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选修3_12018091
2017-2018学年高中物理 第二章 恒定电流 2.2 电动势检测 新人教版选修3-1
3．对于不同的电源，工作时的电流用I表示，下列说法中正确的是()
A．I越大的电源做功越快
B．I越大的电源输出的电能就越多
C．电动势越大的电源做功越快
D．电动势E与电流I的乘积体现了电源做功的快慢
【解析】t时间内通过电源的电量为q＝It.则电源内非静电力的功为W＝Eq＝EIt，则 ＝EI.显然EI的乘积越大表示该电源在单位时间内做功越多，即做功越快，故A、B、C均错，D对．
B．该电池在工作15h后达到的电流为15A
C．电池以1.5A的电流工作，可用10h
D．电池以15A的电流工作，可用15h
【解析】电池上“15A·h”是表示电池蓄存的电量数值，即q＝15A·h＝15A×1h＝1.5A×10h，故C对，A、B、D均错．
【答案】C
8．有一蓄电池，当移动1C电荷时非静电力做功是2J，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功是多少？
B．对同一种电池，体积越大，容量越小
C．电池的容量表示电池放电时能输出的电能
D．以上说法都不对
【解析】电池的容量是电池完全放电时输出的总电荷量，并不是电池完全放电时输出的总电能．
【答案】A
7．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15A·h”的字样，则表示()
A．该电池在工作1h后达到的电流为15A
【答案】B
2．有关电动势的说法中错误的是()
A．电源的电动势等于内、外电路电势降落之和
B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大
C．当外电路断开时，电源的路端电压与电源电动势相等
D．当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值
【解析】外电路断路时U＝E，故C对．通路时E＝U内＋U外，故A对．电动势E表示通过1C电量电源将其他形式能转化为电能的多少，故D对．电动势越大，表示电源非静电力做功本领大，但提供电能不一定多，故B错．
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。
2019-2020学年度最新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选修3_1
图L2-1-1负电荷向右移动由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流的电荷量为4C上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附nmol电子,每昼夜能除尘mkg,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NA,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=.。
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?。
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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=.。
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=.。
高中物理第二章恒定电流电动势课后训练新人教版选修
2.2 电动势课后训练1．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示A．该电池在工作1 h后达到的电流为15 AB．该电池在工作15 h后达到的电流为15 AC．电池以1.5 A的电流工作，可用10 hD．电池以15 A的电流工作，可用15 h2．如图所示，这是一种化学原电池，电路中电流计可以测出电流的方向，设测得外电路的电流方向如图所示，其中两金属板分别为锌板和铜板，电解槽中的电解液为硫酸铜，试分析下列说法中正确的是A．A是铜片，B是锌片B．A是锌片，B是铜片C．A端是电源的正极，B端是电源的负极D．该种电池能把化学能转化为电能3．手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，小灯泡只能发出微弱的光，把电池取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3 V，再把它们作为一个电子钟的电源，电子钟能正常工作。
下列说法正确的是A．这两节干电池的电动势减小了很多B．这两节干电池的内电阻增加较大C．这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D．这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小4．有一个电动势为3 V、内阻不能忽略的电池两端接一电阻R，当1 C电荷通过R时，在R上产生的热量A．大于3 J B．小于3 JC．等于3 J D．内阻未知，无法确定5．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．电源的作用是使导体中形成电场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6．一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内有180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V7.一节干电池的电动势为1.5 V，说明电池内非静电力每移动1 C的电荷做功是______J，其电势能______(选填“增加”或“减小”)，是______能转化为______能的过程。
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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=.。