2018_2019学年高中物理第二章恒定电流1电源和电流2电动势练习新人教版
高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学
第1节 电源和电流1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质．一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，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．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝q t或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103mA ；1 A ＝106μA．判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( )(2)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，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( )(3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( )(4)导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，电场线与导线表面垂直．( )(5)公式I ＝qt中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√想一想 电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定电流吗？提示：不一定．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流．做一做 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为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( )A ．vqB ．q vC ．vqSD ．qv S提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t得I ＝vq ，A 正确．对电流的理解1．电流的形成(1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压．(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合．2．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反．3．电流的大小(1)定义式：I ＝qt．用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等．(2)两点说明①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 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q ＝It 是I ＝q t的变形，是求电荷量的重要公式．4．电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量，而是标量．命题视角1 对电流定义的理解(多选)关于电流的概念，下列说法中正确的是( ) A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零[解析] 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确．[答案] CD命题视角2 定义式I ＝q t的应用(2018·重庆校级期中)如图所示，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 ，以下解释中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝（n 1－n 2）e tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流强度I ＝（n 1＋n 2）e t[解析] 正电荷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，A 、B 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，与正、负电荷的数量无关，C 错误，D 正确． [答案] D不同导体中电流的计算方法(1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．(2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I ＝q t求气体导电电流时，q 应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I ＝q t求解等效电流．【题组突破】1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D ．导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确． 电流的微观解释1．建立“柱体微元”模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体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＝nlSql /v＝nqSv ． 3．影响因素：从微观上看，电流取决于导体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和导体的横截面积．4．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、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．5．两个公式的比较I ＝q tI ＝nqSv公式性质 定义式 决定式 电流的意义 时间t 内的平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度大量电荷定向移动的宏观表现形成电流的微观实质联系 由I ＝q t可导出I ＝nqSv 【题组过关】1．(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为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 ΔtB ．nv ΔtC ．I ΔteD ．I ΔtSe解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte，C 正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I ＝nevS ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝nevS Δte＝nvS Δt ，A 正确，B 错误．2．(2018·广东佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中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 ．I ΔleS m 2eU B ．I Δle m 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δlem 2eU解析：选B ．设电子刚射出电场时速度为v ，长为Δl 的电子束内的电子数为n ，则eU ＝12mv 2 ①I ＝ne Δt ②Δt ＝Δl v③由①②③式解得n ＝I Δle m2eU，故B 正确．[随堂检测]1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )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解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B 正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错误．电源是对电路提供能量的装置，故D 错误．2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD ．由电流定义知I ＝q t ＝net，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．3．(高考上海卷)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1．2×10－5A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(e ＝1．6×10－19C)( )A ．3．0×1012B ．1．5×1013C ．7．5×1013D ．3．75×1014答案：B4．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1．6×10－19C)(2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8．5×1028个自由电子) 解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11．6×10－19(个)＝6．25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqSv 得自由电子的平均移动速率v ＝I nqS＝18．5×1028×1．6×10－19×1×10－6 m/s ≈7．35×10－5m/s ． 答案：(1)6．25×1018个 (2)7．35×10－5m/s[课时作业] [学生用书P129(单独成册)]一、单项选择题1．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解析：选D ．依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，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 、C 错误；选项D 正确．2．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解析：选B ．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 错误；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与电流的大小无直接关系，D 错误．3．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I ．则下列说法中正确的是( )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解析：选D ．v 0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A 错误．对于电流微观表达式I ＝nqSv ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ，电荷量Q ＝nvte ，所以电流I ＝Q t ＝nev ，所以v ＝I ne，故B 、C 错误，D 正确．4．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9．375×1019个 C ．9．375×1021个 D ．9．375×1020个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9．375×1021个． 5．如图所示的电解池，在1 s 的时间内，共有3 C 的正离子和3 C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是( )A ．0 AB ．1．5 AC ．3 AD ．6 A解析：选D ．电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I ＝q t 得，电路中的电流I ＝3＋31A ＝6 A ，故D 正确．6．(2018·重庆市万州二中高二期中)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108m s ，电子电荷量e ＝1．6×10－19C)( )A ．5×1010B ．5×1011C ．1×102D ．1×104解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81．6×10－19个＝5×1011个．7．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动速率为( )A ．光速cB ．I neS C ．IρneSmD ．mIneSρ解析：选D ．假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m ，I ＝q t ＝vSρne m ，于是得：v ＝ImneSρ． 二、多项选择题8．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解析：选AD ．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．9．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( )A ．粗的地方电流大，细的地方电流小B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝nqSv 可得v ＝I nqS ，故D 对． 10．(2018·福建宁德一中高二检测)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满足( )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Q 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，电流将变小解析：选AB ．截取圆环的任一截面S ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有：I ＝q t ＝Q T ，又 T ＝2πω，所以I ＝Qω2π．分析各选项可知本题选A 、B ． 三、非选择题11．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s 内分别有1．0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，溶液中的电流方向如何？电流为多大？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运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动的方向相同，即由A 流向B ．Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1．6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝ 1．0×1018×1．6×10－19＋1．0×1018×1．6×10－192 A ＝0．16 A ．答案：由A 流向B 0．16 A12．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？解析：通过的电荷量为：q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C ≈0．35 C通过的电子个数为：N ＝q e ＝0．351．6×10－19个≈2．19×1018个． 答案：0．35 C 2．19×1018个。
高中物理新人教版选修3-1同步练习：第2章 第1节 电源和电流 Word版含答案
第1节电源和电流1．形成电流的条件．(1)导体中有能够自由移动的电荷．(2)导体两端存在电压．2．电流的方向．与正电荷定向移动的方向相同 ,与负电荷定向移动的方向相反．电流虽然有方向 ,但它是标量．3．电流．(1)定义式：I＝qt .(2)微观表达式：I＝nqSv．(3)单位：安培(安) ,符号A, 1 A＝1_C/s．►根底稳固1．关于电源和电流 ,以下说法中正确的选项是(C)A．电流是由大量电荷的无规那么运动形成的B．电路中只要有电源 ,就一定会有电流C．在电源外部 ,电流从电源的正极流向负极D．电流的方向总是从电源的正极流向负极解析：A.电荷的定向移动方向形成电流 ,电荷的无规那么运动不会形成电流；故A错误；B.电路中有电源 ,如果电路没有闭合 ,那么电路中没有电流 ,故B 错误；C.在电源外部 ,电流由电源正极流向电源负极 ,故C正确；D.在电源的内部 ,电流由电源的负极流向正极；故D错误．应选C.2．以下说法不正确的选项是(A)A．自由电荷运动时必定形成电流B．形成电流必须要有自由电荷C．形成电流必须要有电压D．电源的作用是维持导体两端的电压解析：A.自由电荷的定向移动形成电流 ,故A错误．BC.形成电流的条件：有自由电荷 ,两端要有电压 ,二者缺一不可 ,故BC正确． D.电源是提供能源的装置 ,电动势是表征电源的物理量 ,电源是给用电器提供电压的 ,故D正确．此题是选不正确的 ,应选A.3．关于电流的方向 ,以下说法中正确的选项是(C)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 ,电流的方向为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：电流的方向与正电荷定向移动的方向相同 ,与负电荷定向移动的方向相反 ,应选项C正确．4．关于电流的说法中正确的选项是(D)A．根据I＝qt,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 ,那么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〞是国际单位制中的根本单位解析：依据电流的定义式可知 ,电流与q、t皆无关 ,显然选项A是错误的；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 ,方向变化 ,电流也不是恒定电流 ,所以 ,选项B也是错误的．电流是标量 ,应选项C也不对．5．电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为×10－6 m2的导线 ,那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19 C)(D)A．0.016 μA B．1.6 mAC．16 μA D．0.16 μA解析：由电流的定义式I＝qt可知 ,电流大小与横截面积无关 ,代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA.6．一台半导体收音机 ,电池供电的电流是8 mA ,也就是说(B) A．1 h电池供应8 C的电荷量B．1 000 s电池供应8 C的电荷量C．1 s电池供应8 C的电荷量D．1 min电池供应8 C的电荷量解析：由公式I＝qt,供应8 C电荷量时的通电时间t＝qI＝88×10－3s＝1 000s．应选B.►能力提升7．关于稳恒电场 ,以下说法不正确的选项是(A) A．稳恒电场的电场强度随时间而变化B．稳恒电场的电场强度不随时间而变化C ．稳恒电场是导体中形成电流的条件D ．电源可以使导体中形成稳恒电场解析：稳恒电场是指电场强度的大小方向随时间均不变化的电场；A 错 ,B 对；稳恒电场保持恒定的电压 ,是电路中形成电流的必要条件 ,C 对；电源的作用是提供电能 ,使正负极产生稳定的电压 ,形成稳定的电场．D 对．故答案选A.8．如果在导体中产生了电流 ,那么以下说法中正确的选项是(C)A ．导体两端的电压为0 ,导体内部的场强不为0B ．导体两端的电压为0 ,导体内部的场强为0C ．导体两端的电压不为0 ,导体内部的场强不为0D ．导体两端的电压不为0 ,导体内部的场强为0解析：在导体内产生了电流 ,说明自由电荷在静电力的作用下发生定向移动 ,因此导体内部的场强不为零 ,导体两端的电压也不为零 ,选项C 正确．9．铜的相对原子质量为m ,密度为ρ ,每摩尔铜原子有n 个自由电子 ,今有一根横截面积为S 的铜导线 ,当通过的电流为I 时 ,电子平均定向移动的速率为(D)A ．光速c B.I neS C.ρI neSm D.mI neS ρ解析：假设电子定向移动的速率为v ,那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S 中的自由电子数 ,而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ ,摩尔数为vtS ρm, 所以电荷量q ＝vtS ρne m. 因电流I ＝q t ＝vS ρne m ,解得：v ＝Im neS ρ. 10．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0 ,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．电子的电荷量为e 、质量为m ,那么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) A.I ΔleSm 2eU B.I Δl e m 2eU C.IeS m 2eU D.IS Δl e m 2eU解析：根据动能定理得eU ＝12mv 2得到 ,v ＝2eU m ①在刚射出加速电场时 ,一小段长为Δl 的电子束内电子电量为q ＝I Δt ＝I Δl v②电子数n ＝q e③ 联立①②③得到：n ＝I Δl e m 2eU .。
学人教版高中物理选修3-1学案2-1电源和电流2
第二章恒定电流1 电源和电流学习目标1.了解电源的形成过程.2.掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.自主探究1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置.2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的,导线内的电场保持和平行.3.由分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流.5.电流的程度用电流这个物理量表示;规定定向移动的方向为电流的方向;电流的单位是,符号是;公式为.合作探究【提出问题】问题1:电流形成的条件是什么?问题2:导体中产生电流的条件是什么?问题3:如何使电路中有持续电流?【要点提炼】一、电源1.要使电路中保持持续的电流,电路两端之间要有一定的.2.电源的作用:维持电路两端始终有一定的,使电路中保持.二、恒定电场问题:在有电源的电路中,导线内部的电场强度有什么特点呢?【要点提炼】1.由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为.2.在恒定电场中,任何位置的电场强度都不随时间变化,所以它的基本性质与相同.在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中.【合作探究】问题:在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用,而发生定向运动,从而形成电流,恒定电场中的电流有什么特点呢?三、恒定电流问题:1.什么样的电流被称为恒定电流?2.我们用什么物理量来描述电流的强弱程度?【巩固练习1】1.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就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,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2.电流方向与正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向.3.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为.结论:电流等于通过导体横截面的与通过这些所用的比值.4.某电解槽横截面积为0.5 m2,若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C,则电解液中的电流为.在电解液中,电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值的.【例题】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A.已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1,电子的电荷量e=-1.6×10-19 C.求铜导线中自由电子定向移动的速率.【合作探究】问题:你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符?怎样解释?【巩固练习2】1.下列叙述中正确的有()A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的单位是安C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,如果两端电势差不为零,则电流一定不为零2.关于电流,下列说法正确的是()A.根据I=qt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,是标量D.电流的单位“安培”不是国际单位制单位3.某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流是多大?课堂检测一、选择题1.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D.电源的作用就是使自由电荷运动起来2.金属导体中有电流时,自由电子定向移动的速率为v1,电子热运动速率为v2,电流的传导速率为v3,则()A.v1最大B.v2最大C.v3最大D.无法确定3.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为().8×10-6×10-13.6×10-6×10-6 A4.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、乙两导体的电流相同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5.某正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道,当环中的电流为10 mA时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目为().0×1011.0×1019.0×1013.0×1036.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速率为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()A.vqB.C.qvSD.7.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下解释中正确的是()A.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从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→B,电流I=D.溶液内电流方向A→B,电流I=8.来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流.已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为()A. B. C. D.9.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,现有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.C.D.二、计算题10.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为多少?11.导线中的电流是1 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)自由电子的平均移动速率是多大(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 m,平均要多少时间?12.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?。
(最新)2019学年高中物理： 第二章 恒定电流 1 电源和电流 2 电动势练习 选修3-1(含答案)(精品).doc
1电源和电流2电动势知识点一电流的理解和计算1.下列说法中正确的是()A.导体中电荷运动就形成了电流B.在国际单位制中,电流的单位是AC.电流有方向,它是一个矢量D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在2.[2017·重庆南开期中]关于电流,下面说法中正确的是()A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位3.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为()A.1∶5B.2∶5C.5∶2D.5∶14.[2017·广东实验中学中段考试]如图L2-1-1所示的电解槽中,如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB,那么()图L2-1-1A.正电荷向左移动,负电荷向右移动B.由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流C.4s内通过横截面AB的电荷量为4CD.电解槽中的电流为2A知识点二电源和电动势5.单位电荷沿闭合电路绕行一周,其所需能量取决于()A.电流B.外电路的电阻C.内、外电路的电阻D.电源的电动势6.下列对于电动势的定义式E=的理解正确的是()A.E与W成正比B.E与q成反比C.E的大小与W、q无关D.W表示静电力做的功7.(多选)蓄电池的电动势为2V,干电池的电动势为1.5V,这表明()A.在相同的时间内蓄电池比干电池转化的化学能更多B.在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多C.在相同的电流通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多D.蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大8.(多选)如图L2-1-2所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣.MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是()A.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为500CB.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C图L2-1-2C.充电过程把其他形式的能转化为电能D.充电过程把电能转化为其他形式的能9.如图L2-1-3所示为某型号国产电池外壳上的说明文字:图L2-1-3(1)电源是把其他形式的能转化为的装置,电动势是描述电源这种本领的物理量.由图可知该电池的电动势为V.(2)该电池最多可放出mA·h的电荷量.若电池的平均工作电流为0.05A,则它最多可使用h.10.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图L2-1-4所示为某型号扫地机器人,已知其工作额定电压为12V,额定功率为30W,充电额定电压为15V,额定电流为0.75A,充电时间约为4h,电池容量为2000mA·h,则下列说法错误的是 ()图L2-1-4A.机器人正常工作的电压为12VB.机器人正常工作时电流为2.5AC.电池容量是指电池储存电能的大小D.机器人充满电后工作时间最多约为0.8h11.(多选)如图L2-1-5所示,电解池内的电解液中只有一价离子,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是()图L2-1-5A.正离子定向移动形成的电流方向是A→B,负离子定向移动形成的电流方向是B→AB.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同C.溶液中电流方向从A到B,电流I=D.溶液内电流方向从A到B,电流I=12.导线中的电流是1A,导线的横截面积为1mm2.(1)在1s内,有多少个电子通过导线的横截面?(电子电荷量e=1.6×10-19C)(2)自由电子的平均移动速率是多大?(设每立方米导线内有8.5×1028个自由电子)(3)自由电子沿导线移动1m,平均要多长时间?13.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图L2-1-6所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V,电流可等效为2×105A,历时1×10-3s.(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?(2)这次闪电释放的电能是多少?图L2-1-614.图L2-1-7是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,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,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,被吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除尘m kg,试计算高压电源的电流I.(设电子电荷量为e,阿伏伽德罗常数为N A,一昼夜时间为t)图L2-1-71.B [解析]自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A 错误;形成电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D 错误;电流有方向,但它是标量,故选项C 错误.2.C [解析]电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A 错误;根据电流的微观表达式I=nqSv 可得,电子数目多,电流不一定大,选项B 错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C 正确;电流的单位是基本单位,选项D 错误.3.B [解析]由I=可得=·=·=×=,B正确.4.D [解析]正电荷运动方向与电流方向相同,即向右移动,而负电荷向左移动,选项A、B错误;4s内通过横截面AB 的电荷量q=8C,电解槽中的电流I==2A,选项C错误,选项D 正确.5.D [解析]单位电荷沿闭合电路移动一周需要的能量是由电源提供的,由W=qE可知,选项D正确.6.C [解析]电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领,其大小由电源自身的性质决定,与非静电力做功W、电荷量q均无关,选项C正确.7.BD [解析]由E=知,在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多,选项B正确;蓄电池的电动势大,把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大,选项D正确.8.BD [解析]由电流的定义式得q=It=0.5C,A错误,B 正确.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,C错误,D正确.9.(1)电能 3.7 (2)700 1410.C [解析]机器人正常工作时的电压为12V,A正确;机器人正常工作时的电流为I==A=2.5A,B正确;电池容量是指电池存储电荷量(电流与时间的乘积)多少,不是存储电能的大小,C错误;机器人充满电后工作时间最多为t===0.8h,D正确.11.BC [解析]正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.12.(1)6.25×1018个(2)7.4×10-5m/s (3)3.8h[解析](1)N===个=6.25×1018个.(2)由公式I=neSv得v==m/s=7.4×10-5m/s.(3)以这样的速率沿导线移动1m需用时t'=s=3.8h.13.(1)400s (2)5×109J[解析](1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3C=200C,供电时间t'==s=400s.(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107J=5×109J.14.[解析]根据电流的定义式I=,只要计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就可以求出电流I,需要注意的是,流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'的2倍相等,即2Q'=Q.Q'=mneNA,Q=It,则有2mneNA=It解得I=.。
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人教版高中物理目录高中物理新课标教材•必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1质点参考系和坐标系2时间和位移3运动快慢的描述——速度4实验：用打点计时器测速度5速度变化快慢的描述——加速度第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律2匀变速直线运动的速度与时间的关系3匀变速直线运动的位移与时间的关系4匀变速直线运动的速度与位移的关系5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1重力基本相互作用2弹力3摩擦力4力的合成5力的分解第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律2实验：探究加速度与力、质量的关系3牛顿第二定律4力学单位制5牛顿第三定律6用牛顿运动定律解决问题（一）7用牛顿运动定律解决问题（二）学生实验课题研究课外读物高中物理新课标教材•必修2第五章曲线运动1.曲线运动2.平抛运动3.实验：研究平抛运动4.圆周运动5.向心加速度6.向心力7.生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4.万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章机械能守恒定律1.追寻守恒量一一能量2.功3.功率4.重力势能5.探究弹性势能的表达式6.实验：探究功与速度变化的关系7.动能和动能定理8.机械能守恒定律9.实验：验证机械能守恒定律10.能量守恒定律与能源高中物理新课标教材•选修1-1第一章电场电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象四、电容器五、电流和电源六、电流和热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射和接收四、信息化社会五、课题研究：社会生活中的电磁波附录课外读物推荐高中物理新课标教材•选修1-2致同学们第一章分子动理论内能一、分子及其热运动二、物体的内能三、固体和液体四、气体第二章能量的守恒与耗散一、能量守恒定律二、热力学第一定律三、热机的工作原理四、热力学第二定律五、有序、无序和熵六、课题研究：家庭中的热机第三章核能一、放射性的发现二、原子与原子核的结构三、放射性衰变四、裂变和聚变五、核能的利用第四章能源的开发与利用一、热机的发展与应用二、电力和电信的发展与应用三、新能源的开发四、能源与可持续发展五、课题研究：太阳能综合利用的研究高中物理新课标教材•选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第2章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第3章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第4章交变电流电机第1节交变电流的产生和描述第2节变压器第3节三相交变电流第5章电磁波通信技术第1节电磁场电磁波第2节无线电波的发射、接收和传播第3节电视移动电话第4节电磁波谱第6章集成电路传感器第1节晶体管第2节集成电路第3节电子计算机第4节传感器高中物理新课标教材•选修2-2第1章物体的平衡第1节共点力平衡条件的应用第2节平动和转动第3节力矩和力偶第4节力矩的平衡条件第5节刚体平衡的条件第6节物体平衡的稳定性第2章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第3章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第4章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第5章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器高中物理新课标教材•选修2-3第一章光的折射第1节光的折射折射率第2节全反射光导纤维第3节棱镜和透镜第4节透镜成像规律第5节透镜成像公式第2章常用光学仪器第1节眼睛第2节显微镜和望远镜第3节照相机第3章光的干涉、衍射和偏振第1节机械波的衍射和干涉第2节光的干涉第3节光的衍射第4节光的偏振第4章光源与激光第1节光源第2节常用照明光源第3节激光第4节激光的应用第5章放射性与原子核第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第6章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核裂变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材•选修3-1第一章静电场1电荷及其守恒定律2库仑定律3电场强度11电势能和电势12电势差6电势差与电场强度的关系7静电现象的应用8 电容器的电容9带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1电源和电流2电动势3欧姆定律4串联电路和并联电路5焦耳定律6导体的电阻7闭合电路的欧姆定律8多用电表的原理9实验：练习使用多用电表10实验：测定电池的电动势和内阻11简单的逻辑电路第三章磁场1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4通电导线和磁场中受到的力5运动电荷在磁场中受到的力6带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材•选修3-2第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件3楞次定律4法拉第电磁感应定律5电磁感应现象的两类情况6互感和自感7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1交变电流2描述交变电流的物理量3电感和电容对交变电流的影响4变压器5电能的输送第六章传感器1传感器及其工作原理2传感器的应用3实验：传感器的应用附录一些元器件的原理和使用要点课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-3第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的2分子的热运动3分子间的作用力4温度和温标5内能第八章气体1气体的等温变化2气体的等容变化和等压变化3理想气体的状态方程4气体热现象的微观意义第九章固体、液体和物态变化1固体2液体3饱和汽与饱和汽压4物态变化中的能量交换第十章热力学定律1功和内能2 热和内能3热力学第一定律能量守恒定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释6能源和可持续发展课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动1简谐运动2简谐运动的描述3简谐运动的回复力和能量4单摆5外力作用下的振动第十二章机械波1波的形成和传播2波的图象3波长、频率和波速4波的衍射和干涉5多普勒效应6惠更斯原理第十三章光1光的反射和折射2全反射3光的干涉4实验：用双缝干涉测量光的波长5光的衍射6光的偏振7光的颜色色散8激光第十四章电磁波1电磁波的发现2电磁振荡3电磁波的发射和接收4电磁波与信息化社会5电磁波谱第十五章相对论简介1相对论的诞生2时间和空间的相对性3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介课题研究高中物理新课标教材•选修3-5第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量2动量和动量定理3动量守恒定律4碰撞5反冲运动火箭第十七章波粒二象性1能量量子化2光的粒子性3粒子的波动性4概率波5不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2原子的核式结构模型3氢原子光谱4玻尔的原子模型第十九章原子核1原子核的组成2放射性元素的衰变3探测射线的方法4放射性的应用与防护5核力与结合能6重核的裂变7核聚变8粒子和宇宙。
2019-2020学年高中物理第2章恒定电流2.1电源和电流练习(含解析)新人教版选修3-1
基础巩固匕1关于电流的说法正确的是（）A 根据IB. 电流有方向，电流是矢量C 如果在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D 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 解析:根据II 是通过某一横截面积的电荷量 Q 与通过这些电荷量所用时间 t 的比值,当t 一定时,I与Q 成正比，当Q —定时，通电时间越长，电流越小，故A 错误；电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故B 错误；恒定电流的大小和方向都不随 时间变化，而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等 ，只能说明大小相等，不能说明方向 也不变，故C 错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 ，故D 正确。
C 2关于电流，以下说法正确的是（ ）A. 通过截面的电荷量就是电流的大小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 为电流方向，知B 错；自由电荷持续地定向移动才会形成电流匕3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课时过关•能力提升1电源和电流，知A 错；规定正电荷定向移动的方向匕4（多选）如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的2倍。
在铜导线上取一个截面A,在铝导线上取一个截面B,若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么,通过这两个截面的（）i BA. 电流相等B. 电流不相等C. 自由电子定向移动的速率相等D. 自由电子定向移动的速率不相等解析:|由电流定义知I A正确,B错误。
由电流的微观表达式l=nSev知,I、n、e均相等,因为S<S,所以V A>V B,故C错误,D正确。
2019-2020年高中物理第二章恒定电流2电动势练习新人教版
2019-2020年高中物理第二章恒定电流2电动势练习新人教版1．(xx·上海卷)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A ．电动势是一种非静电力B ．电动势越大，表明电源储存的电能越多C ．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D ．电动势就是闭合电路中电源两端的电压答案：C2．(多选)对于不同型号的干电池，下列说法正确的是( )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 答案：BD3．手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数接近3 V ，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，则下列说法：①这两节干电池的电动势减少了很多 ②这两节干电池的内阻增大了很多 ③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小 ④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是( )A ．①②B ．①③C ．②④D ．③④答案：C4．一台发电机用0.5 A 的电流向外输电，在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )A ．6 VB ．360 VC ．120 VD ．12 V 解析：q ＝It ，E ＝W q ＝W It ＝1800.5×60V ＝6 V. 答案：A5．一节干电池的电动势为1.5 V ，下列说法正确的是( )A ．电池内每通过1 C 的电荷量，电源把1.5 J 的电能转变为化学能B ．电池能在1 s 内将1.5 J 的化学能转变成电能C ．由于电池正负极间的电压就是电动势，故电池两端的电压为1.5 VD ．非静电力把1 C 的正电荷在电池内从负极移送到正极所做的功为1.5 J答案：D6．(多选)如图所示为一块手机电池背面印有的一些符号，下列说法正确的是( )A ．该电池的容量为500 mA ·hB ．该电池的电动势为3.6 VC ．该电池在工作1 h 后达到的电流为500 mAD ．若电池以10 mA 的电流工作，可用50 h答案：ABD7．铅蓄电池的电动势为2 V ，一节干电池的电动势为1.5 V ，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1 A 和0.2 A ．试求两个电路都工作20 s 时间，电源所消耗的化学能分别为________和________，________把化学能转化为电能的本领更大．解析：对于含有铅蓄电池的电路，20 s 时间内通过的电荷量为q 1＝I 1t ＝2 C ，对于含有干电池的电路，20 s 时间内通过的电荷量为q 2＝I 2t ＝4 C.由电动势的定义式E ＝W q可得电源消耗的化学能分别为W 1＝q 1E 1＝4 J ，W 2＝q 2E 2＝6 J. 因为E 1>E 2，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领大，电动势表征电源的转化本领． 答案：4 J 6 J 铅蓄电池8．下表是两个电池外壳上的说明文字：(1)由说明可看出进口电池的电动势是多少伏？(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量？若该电池工作电流为0.03 A ，则最多可工作几个小时？解析：(1)由电池铭牌上看出进口电池的电动势为1.2 V.(2)国产电池可放出的电荷量为600 mA ·h ，则q ＝600×10－3A ×3 600 s ＝2 160 C. 由q ＝It 得，t ＝q I ＝2 1600.03s ＝72 000 s ＝20 h.2019-2020年高中物理第二章恒定电流3欧姆定律第1课时欧姆定律练习新人教版1．根据欧姆定律I ＝U R，下列哪种说法是正确的( )A ．通过导体的电流越大，它的电阻就越小B ．导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大C ．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比D ．导体两端的电压越大，这段导体的电流就越大解析：A 、B 、C 错，电阻的大小只取决于导体本身，不取决于外加的电压以及流经这段导体的电流．答案：D2．(多选)欧姆定律不适用于下列哪种情况( )A ．金属导电B ．半导体导电C ．电解液导电D ．气体导电 解析：欧姆定律不适用于半导体、气体导电情况．答案：BD3．鸟儿落在220 V 的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍安然无恙，这是因为( )A ．鸟儿有耐高压的天性B ．鸟儿是干燥的，所以鸟体不导电C ．鸟儿两脚间的电压几乎为零D ．鸟体电阻极大所以无电流通过解析：鸟儿两脚间导线的电阻几乎为零，由欧姆定律I ＝U R得U ＝IR ，故两脚间的电压几乎为零．答案：C4．若加在某导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减小了0.4 A ；如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为多大？解析：R ＝U 0I 0＝3U 05I 0－0.4，所以I 0＝1.0 A. 又因为R ＝U 0I 0＝2U 0I 2，所以I 2＝2I 0＝2.0 A. 5．已知用电器A 的电阻是用电器B 的电阻的两倍，加在A 上的电压是加在B 上电压的一半，那么通过A 和B 的电流I A 和I B 的关系是( )A ．I A ＝2I BB ．I A ＝I B 2C ．I A ＝I BD ．I A ＝I B 4 解析：设A 的电阻为R ，加在A 上的电压为U ，则B 的电阻为R 2，加在B 上的电压为2U ，则I A ＝U R ，I B ＝2U R 2＝4U R ，可得I A ＝14I B ，故选D. 答案：D6．(多选)如图所示是电阻R 的I －U 图象，图中α＝45°，由此得出()A ．通过电阻的电流与两端电压成正比B ．电阻R ＝0.5 ΩC ．因I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1tan α＝1.0 Ω D ．在R 两端加上6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C答案：AD7．(多选)白炽灯接在220 V 电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压逐渐增大到220 V ，则下列说法正确的是( )A ．电流将逐渐变大B ．电流将逐渐变小C ．每增加1 V 电压而引起的电流变化量是相同的D ．每增加1 V 电压而引起的电流变化量是减小的解析：当电压增大时，灯丝中的电流一定是增大的，故A 正确，B 错误；由于灯丝电阻随温度的升高而增大，故每增大1 V 电压时引起的电流变化量是越来越小的，故C 错误，D 正确．答案：AD8．把5.0 V 的电压加在一段电阻丝的两端，测得通过电阻电流为1.0×102mA ，当电阻丝两端电压增至8.0 V 时，通过电阻丝的电流增加多少？ 解析：U 1＝5.0 V ，I 1＝1.0×102 mA ＝0.1 A ，U 2＝8.0 V ，由欧姆定律I ＝U R 得R ＝U 1I 1＝5.0 V 0.1 A＝50 Ω，I 2＝8.0 V 50 Ω＝0.16 A ， 所以ΔI ＝I 2－I 1＝1.6×102 mA －1.0×102 mA ＝60 mA.。
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1电源和电流2电动势知识点一电流的理解和计算1.下列说法中正确的是()A.导体中电荷运动就形成了电流B.在国际单位制中,电流的单位是AC.电流有方向,它是一个矢量D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在2.[2017·重庆南开期中]关于电流,下面说法中正确的是()A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位3.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为()A.1∶5B.2∶5C.5∶2D.5∶14.[2017·广东实验中学中段考试]如图L2-1-1所示的电解槽中,如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB,那么()图L2-1-1A.正电荷向左移动,负电荷向右移动B.由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流C.4s内通过横截面AB的电荷量为4CD.电解槽中的电流为2A知识点二电源和电动势5.单位电荷沿闭合电路绕行一周,其所需能量取决于()A.电流B.外电路的电阻C.内、外电路的电阻D.电源的电动势6.下列对于电动势的定义式E=的理解正确的是()A.E与W成正比B.E与q成反比C.E的大小与W、q无关D.W表示静电力做的功7.(多选)蓄电池的电动势为2V,干电池的电动势为1.5V,这表明()A.在相同的时间内蓄电池比干电池转化的化学能更多B.在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多C.在相同的电流通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多D.蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大8.(多选)如图L2-1-2所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣.MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是()A.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为500CB.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C图L2-1-2C.充电过程把其他形式的能转化为电能D.充电过程把电能转化为其他形式的能9.如图L2-1-3所示为某型号国产电池外壳上的说明文字:图L2-1-3(1)电源是把其他形式的能转化为的装置,电动势是描述电源这种本领的物理量.由图可知该电池的电动势为V.(2)该电池最多可放出mA·h的电荷量.若电池的平均工作电流为0.05A,则它最多可使用h.10.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图L2-1-4所示为某型号扫地机器人,已知其工作额定电压为12V,额定功率为30W,充电额定电压为15V,额定电流为0.75A,充电时间约为4h,电池容量为2000mA·h,则下列说法错误的是 ()图L2-1-4A.机器人正常工作的电压为12VB.机器人正常工作时电流为2.5AC.电池容量是指电池储存电能的大小D.机器人充满电后工作时间最多约为0.8h11.(多选)如图L2-1-5所示,电解池内的电解液中只有一价离子,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是()图L2-1-5A.正离子定向移动形成的电流方向是A→B,负离子定向移动形成的电流方向是B→AB.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同C.溶液中电流方向从A到B,电流I=D.溶液内电流方向从A到B,电流I=12.导线中的电流是1A,导线的横截面积为1mm2.(1)在1s内,有多少个电子通过导线的横截面?(电子电荷量e=1.6×10-19C)(2)自由电子的平均移动速率是多大?(设每立方米导线内有8.5×1028个自由电子)(3)自由电子沿导线移动1m,平均要多长时间?13.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图L2-1-6所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V,电流可等效为2×105A,历时1×10-3s.(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?(2)这次闪电释放的电能是多少?图L2-1-614.图L2-1-7是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,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,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,被吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除尘m kg,试计算高压电源的电流I.(设电子电荷量为e,阿伏伽德罗常数为N A,一昼夜时间为t)图L2-1-71.B [解析]自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A 错误;形成电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D 错误;电流有方向,但它是标量,故选项C 错误.2.C [解析]电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A 错误;根据电流的微观表达式I=nqSv 可得,电子数目多,电流不一定大,选项B 错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C 正确;电流的单位是基本单位,选项D 错误.3.B [解析]由I=可得=·=·=×=,B正确.4.D [解析]正电荷运动方向与电流方向相同,即向右移动,而负电荷向左移动,选项A、B错误;4s内通过横截面AB 的电荷量q=8C,电解槽中的电流I==2A,选项C错误,选项D 正确.5.D [解析]单位电荷沿闭合电路移动一周需要的能量是由电源提供的,由W=qE可知,选项D正确.6.C [解析]电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领,其大小由电源自身的性质决定,与非静电力做功W、电荷量q均无关,选项C正确.7.BD [解析]由E=知,在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多,选项B正确;蓄电池的电动势大,把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大,选项D正确.8.BD [解析]由电流的定义式得q=It=0.5C,A错误,B 正确.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,C错误,D正确.9.(1)电能 3.7 (2)700 1410.C [解析]机器人正常工作时的电压为12V,A正确;机器人正常工作时的电流为I==A=2.5A,B正确;电池容量是指电池存储电荷量(电流与时间的乘积)多少,不是存储电能的大小,C错误;机器人充满电后工作时间最多为t===0.8h,D正确.11.BC [解析]正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.12.(1)6.25×1018个(2)7.4×10-5m/s (3)3.8h[解析](1)N===个=6.25×1018个.(2)由公式I=neSv得v==m/s=7.4×10-5m/s.(3)以这样的速率沿导线移动1m需用时t'=s=3.8h.13.(1)400s (2)5×109J[解析](1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3C=200C,供电时间t'==s=400s.(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107J=5×109J.14.[解析]根据电流的定义式I=,只要计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就可以求出电流I,需要注意的是,流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'的2倍相等,即2Q'=Q.Q'=mneNA,Q=It,则有2mneNA=It解得I=.。
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1电源和电流2电动势
知识点一电流的理解和计算
1.下列说法中正确的是()
A.导体中电荷运动就形成了电流
B.在国际单位制中,电流的单位是A
C.电流有方向,它是一个矢量
D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在
2.[2017·重庆南开期中]关于电流,下面说法中正确的是()
A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度
B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大
C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多
D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位
3.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为()
A.1∶5
B.2∶5
C.5∶2
D.5∶1
4.[2017·广东实验中学中段考试]如图L2-1-1所示的电解槽中,如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB,那么()
图L2-1-1
A.正电荷向左移动,负电荷向右移动
B.由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流
C.4s内通过横截面AB的电荷量为4C
D.电解槽中的电流为2A
知识点二电源和电动势
5.单位电荷沿闭合电路绕行一周,其所需能量取决于()
A.电流
B.外电路的电阻
C.内、外电路的电阻
D.电源的电动势
6.下列对于电动势的定义式E=的理解正确的是()
A.E与W成正比
B.E与q成反比
C.E的大小与W、q无关
D.W表示静电力做的功
7.(多选)蓄电池的电动势为2V,干电池的电动势为1.5V,这表明()
A.在相同的时间内蓄电池比干电池转化的化学能更多
B.在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多
C.在相同的电流通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多
D.蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大
8.(多选)如图L2-1-2所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣.MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是()
A.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C
B.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C 图L2-1-2
C.充电过程把其他形式的能转化为电能
D.充电过程把电能转化为其他形式的能
9.如图L2-1-3所示为某型号国产电池外壳上的说明文字:
图L2-1-3
(1)电源是把其他形式的能转化为的装置,电动势是描述电源这种本领的物理量.由图可知该电池的电动势为V.
(2)该电池最多可放出mA·h的电荷量.若电池的平均工作电流为0.05A,则它最多可使用h.
10.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图L2-1-4所示为某型号扫地机器人,已知其工作额定电压为12V,额定功率为30W,充电额定电压为15V,额定电流为0.75A,充电时间约为4h,电池容量为2000mA·h,则下列说法错误的是()
图L2-1-4
A.机器人正常工作的电压为12V
B.机器人正常工作时电流为2.5A
C.电池容量是指电池储存电能的大小
D.机器人充满电后工作时间最多约为0.8h
11.(多选)如图L2-1-5所示,电解池内的电解液中只有一价离子,t时间内通过溶液内截面S 的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是()
图L2-1-5
A.正离子定向移动形成的电流方向是A→B,负离子定向移动形成的电流方向是B→A
B.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同
C.溶液中电流方向从A到B,电流I=
D.溶液内电流方向从A到B,电流I=
12.导线中的电流是1A,导线的横截面积为1mm2.
(1)在1s内,有多少个电子通过导线的横截面?(电子电荷量e=1.6×10-19C)
(2)自由电子的平均移动速率是多大?(设每立方米导线内有8.5×1028个自由电子)
(3)自由电子沿导线移动1m,平均要多长时间?
13.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图L2-1-6所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V,电流可等效为2×105A,历时1×10-3s.
(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?
(2)这次闪电释放的电能是多少?
图L2-1-6
14.图L2-1-7是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,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,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,被吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol 电子,每昼夜能除尘m kg,试计算高压电源的电流I.(设电子电荷量为e,阿伏伽德罗常数为N A,一昼夜时间为t)
图L2-1-7
1.B [解析]自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A错误;形成电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D 错误;电流有方向,但它是标量,故选项C错误.
2.C [解析]电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A错误;根据电流的微观表达式I=nqSv可得,电子数目多,电流不一定大,选项B错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C正确;电流的单位是基本单位,选项D错误.
3.B [解析]由I=可得=·=·=×=,B正确.
4.D [解析]正电荷运动方向与电流方向相同,即向右移动,而负电荷向左移动,选项A、B错误;4s内通过横截面AB的电荷量q=8C,电解槽中的电流I==2A,选项C错误,选项D正确.
5.D [解析]单位电荷沿闭合电路移动一周需要的能量是由电源提供的,由W=qE可知,选项D 正确.
6.C [解析]电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领,其大小由电源自身的性质决定,与非静电力做功W、电荷量q均无关,选项C正确.
7.BD [解析]由E=知,在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多,选项B正确;蓄电池的电动势大,把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大,选项D 正确.
8.BD [解析]由电流的定义式得q=It=0.5C,A错误,B正确.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,C错误,D正确.
9.(1)电能 3.7 (2)700 14
10.C [解析]机器人正常工作时的电压为12V,A正确;机器人正常工作时的电流为I==A=2.5A,B正确;电池容量是指电池存储电荷量(电流与时间的乘积)多少,不是存储电能的大小,C错误;机器人充满电后工作时间最多为t===0.8h,D正确.
11.BC [解析]正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.
12.(1)6.25×1018个(2)7.4×10-5m/s (3)3.8h
[解析](1)N===个=6.25×1018个.
(2)由公式I=neSv得
v==m/s=7.4×10-5m/s.
(3)以这样的速率沿导线移动1m需用时t'=s=3.8h.
13.(1)400s (2)5×109J
[解析](1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3C=200C,
供电时间t'==s=400s.
(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107J=5×109J.
14.
[解析]根据电流的定义式I=,只要计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就可以求出电流
I,需要注意的是,流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'的2倍相等,即2Q'=Q. Q'=mneNA,Q=It,则有2mneNA=It
解得I=.。