2019年高中物理选修3-1假期作业（十）　电源和电流

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假期作业（十）　电源和电流
[温故知新]
一、电源
1．定义：把电子从________电势点搬运到_________电势点的装置．
2．作用：电源可使电路中保持________的电流，作用是使电路中的电荷持续的______移动．
二、恒定电场
1．定义：___________的电荷产生恒定电场．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．
2．特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，与静电场相同，在静电场中所涉及的电势、电势差和电场强度的关系等，在恒定电场中同样__________
三、恒定电流
1．形成电流的条件
(1)导体中有能够__________的电荷．
(2)导体两端存在__________．
2．电流的方向
(1)与正电荷定向移动的方向_________，与负电荷定向移动的方向_________
(2)电流虽然有方向，但它是________．
3．电流
(1)形成原因：电荷__________形成电流．
(2)定义：通过导体横截面的________与通过这些电荷量所用_________的比值．
(3)定义式：_________
(4)微观表达式：_______
(5)单位：_______，符号A,1 A＝1 C/s.
4．恒定电流：________和_________都不随时间变化的电流．
[典型例题]
【例题】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电子数目是多少个？
【解析】　q＝It＝1×10－3×1 C＝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，I′＝273 mA.
q′＝I′t′＝273×10－3×20 C＝5.46 C.
设电子的数目为N，则
N＝＝≈3.4×1019(个)．
【答案】　6.25×1015　3.4×1019

(1)认真审题，明确导电的是什么粒子．
(2)由题设条件求出时间t内通过某一横截面的电荷量q.注意若有正、负电荷同时通过某一横截面时，那么在一段时间内通过这一横截面的电荷量等于正、负电荷电荷量的绝对值之和．
(3)由定义式I＝求出电流大小．
[提升训练]
一、选择题
1．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
2．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．电流强度为 ，电流方向为顺时针
B．电流强度为 ，电流方向为顺时针
C．电流强度为 ，电流方向为逆时针
D．电流强度为 ，电流方向为逆时针
3．导体中的电流是5 μA，那么在3.2 s内通过导体横截面的定向移动电荷有________C，相当于________个电子通过该截面．(　　)
A．1.6×10－5 C　1014个　　 　B．1.6×10－2 C　1017个
C．1.6×10－5 C　1015个 D．1.6×10－2 C　1014个
4．导体(conductor)是指电阻率很小且易于传导电流的物质．导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为自由电荷．在外电场作用下，自由电荷作定向运动，形成明显的电流．下列粒子中是自由电荷的为(　　)
A．屠龙宝刀中的铁原子
B．皮蛋瘦肉粥中的米粒
C．老母鸡汤里的钠离子
D．国王王冠上金原子
5．飞机在空中飞行时，其表面因不断与空气摩擦而带电．某次飞行中，飞机0.5 s内带电量增加约17 μC，此过程中形成的电流约为(　　)
A．34 mA B．34 μA
C．8.5 mA D．8.5 μA
6．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是(　　)
A．通过甲、乙两导体的电流相等
B．通过乙导体的电流是通过甲导体电流的两倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的两倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
7．关于“电荷在电路中定向移动形成电流”有如下说法，其中正确的是(　　)
A．电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度
B．电流的速度就是电荷在电路中传播的速度，等于光速
C．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
D．在普通电路中，自由电荷定向移动的速度和普通子弹的速度数量级相当
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. B.
C. D.
二、非选择题
9．导线中的电流是10－8 A，导线的横截面积为1 mm2.
(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)
(2)自由电子定向移动的平均速率是多大？(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)
(3)自由电子沿导线移动1 cm，平均需要多少时间？







假期作业（十）　电源和电流参考答案
[温故知新]
一、电源
1．低、高．
2．持续、定向．
二、恒定电场
1．稳定分布．
2．适用．
三、恒定电流
1．形成电流的条件
(1)自由移动．
(2)电压．
2．电流的方向
(1)相同，相反．
(2)标量．
3．电流
(1)定向移动．
(2)电荷量q、时间t的．
(3)I＝.
(4)I＝nqSv.
(5)安培.
4．大小、方向．
[提升训练]
1.解析：电流的方向是正电荷移动的方向，负电荷移动的反方向，A选项错误；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，在内电路上，电流方向从电源负极流向正极，B选项正确；正、负电荷定向移动都可以形成电流，C选项错误；电流是有方向的量，但电流是标量，D选项错误．
答案：B
2.解析：电子绕核运动的周期T＝，根据电流的定义式可知，环形电流I＝＝，负电荷定向移动的方向是电流的反方向，故电流方向为逆时针，C选项正确．
答案：C
3.解析：根据电流的定义式I＝可知，3.2 s内通过导体横截面的电荷量q＝It＝1.6×10－5 C，通过该截面的电子的个数n＝＝1.0×1014个，A选项正确．
答案：A
4.解析：金属导体中的自由电荷是自由电子，故铁原子和金原子均不是自由电荷，A、D选项错误；溶液中的自由电荷是正、负离子，故钠离子是自由电荷，B选项错误，C选项正确．
答案：C
5.解析：飞机0.5 s内带电量增加约17 μC，根据电流的定义式，此过程中形成的电流I＝ ＝34 μA，B选项正确．
答案：B
6.解析：根据电流的定义式可知，I＝，单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，则通过乙导体的电流是甲导体的两倍，A选项错误，B选项正确；根据电流的微观表达式可知，I＝nqSv，甲的横截面积是乙的两倍，则乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的四倍，C、D选项错误．
答案：B
7.解析：电流的速度就是电荷在电路中的传播速度，等于光速，A选项错误，B选项正确；电流的方向是正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向，C选项错误；自由电荷定向移动的速度远小于子弹的速度，D选项错误．
答案：B
8.解析：根据动能定理得，eU＝mv2，解得速度v＝，根据电流的定义式可知，电子射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电量q＝IΔt＝I，电子数n＝，联立解得n＝ ，D选项正确．
答案：D
9.解析：(1)N＝＝＝个＝6.25×1010 个．
(2)由公式I＝neSv得
v＝＝ m/s≈
7．4×10－13 m/s.
(3)由v＝得
t＝＝ s≈1.35×1010 s.
答案：(1)6.25×1010 个　(2)7.4×10－13 m/s
(3)1.35×1010 s



































































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