弱电解质的电离方程式？【问题9】（C 级）多元弱酸及多元弱碱的电离方程式应如何书写？多元弱酸的各级电离常数之间有什么不同？现在，请同学们带着上述问题，用“阅读六字诀”认真阅读课本选修4第三章P39～43“第一节弱电解质的电离”⒋请同学们认真的、不应付的完成：（A 级）课本P40“实验3－1”的表格及P41～42“思考与交流”课本P43～44习题；（B 级）本学案【新知学习～不议不讲】；（C 级）本学案“【点睛示例～当堂检测】”。

高中鲁科版物理选修3-1学案：第3章第1节电流【含解析】

第1节电流[学习目标]1．知道产生持续电流的条件，并能做出微观解释。

(科学思维)2．了解电流传导速率，自由电子热运动的平均速率，电子定向移动速率的区别。

(物理观念)3．知道电流的大小、方向和单位，理解电流的定义式I＝qt，并能运用它进行有关的计算。

(物理观念)一、电流的形成1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压。

2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。

二、电流的速度1．电流的速度：等于电场的传播速度，等于3.0×108 m/s。

2．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以105m/s的平均速率在无规则的运动。

3．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5 m/s，被形象地称为“电子漂移”。

三、电流的方向1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向。

2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极。

四、电流的大小和单位1．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量。

2．定义式：I＝q t。

3．单位：国际单位为安培，符号为A；常用单位有mA、μA,1 A＝103 mA＝106μA。

4．直流电：方向不随时间改变的电流。

恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的。

(√)(2)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的。

(√) (3)电流既有大小又有方向，是矢量。

(×) [提示]电流是标量。

(4)由I＝qt可知，I与q成正比。

(×)[提示]I与q、t无关。

2．关于电流的方向，下列叙述中正确的是()A．金属导体中电流的方向即自由电子定向移动的方向B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同C[电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，与电子定向移动的方向相反，A、D错误，C正确；在电解质溶液中正离子和负离子定向移动形成电流的方向是相同的，都和正离子定向移动的方向相同，故B错误。

2018版物理浙江版选修3-1课件：第二章恒定电流 7 精品

(4)功率形式：IE＝IU外＋IU内或IE＝IU外＋I2r.
说明：I＝
E R＋r
或E＝IR＋Ir只适用于外电路是纯电阻的闭合电路；E＝U外＋
U内或U外＝E－Ir，既适合于外电路为纯电阻的电路，也适合于非纯电阻电路.
例1 在图6所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为 1.8 V.求电源的电动势和内电阻.
电压等于电源电动势 .当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝Er .
2.路端电示电源电动势，纵坐标从零开始时，I轴截距等于短路电流 .
(2)直线
斜率的绝对值
等于电源的内阻，即内阻r＝
ΔU | ΔI |
.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.( √ ) (2)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零.( × ) (3)外电路短路时，电路中的电流无穷大.( × ) (4)在U－I图象中，无论纵坐标是否从零开始，I轴截距都等于短路电流.
(2)如图4所示，以电路中的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压 U与电流I的U－I图象，图线与纵轴的交点、与横轴交点(纵坐标从零开始)、斜率的绝对值的物理意义各是什么？
答案
图线与纵轴的交点表示电源的电动势；
图线与横轴的交点表示短路电流；
图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r＝|ΔΔUI |.
外电路电阻R＝5 Ω，理想电压表的示数U＝3.0 V，
则电池组的电动势E等于答案解析
A.3.0 V C.4.0 V
√B.3.6 V
D.4.2 V
图9
由于电压表的示数为路端电压，而U＝IR，则I＝UR＝0.6 A，由闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6×(5＋1) V＝3.6 V.故选项B正确.

2018版物理教科版新课堂同步选修3-1文档：第3章 2-磁场对通电导线的作用安培力含解析精品

2.磁场对通电导线的作用——安培力[先填空]1．安培力磁场对通电导线的作用力．2．科学探究：安培力与哪些因素有关(1)实验探究采用的方法：控制变量法．(2)当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：①当其他因素不变，磁感应强度增大时，安培力增大；②当其他因素不变，电流增大时，安培力增大；③当其他因素不变，导体长度增大时，安培力增大；④安培力的方向由磁场方向和电流方向共同决定．3．安培力的大小(1)F＝ILB.(2)适用条件①通电导线与磁场方向垂直．②匀强磁场或非匀强磁场中很短的导体．[再判断]1．通电导体在磁场中所受安培力为零，该处磁场感应强度一定为零．(×) 2．两根通电导线在同一匀强磁场中，若导线长度相同，电流大小相等，则所受安培力大小相等，方向相同．(×)3．通以10 A电流的直导线，长为0.1 m，处在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，所受安培力可能为0.02 N．(√)[后思考]通电导体在磁场中所受安培力F的大小一定等于ILB吗？【提示】不一定．只有当通电导体中的电流方向与磁场方向垂直时，安培力F才等于ILB.[合作探讨]如3-2-1所示，利用下列实验装置可以探究安培力的大小与磁场、电流大小的关系．(1)在B、L一定时，增大电流I，导线受力怎么变化？(2)在B、I一定时，增大导线的长度L，导线受力怎么变化？3-2-1【提示】(1)当B、L一定时，增大电流I、导线受的力变大．(2)当B、I一定时，增大导线长度L导线受力变大．[核心点击]1．当电流方向与磁场方向垂直时，F＝ILB.此时通电导线所受安培力最大．2．当电流方向与磁场方向不垂直时，F＝ILB sin θ(θ是I和B之间的夹角)．3．当通电导线的方向和磁场方向平行(θ＝0°或θ＝180°)时，安培力最小，等于零．4．若导线是弯曲的，公式中的L并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度(如图3-2-2所示)，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．图3-2-2一根长为0.2 m 、电流为2 A 的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是( )A ．0.4 NB ．0.2 NC ．0.1 ND ．0【解析】由安培力的公式F ＝ILB sin θ可知，安培力的大小与I 和B 的夹角有关．当θ＝90°时，F 最大，F max ＝ILB ＝2×0.2×0.5 N ＝0.2 N ．当θ＝0°时，F 最小，F min ＝0，故F 的大小范围是0≤F ≤0.2 N ，故B 、C 、D 可能，A 不可能．【答案】 A[迁移1] 如图3-2-3所示，导线框中电流为I ，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B ，AB 与CD 相距为d ，则MN 所受安培力大小为( )【导学号：96322061】图3-2-3A ．F ＝BIdB ．F ＝BId sin θC ．F ＝BId sin θD ．F ＝BId cos θ【解析】导线与B 垂直，F ＝BI d sin θ.【答案】 C[迁移2] 如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流均为I ，磁感应强度均为B ，求各导线所受到的安培力的大小．【解析】A图中，F＝IlB cos α，这时不能死记公式而错写成F＝IlB sin α.要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解．B图中，B⊥I，导线在纸平面内，故F＝IlB.C图是两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac，故F＝2IlB.D图中，从a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab，故F＝2IRB.E图中，F＝0.【答案】A：IlB cos αB：IlB C：2IlBD：2IRB E：0计算安培力大小应注意的问题(1)应用公式F＝IlB，电流方向必须与磁场方向垂直．(2)通电导线放入磁场中，有可能不受安培力的作用．(3)公式F＝IlB中的l不一定是导线的实际长度，而应是“有效长度”．[先填空]1．安培力的方向(1)左手定则：伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向．(2)方向特点：安培力的方向既与电流方向垂直，又与磁场方向垂直，即安培力方向垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面．2．电动机(1)原理：利用磁场对通电线圈的安培力使线圈在磁场中旋转．(2)作用：把电能转化为机械能．(3)分类⎩⎨⎧ 直流电动机：由磁场、转动线圈、滑环、电刷及电源组成，滑环在其中起了一个换向器的作用交流电动机：如家用电风扇、洗衣机、抽油烟机等都是交流电动机.[再判断] 1．当通电直导线垂直于磁场方向时，安培力的方向和磁场方向相同．(×)2．磁感应强度的方向与安培力的方向垂直．(√)3．电动机是把电能转化为机械能的装置．(√)[后思考]通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直吗？【提示】一定．根据左手定则可判断安培力的方向垂直于电流和磁场方向．[合作探讨]如图3-2-4所示，利用下列装置可以探究安培力的方向与磁场、电流方向的关系．(1)图中磁场方向向哪？闭合电键后，导线中电流方向向哪？(2)闭合电键后，通电导线所受安培力的方向与磁场、电流方向存在什么关系？图3-2-4【提示】 (1)磁场方向竖直向下、电流方向从里向外．(2)安培力的方向与磁场方向、电流方向都垂直．[核心点击]1．电流方向、磁场方向和安培力方向三者的因果关系(1)电流方向和磁场方向间没有必然联系，这两个方向的关系是不确定的．(2)电流方向和磁场方向共同决定了安培力的方向，一旦这两个方向确定，安培力的方向是唯一的．(3)已知安培力方向和磁场方向时，电流方向不确定；已知安培力方向和电流方向时，磁场方向不确定．2．电场力与磁场力的方向对比请画出如图3-2-5所示的甲、乙、丙三种情况下，导线受到的安培力的方向．甲乙丙图3-2-5【解析】画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所示．甲乙丙【答案】见解析[迁移3] 如图3-2-6所示，磁场方向竖直向下，长度为l 的通电直导线ab 处于磁场中，由水平位置1绕a 点在竖直平面内转到位置2的过程中，通电导线所受安培力是( ) 【导学号：96322062】图3-2-6A．数值变大，方向不变B．数值变小，方向不变C．数值不变，方向改变D．数值、方向均改变【解析】安培力F＝ILB，电流不变，垂直直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直B、I所构成的平面，所以安培力的方向不变，故选项B正确．【答案】 B[迁移4]音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机．如图3-2-7是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等．某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.图3-2-7(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向．(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．【解析】(1)由安培力表达式F＝BIL可知，线圈所受的安培力F＝nBIL，由左手定则可判断安培力方向水平向右．(2)由功率公式P＝F v可知，安培力的功率P＝nBIL v.【答案】(1)安培力的大小：nBIL方向：水平向右(2)安培力的功率：nBIL v左手定则应用的几个要点(1)安培力方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直．(2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可以与四指方向成某一夹角，但四指一定要指向电流方向．学业分层测评(十六)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．如图3-2-8是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图．三块相同蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来，它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路．认为导体棒所在位置附近为匀强磁场，最初导线1、4接在直流电源上，电源没有在图中画出．关于接通电源时可能出现的实验现象，下列叙述正确的是()【导学号：96322154】图3-2-8A．仅拿掉中间的磁铁，导体棒摆动幅度不变B．改变电流方向同时改变磁场方向，导体棒摆动方向将会改变C．仅改变电流方向或仅改变磁场方向，导体棒摆动方向一定改变D．增大电流的同时并改变接入导体棒上的细导线，接通电源时，导体棒摆动幅度一定增大【解析】仅拿掉中间的磁铁，导体棒在磁场中的有效长度减小，所受安培力减小，摆动幅度减小，选项A错误；改变电流方向同时改变磁场方向，导体棒所受安培力方向不变，仅改变其中一个方向时，安培力方向改变，选项B错误，C正确；增大电流的同时，减小导体棒在磁场中的有效长度，所受安培力可能减小，摆动幅度可能减小，选项D错误．【答案】 C2．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为() A．向北B．向南C．向上D．向下【解析】导线中的自由电子自西向东沿导线定向移动时，形成的电流自东向西．赤道上空地磁场方向由南水平指向北，由左手定则可判断导线受到的安培力方向向下．答案为D.【答案】 D3．在如图所示的四个图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是()【解析】安培力的方向一定与直导线和磁场所决定的平面垂直，A、B均错误，由左手定则可判断C错误，D正确．【答案】 D4．如图3-2-9所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()【导学号：96322155】图3-2-9A．水平向左B．水平向右C．竖直向下D．竖直向上【解析】先用安培定则判断螺线管的磁场方向．在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上．故选D.【答案】 D5．如图3-2-10所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力()图3-2-10A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB【解析】导线段abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知L ad＝(2＋1)L，故线段abcd所受的合力大小F＝IL ad B＝(2＋1)ILB，导线有效长度的电流方向为a→d，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确．【答案】 A6．如图3-2-11所示，两根相隔一定距离、相互垂直的异面直导线ab和cd，分别通有方向如图所示的电流，若通电导线ab固定不动，通电导线cd可以自由运动，则通电导线cd的运动情况是()图3-2-11A．顺时针转动，同时靠近abB．顺时针转动，同时远离abC．逆时针转动，同时靠近abD．逆时针转动，同时远离ab【解析】由安培定则知通电导线ab的磁场在ab上面是垂直纸面向外的，在ab下面是垂直纸面向里的，根据左手定则，通电导线cd上半部分所受安培力向右，下半部分所受安培力向左，故cd将顺时针转动．因cd顺时针转动，其电流方向趋于和ab的电流方向一致，根据同向电流互相吸引，异向电流相互排斥的性质可知cd同时靠近ab.【答案】 A7．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图3-2-12所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看() 【导学号：96322156】图3-2-12A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的性质，可得C项正确．【答案】 C8．将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图3-2-13所示，已知磁感应强度为1 T．试求下列各图中导线所受安培力的大小和方向．图3-2-13【解析】由公式F＝IBL sin θ得：(1)中F1＝0.(2)中F2＝IBL＝0.02 N，方向水平向右．(3)中F3＝IBL＝0.02 N，方向垂直导线方向斜向左上方(与水平成120°角)．【答案】(1)0(2)0.02 N，水平向右(3)0.02 N，与水平方向成120°角斜向左上方[能力提升]9．(多选)如图3-2-14所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨宽为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，下图是它的四个侧视图，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是()图3-2-14【解析】因杆ab静止在导轨上，所受合力为零，若杆ab所受的支持力和磁场对ab的安培力以及杆ab所受的重力的合力为零，或杆ab所受重力与所受安培力的合力为零，则ab杆与导轨之间的摩擦力就为零，对A、B、C、D四个图中杆ab进行受力分析知，选项A、B图中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零．【答案】AB10．如图3-2-15所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出() 【导学号：96322157】图3-2-15A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大【解析】如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则可知，直导线受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此条形磁铁受向上的作用力．故A正确．【答案】 A11．水平放置的光滑金属导轨宽L＝0.2 m，接有电源电动势E＝3 V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B＝1 T．导体棒ab的电阻R＝6 Ω，质量m＝10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间：图3-2-16(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度和方向．【解析】(1)闭合S的瞬间，回路中的电流I＝ER＝36A＝0.5 A，ab棒所受安培力F安＝BIL＝0.1 N，由左手定则知方向水平向右．(2)由牛顿第二定律知a＝F安m＝10 m/s2，方向水平向右．【答案】(1)0.1 N水平向右(2)10 m/s2方向水平向右12．把一根长为L＝20 cm的直导线垂直磁感线方向放入如图3-2-17所示的匀强磁场中．试问：图3-2-17(1)如图(a)所示：当导线中通以自A向B的电流I1＝2 A时，导线受到的安培力大小为1.0×10－6 N，该磁场的磁感应强度B的大小为多少？(2)若把该导线在平面内从中点折成θ＝60°，自A向B通以I2＝3 A的电流，如图(b)所示．试求导线所受安培力F的大小，并在图中画出安培力的方向.【导学号：96322158】【解析】(1)由公式F＝ILB得B＝FI1L＝1.0×10－62×0.2T＝2.5×10－6 T.(2)导线从中点折成θ＝60°时，AB等效长度L′＝12×0.2 m＝0.1 m.此时的安培力F′＝I2L′B＝7.5×10－7 N.安培力的方向如图所示【答案】(1)2.5×10－6 T(2)7.5×10－7 N，方向如解析图所示。

2018版高中物理选修3-1学案：第三章恒定电流 3-1 电

第1讲电流[目标定位] 1.知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释.2.了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速度和电子漂移速度(即电子定向移动速度).3.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，会用公式q ＝It 分析相关问题．一、电流的形成1．形成电流的条件：(1)自由电荷；(2)电压． 2．形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．二、电流的速度1．电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×118m/s.2．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以118_m/s 的平均速率在无规则的运动．3．电子定向移动的速率：数量级大约是10－5m/s ，被形象的称为“电子漂移”．想一想导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率吗？为什么？答案不等于，事实上电子定向移动的速率是很慢的，而且跟导体材料有关，只是导体中自由电子的定向移动是产生电流的原因．电流的速率可以认为等于光速．三、电流的方向1．电流的方向：正电荷的定向移动的方向规定为电流的方向；2．在电源外部的电路中电流的方向：从电源正极流向负极；在电源内部的电路中电流的方向：从电源负极流向正极．想一想金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什么？答案不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相反．四、电流的大小和单位1．定义：在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流． 2．定义式：I ＝q t.3．单位：国际单位：安培，符号A；常用单位：mA、μA换算关系为1A＝118mA＝118μA. 4．直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电．恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流．想一想电流是有大小和方向的物理量，电流是矢量吗？答案不是．电流的计算不满足平行四边形定则.一、电流形成条件及三种速率的理解1．电流的形成条件(1)回路中存在自由电荷①金属导体的自由电荷是电子．②电解液中的自由电荷是正、负离子．(2)导体两端有电压：电场对电荷有力的作用，例如两个导体间存在电势差，当用一导线连接时，导线中的自由电子会在电场力的作用下运动，形成电流．(3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件．导体两端有了持续电压，导体中的自由电子就会在电场力的持续作用下形成持续不断的电流．2．电路中三种速率的比较(1)电子热运动的速率：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，常温下电子热运动的速率数量级为118m/s.(2)电子定向移动的速率：电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s.自由电子在很大的无规则热运动的速率上又叠加上了一个很小的定向移动的速率．(3)电流传导速率：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动而形成了电流．例1在导体中有电流通过时，下列说法正确的是()①电子定向移动速率很小②电子定向移动速率即是电场传导速率③电子定向移动速率是电子热运动速率④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A．①③B．②C．③D．①④答案 D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的速率．故①、④正确．电场的传导速率为光速c＝3×118 m/s，无规则热运动速率的数量级为118m/s.故②、③错误，故选D.借题发挥电荷定向移动的速率很小，当电路闭合后，并不是电荷瞬间从电源运动到用电器，而是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形成电流．二、电流的表达式1．电流虽然有方向但是标量．2．I ＝qt 是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系．3．在应用I ＝qt计算时注意：要分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q 为通过横截面的自由电子的电量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，电量q 为正、负离子电荷量绝对值之和．例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图1所示．如果测得2s 内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M ，则溶液中电流的方向如何？电流多大？图1答案由A 指向B 0.16A解析水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B . 每个离子的电荷量是e ＝1.60×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和． I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t ＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16A.借题发挥电流的定义式I ＝qt 中，q 是时间t 内通过某一截面的电荷量，而不是单位截面积内的电荷量．三、电流强度的微观表达式1．建立模型：如图2所示，导体长为l ，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.图22．理论推导：AD导体中的自由电荷总数：N＝nlS.总电荷量Q＝Nq＝nlSq.所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝lv.根据公式q＝It可得：导体AD中的电流：I＝Qt＝nlSqlv＝nqS v.3．结论：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．例3一段粗细均匀的金属导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电子数为n，金属导体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v0，导体中通过的电流为I，以下说法中正确的有()A．自由电子定向移动的速率为v0B．自由电子定向移动的速率为v＝IneSC．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＝Ine 答案 B解析I＝ne v S，所以v＝IneSv为自由电子定向移动的速率.电流形成条件及三种速率的理解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答案 D解析根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A项错．规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知B 项错．自由电荷持续的定向移动才会形成电流，知C 错、D 对．2．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答案 AD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速率很小的定向移动．故A 、D 正确．电场的传导速率为光速c ＝3×118 m/s ，无规则热运动速率的数量级为118m/s.故B 、C 错．公式I ＝qt的理解与应用3．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( ) A ．1500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个答案 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．电流强度的微观表达4．如图3所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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( )图3A ．q vB.q vC ．q v SD.q v S答案 A解析 t s 内棒通过的长度l ＝v t ，总电荷量Q ＝ql ＝q v t . 由I ＝Q t ＝q v tt ＝q v ，故选项A 正确．。

2018版高中物理第3章交变电流章末整合提升课件鲁科版选修3_2

(3)驱动线圈转动的外力所做的功W.
解析由于线圈在磁场中匀速转动，所以外力做的功全部转化为电
2 nBS πω 2 路的内能，W＝I (R＋r)Δt＝ . 4R＋r
nBS2πω 答案 4R＋r
图2
(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数； 1 300 解析 Em＝NBSω ＝100× ×0.05×2π× V＝50 V π 60
i＝Imsin ωt＝0.64 sin (100πt) A 答案 i＝0.64 sin (100πt) A
针对训练1
如图1所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线
圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω
匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中
(不计转动中的一切摩擦)，求：
Em E＝＝25 2 V. 2 E 5 2 电流表示数 I＝＝ 2 A， R＋r 5 2 45 2 电压表示数 U＝IR＝ ×9 V＝ V. 2 2
45 2 答案 2 V
(2)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量. 解析从图示位置转过90°的过程中，
E ΔΦ E ＝N ，又因为 I ＝，q＝ I Δt， Δt R＋r
(2)灯泡的实际功率；
(3)每秒钟电流方向改变的次数；
解析 (2)灯泡的实际功率与额定功率相同，P＝100 W.
(3)周期T＝0.02 s,1秒钟电流方向改变的次数
t 1 n＝ ×2＝ ×2＝100(次). 0.02 T
答案 (2)100 W (3)100次
(4)通过灯泡电流i的瞬时值表达式.
解析通过灯泡电流的瞬时值表达式为
第3章——
章末整合提升
1 网络构建

2018版物理浙江版选修3-1课件：第二章恒定电流 3 精品

电流I，分别将A和B的数据在图2坐标系中描点，
并作出U－I图线．答案图2
(2)对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压的关系如何？U与I的比值怎样？答案
对导体A(或导体B)，电流与它两端的电压成正比，导体A或导体B的电压与电流的比值是个定值，但两者的比值不相等． (3)对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？答案
√A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R＝0.5 Ω
C.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数，故R＝tan1 α ＝1.0 Ω
D.在R两端加上6.0 V的电压时，导体的电流为12 A
图8
12345
本课结束
图4
(2)若I－U图象为曲线，某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，如图乙所示，R＝ UI20≠UI10. 2.电阻的U－I图线：若U－I图象为直线，图线的斜率表示导体的电阻，
即：k＝R.图线的斜率越大，电阻越大 .如图丙，RC＜RD.
3.线性元件和非线性元件： (1)线性元件：伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液. (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件. 如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件.
二、导体的伏安特性曲线导学探究
研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图象法.分析图3中两电学元件的I－U图象，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？答案
图3 (a)为非线性关系；(b)为线性关系，电流与电压成正比.
知识梳理 1.伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I ，用横坐标表示电压U ，这样画出的导体的I－U图象叫做导体的伏安特性曲线. (1)若I－U图象为直线，图线的斜率表示导体电阻的倒数 .即k＝UI ＝R1，图线的斜率越大，电阻越小，如图4甲，RA＞RB.

2018版物理选修3-1课件：第二章恒定电流 4 精品

三、电压表和电流表导学探究 (1)小量程电流表有哪三个参数？三个参数之间有什么关系？答案三个参数：内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug.Ug＝IgRg. (2)对于小量程电流表，其额定电压比较小，如何将该电流表改装成大量程的电压表？答案需将表头串联一个分压电阻，改装成大量程的电压表.
(3)对于小量程电流表，其额定电流比较小，如何将该电流表改装成大量程的电流表？答案
第二章恒定电流
4 串联电路和并联电路
学习目标 1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点. 2.掌握串、并联电路的有关计算. 3.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算.
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
1
知识探究
一、对串联电路的理解导学探究如图1，三个电阻组成串联电路.
(2)要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？
答案 0.05 Ω 0.05 Ω 解析改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分
流IR＝I－Ig＝0.597 A 所以分流电阻 R＝UIRg≈0.05 Ω 改装后电流表的内阻 RA＝RRg＋gRR≈0.05 Ω.
图6
1234
4.如图7所示为一量程为100 μA的电流表的刻度盘，电流表的内阻为 100 Ω，现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表，用它来测量电压，表盘指针位置如图所示.该电压的大小是_0_._8_5__ V. 答案解析
图7 电压表量程U＝Ig(Rg＋R)＝100×10－6×(100＋9 900) V＝1 V，由图示刻度盘可知，其示数为0.85 V.
针对训练2 已知电流表的内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，要把它改装成量程是6 V的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A的

2018版高中物理鲁科版选修3-1教师用书：第3章第3节焦耳定律含解析

第3节焦耳定律学习目标知识脉络1．理解电功、电功率的概念、计算公式．（重点）2．掌握焦耳定律并会用公式Q＝I2Rt计算电热．(重点）3．能识别纯电阻电路与非纯电阻电路,掌握电功率和热功率的区别和联系．(重点，难点）电能错误!电功和电功率电功电功率概念电场力对定向移动的自由电荷所做的功单位时间内电流所做的功公式W＝qU＝UIt P＝错误!＝UI单位焦耳，符号J瓦特，简称瓦，符号W 物理意义描述电能转化为其他形式的能的多少描述电流做功的快慢错误!1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√)2．电流通过用电器时，电流做的功越多,说明用电器的电功率越大．(×）3．电功率越大，电流做功一定越快．(√)[后思考］家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？【提示】度是电功的单位.1度＝1 kW·h＝3。

6×106 J.错误!把一根大头针插在一小块硬纸片上,用浆糊把纸贴在台灯的灯泡上，使大头针的针尖朝上．然后用3张纸条做一小风车，把风车放在针尖上．打开台灯，过一会发现，风车转动起来：图3.3-1探讨1：这一过程,电流做功吗？【提示】做功．探讨2：风车为什么转动？【提示】电流通过灯丝做功，把电能转化为内能．周边空气温度升高，形成对流,风车转动起来．错误!1．对电功的理解(1）从力的角度看,电流做功的实质是电场力对自由电荷做功．(2）从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少．(3）电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用．2．对电功率的理解（1)电功率P＝错误!＝UI对任何电路都适用．（2)额定功率和实际功率①额定功率:用电器正常工作所消耗的功率；②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率．1．一个电阻接入某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C 的电荷量时,有330 J的电能转化为内能，则下列说法错误的是()A．电阻两端所加电压为330 VB．通过电阻的电流为1 AC．电阻通电时间为3 sD．这个电阻的阻值为110 Ω【解析】由W＝qU知,电阻两端所加电压U＝错误!＝110 V，A错；由P＝IU得I＝错误!＝1 A，B对；由W＝Pt得通电时间t＝错误!＝3 s或t＝错误!＝错误!s＝3 s，C对；由R＝错误!，得R＝110 Ω,D对．【答案】 A2．一台国产XQB30。

2018版第3章第1节电流.

第1节电流学习目标知识脉络1.知道持续电流产生的条件，并能进行微观解释．(重点)2．了解电流速度(传导速度)、自由电子热运动的平均速率和电子漂移速度(即电子定向移动速度)．(难点)3．知道电流的大小、方向和单位，理解电流的定义式I＝q/t，并能用它进行有关的计算．(重点)电流的形成电流的速度[先填空]1．形成电流的条件(1)回路中存在自由电荷；(2)导体两端有电压．2．导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续电压．3．电流的速度(1)电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108m/s.(2)导体中有电流时同时存在着的三种速率：三种速率电场的传播速率电子无规则热运动的速率自由电子定向移动的速率数值光速3.0×108m/s数量级约105m/s 数量级约10－5m/s[再判断]1．只要有可以自由移动的电荷，就有电流．(×)2．任何物体，只要两端有电压，就有电流．(×)3．在金属导体内，当自由电子定向移动时，它们的热运动不会消失．(√) [后思考]电荷的定向移动形成电流，而电荷定向移动的速度数量级大约是10－5m/s，为何电流的速度却是3.0×108m/s?【提示】电路闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动而形成电流，故电流的传导速率等于光速．1．(多选)以下说法正确的有()A．只要有可以移动的电荷，就存在着持续电流B．只要导体两端没有电压，就不能形成电流C．只要导体中无电流，其内部自由电荷就停止运动D．金属导体内持续电流是自由电子在导体两端的持续电压下形成的2．对于金属导体，在导体中产生恒定的电流必须满足的条件是()A．有可以自由移动的电荷B．把导体放在匀强电场中C．让导体某一端连接电源正极即能产生电流D．导体两端加有恒定的电压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自由电子定向移动的速率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电流的速度由于电荷定向移动的速率很小，所以当电路闭合后，电荷并不是瞬间从电源运动到用电器，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时做定向移动形成电流．电流的方向电流的大小和单位[先填空]1．电流的方向(1)规定：正电荷定向移动的方向．(2)金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反．(3)外电路中，电流总是从电源正极流向电源负极．2．电流的大小和单位(1)定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流．(2)定义式：I＝q.t(3)单位：A,1A＝1C/s，常用单位还有mA和μΑ；换算关系：1A＝103mA＝106μA.(4)直流电：方向不随时间改变的电流．恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流．[再判断]1．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．()2．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多．()3．电流有方向，所以电流是矢量．()[后思考]金属导体中电流是怎样形成的？电流方向怎样？【提示】金属导体中电流是自由电子定向移动形成的，电流方向与自由电子定向移动方向相反．[合作探讨]如图311所示，在盐水中加入两个电极，与电源连接后可以形成电流．探讨1：盐水中形成电流时，电荷的定向移动如何？【提示】在电场中，盐水中Na ＋向左移动，Cl －向右移动．探讨2：盐水中电流的方向如何？【提示】电流方向向左．[核心点击]1．对电流I ＝qt的理解(1)I ＝qt 是单位时间内通过导体横截面的电荷量，横截面是整个导体的横截面，不是单位截面积．(2)当电解质溶液导电时，q 为通过某一横截面的正、负电荷量绝对值的和．(3)I 与q 、t 均无关．2．电流的微观表达式(1)建立模型如图312所示，AD 表示粗细均匀的一段导体，长为l ，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 ＝nlS .总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq .所有这些电荷都通过横截面S 所需要的时间t ＝l v.根据公式I＝qt可得导体AD中的电流为I＝Qt＝nlSqlv＝nqS v.即电流的微观表达式为I＝nqS v.(3)结论从微观上看，电流取决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．4．电解池内有一价的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，方向是从A→B，负离子数是n2，方向是从B→A，设基元电荷为e，以下解释中正确的是()A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是从B→AB．溶液内正负离子向相反方向定向移动，电流抵消C．溶液内电流方向从A→B，电流I＝(n1＋n2)e2tD．溶液内电流方向从A→B，电流I＝(n1＋n2)et5．某电解池内若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2×1019个一价负离子同时向相反方向通过某截面，那么通过这个截面的电流是() A．0A B．0.8AC．1.6A D．3.2A【答案】D6．(多选)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．nS vΔt B．n vΔtC.IΔt eD.IΔtSe通过截面的电荷量的计算(1)同种电荷同向通过某一截面时，电荷量q＝q1＋q2；(2)异种电荷反向通过某一截面时，若q1为正电荷，q2为负电荷，电荷量q ＝q1＋|q2|.【答案】BD【答案】D【答案】D【答案】D【答案】D【答案】AC。

2018版 第3章 第1节 电流

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