人教版高二物理选修3-1第二章第1、2节 电源和电流 电动势习题课（共14张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-1第二章第1、2节 电源和电流 电动势习题课（共14张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 466.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-13 07:16:00 | ||
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文档简介
(共14张PPT)
2.1电源和电流习题课
1.电流大小的计算
电流大小的计算方法
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总电荷量q.
3.由定义式I=q/t求出电流.
注意:正、负电荷同时反向定向移动形成电流,公式I=q/t中，q是两种电荷电荷量绝对值之和.
例1
如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内各有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，则溶液中的电流方向如何？电流多大？
解析 NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－，它们在电场力作用下向相反方向移动．溶液中电流方向与Na＋定向移动方向相同，即由A指向B.
Na＋和Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝1.6×10－19C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A运动，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，所以每秒通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有
注意：电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝q/t求电流时，q为通过电解液中某一横截面的正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.
变式训练：自来水中含有一定量正负离子，并非纯净不含任何杂质。打开水龙头在经时间t有电量分别均为q的正和负离子通过了管口处，则自来水流动时间形成的电流为（
）
A
2q/t
B
q/t
C
0
D以上都不对
例2:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。
S
vt
变式训练：
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
/eS
AC
N=q/e=
IΔt
/e，
又因为电流强度的微观表达式为I=nev·S，
N=q/e=
IΔt
/e
=nevSΔt/e=nvSΔt
则选项A正确。
解：因为I=q/Δt，所以q=I·Δt
则选项C正确。
所以自由电子数目为
自由电子数目为：
7.
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（
）
B
B.
C.
D.
解：在刚射出加速电场时
通过长为Δl
段的时间
Δt＝Δl
/
v
长为Δl
段的电量
Q=IΔt
电子个数是
选项B正确。
方法1：利用公式I=nqSv求解；2.根据I=q/t结合微元法求解。
当堂训练
（多选）半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直于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应有( )
A．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
B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则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，电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
AB
2.电源与电动势的理解
1．E＝W/q是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的；电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同．
2．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
3．电动势是标量，但为研究问题的方便，常认为其有方向，规定其方向为电源内部电流的方向，即在电源内部由电源负极指向正极．
4.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h.
例3
(多选)一组铅蓄电池的电动势为4.8V，内阻不为零，以下说法中正确的是( )
A．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把4.8J的化学能转变为电能
B．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大
C．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8J
D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的本领强
ACD
例4
将电动势为3V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．
解析 (1)W＝Eq＝3×6J＝18J，电源中共有18J的其他形式的能转化为电能．
(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，外电路中共有14.4J的电能转化为其他形式的能．
(3)W2＝W－W1＝3.6J，内电路中有3.6J电能转化为其他形式的能．
电动势E＝W/q和电压U＝W/q的区别
电动势E＝W/q是电动势的计算式，其中W为非静电力做的功；电压U＝W/q为电压的计算式，其中W为静电力做的功．两者的单位虽然相同，但表示的意义不同；电动势反映非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质；电压就是电势差，即电路(电场)中两点电势的差值，反映电场能的性质．
变式训练
(多选)(2019·大田一中高二上期中)第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充3000mA·h电池50%电荷量的快充技术成果，引起业界广泛关注，如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则( )
A．4.35V表示该电池的电动势
B．该电池充满后以100mA的
电流工作时，可连续工作30小时
C．3000mA·h表示该电池能提供的电荷量
D．3000mA·h表示该电池能提供的电能
BC
2.1电源和电流习题课
1.电流大小的计算
电流大小的计算方法
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总电荷量q.
3.由定义式I=q/t求出电流.
注意:正、负电荷同时反向定向移动形成电流,公式I=q/t中，q是两种电荷电荷量绝对值之和.
例1
如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内各有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，则溶液中的电流方向如何？电流多大？
解析 NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－，它们在电场力作用下向相反方向移动．溶液中电流方向与Na＋定向移动方向相同，即由A指向B.
Na＋和Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝1.6×10－19C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A运动，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，所以每秒通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有
注意：电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝q/t求电流时，q为通过电解液中某一横截面的正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.
变式训练：自来水中含有一定量正负离子，并非纯净不含任何杂质。打开水龙头在经时间t有电量分别均为q的正和负离子通过了管口处，则自来水流动时间形成的电流为（
）
A
2q/t
B
q/t
C
0
D以上都不对
例2:有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。
S
vt
变式训练：
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
/eS
AC
N=q/e=
IΔt
/e，
又因为电流强度的微观表达式为I=nev·S，
N=q/e=
IΔt
/e
=nevSΔt/e=nvSΔt
则选项A正确。
解：因为I=q/Δt，所以q=I·Δt
则选项C正确。
所以自由电子数目为
自由电子数目为：
7.
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（
）
B
B.
C.
D.
解：在刚射出加速电场时
通过长为Δl
段的时间
Δt＝Δl
/
v
长为Δl
段的电量
Q=IΔt
电子个数是
选项B正确。
方法1：利用公式I=nqSv求解；2.根据I=q/t结合微元法求解。
当堂训练
（多选）半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直于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应有( )
A．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
B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则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，电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
AB
2.电源与电动势的理解
1．E＝W/q是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的；电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同．
2．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
3．电动势是标量，但为研究问题的方便，常认为其有方向，规定其方向为电源内部电流的方向，即在电源内部由电源负极指向正极．
4.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h.
例3
(多选)一组铅蓄电池的电动势为4.8V，内阻不为零，以下说法中正确的是( )
A．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把4.8J的化学能转变为电能
B．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大
C．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8J
D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的本领强
ACD
例4
将电动势为3V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．
解析 (1)W＝Eq＝3×6J＝18J，电源中共有18J的其他形式的能转化为电能．
(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，外电路中共有14.4J的电能转化为其他形式的能．
(3)W2＝W－W1＝3.6J，内电路中有3.6J电能转化为其他形式的能．
电动势E＝W/q和电压U＝W/q的区别
电动势E＝W/q是电动势的计算式，其中W为非静电力做的功；电压U＝W/q为电压的计算式，其中W为静电力做的功．两者的单位虽然相同，但表示的意义不同；电动势反映非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质；电压就是电势差，即电路(电场)中两点电势的差值，反映电场能的性质．
变式训练
(多选)(2019·大田一中高二上期中)第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充3000mA·h电池50%电荷量的快充技术成果，引起业界广泛关注，如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则( )
A．4.35V表示该电池的电动势
B．该电池充满后以100mA的
电流工作时，可连续工作30小时
C．3000mA·h表示该电池能提供的电荷量
D．3000mA·h表示该电池能提供的电能
BC