物理选修3-1第二章第一节电源和电流
2020学年高中物理 专题2.1 电源和电流试题 新人教版选修3-1
第1节 电源和电流
一、电源和恒定电场
1．电源的概念
电源就是把 从正极搬迁到负极的装置。
从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为 的装置。
2．电源的作用
保持导体两端的 （电压），使电路有持续的电流。
3．导线内的电场
有电源的电路中，导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的 共同形成的。
详尽的分析说明：尽管这些电荷也在运动，有的流走了，但是另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的，故称 。
4．恒定电场
由稳定分布的电荷所产生的 电场称为恒定电场。
二、电流及其微观表达式
1．电流
通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用的时间的 。
2．电流的定义式 。
3．电流的单位
安（安培）， 。1 mA= A，1 μA= A。
自由电子 电能 电势差 电荷 恒定电场 稳定的 电荷量 比值 A 10-3 10-6
电流的微观表达式
取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电荷量为q，则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。
体积为V=vtS
电荷数为N=nV
总电荷量为Q=nVq=nvtSq
电流为I=Q/t=nvqS
此即电流的微观表达式。
【例题】如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB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，每昼夜除尘的质量为m，计算高压电源的电流I（电子电荷量设为e，阿伏伽德罗常数为NA，一昼夜时间为t）。
人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章
第一节
1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。
2． 答：由于A、B都是金属导体，可挪动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B挪动到A的结果。其中，A得到的电子数为 ，与B失去的电子数相等。
3． 答：图1－4是此问题的示意图。导体B中的一局部自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。A对B左端的吸引力大于对右端的排挤力，A、B之间产生吸引力。
4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违犯能量守恒定律。因为，在把A、B分开的过程中要克制A、B之间的静电力做功。这是把机械转化为电能的过程。
第二节
1． 答：根据库仑的发现，两个一样的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电 ；再把B球与C球接触，那么B、C球分别带电 ；最后，B球再次与A球接触，B球带电 。
2． 答： 〔注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生 的加速度！〕
3． 答：设A、B两球的电荷量分别为 、 ，间隔
为 ，那么 。当用C接触A时，A的电荷量变为 ，C的电荷量也是 ；C再与接触后，B的电荷量变为 ；此时，A、B间的静电力变为： 。在此情况下，假设再使A、B间距增大为原来的2倍，那么它们之间的静电力变为 。
4． 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排挤力如图1－6所示。 共受三个力的作用，，由于 ，互相间间隔 分别为 、 、 ，所以 ， 。根据平行四边形定那么，合力沿对角线的连线向外，且大小是 。由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。
人教版高二物理选修3《电源和电流》评课稿
人教版高二物理选修3《电源和电流》评课稿
一、课程背景与意义
《电源和电流》是高中物理选修3课程的重要内容之一。通过学习本课程，学生将深入理解电源、电流的基本概念、性质和应用，并且掌握相关的计算方法。电源和电流作为电路的基础，是后续学习电路的重要基础，为学生进一步学习电路提供了坚实的基础。
电源和电流是现实生活中不可或缺的部分，我们身边的各种电器、设备都离不开电源和电流的供应。因此，通过学习本课程，可以帮助学生理解和应用电源和电流的原理，提高他们的科学素养和实际应用能力。
二、评课内容分析
1. 教材内容分析
本章节主要包括以下几个方面的内容： - 电源和电动势：介绍电源的概念和分类，并讲解电动势的定义和计算方法； -
电源的内阻和电动势的测量：介绍电源内阻的概念和影响，以及测量电动势的方法和实验； - 串联和并联电源：介绍串联和并联电源的基本原理和特点，并讲解计算方法； - 电流的定义和测量：介绍电流的定义和计算方法，以及测量电流的仪器和方法； - 电阻和电阻率：介绍电阻的概念、计算方法和测量原理，并引入电阻率的概念； - 欧姆定律：介绍欧姆定律的内涵，以及应用欧姆定律解决电路中的问题。
2. 教学目标分析
通过本章节的学习，学生应该达到以下教学目标： - 理解电源和电动势的概念，能够计算电动势和测量电源的内阻； -
了解串联和并联电源的特点和计算方法； - 理解电流的定义和计算方法，掌握电流的测量技术； - 理解电阻和电阻率的概念，能够计算电阻和测量电阻； - 掌握欧姆定律的内涵，并且能够应用欧姆定律解决相关问题。
3. 教学方法与手段分析
• 讲授法：通过教师进行知识的讲解，引导学生理解和掌握相关概念和原理。
• 实验法：通过实验展示电源和电流的基本现象和实验操作，提高学生的实验探究能力。
• 示范法：通过示范实际操作，帮助学生学习电流的测量和电阻的测量技术。
• 讨论法：通过讨论解决实际问题，激发学生的思维和创造力。
2.1 电源和电流(新人教版选修3-1)
1 电源和电流-同步练习6
1.下列有关有电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( )
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，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部电场不是稳定的
C.因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零
D.导线内部的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体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
2.关于电流，下列说法中正确的是( )
A.导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率
B.电子运动的速率越大，电流越大
C.电流是一个矢量，其方向就是正电荷的定向移动方向
D.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
3.以下说法中正确的是( )
A.只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流
B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
4.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积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1 s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( )
A.IA=IB B.IA=2IB C.IB=2IA D.不能确定
5.关于电源的作用，下列说法中正确的是( )
A.电源的作用是能为电路提供自由电荷
B.电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流
C.电源的作用能直接释放电能
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
能力提高
6.设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为_________;若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面的电荷量为_________；若导体中的电流为I，则电子定向移动的速率为_________.
高二物理选修3-1-电源和电流习题及答案
高二物理选修3-1-电源和电流习题及答案 1 / 31 / 3
电 源 和 电 流
一．选择题
1 ．对于金属导体，还一定知足以下哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（ ）
A ．有能够自由挪动的电荷； B．导体两头有电压；
C．导体两头有方向不变的电压； D ．导体两头有方向不变，且大小恒定的电压。
2 ．一架半导体收音机，电池供电的电流是 8mA ，也就是说 （ ）
A ．1h 电池供应 1C 的电量 B． 1000s 电池供应 8C 的电量
C． 1s 电池供应 8C 的电量 D ． 1min 电池供应 8C 的电量
3 ．对于电流，以下说法中哪些是正确的 （ ）
A 、通电导线中自由电子定向挪动的速率等于电流的传导速率；
B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大；
C、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向挪动的方向；
D 、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。
4 ．有一横截面积为 S 的铜导线，流径此中的电流强度为 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 ，此时电子的定向挪动速度为 v，在△t 时间内 ，经过导线的横截面积的自由电子数量可表示为
（ ）
A ．nvs △t ； B． nv △t ； C． I△t/e ； D ． I△t/se 。
5 ．对于有恒定电流经过的导体，以下说法正确的选项是 （ ）
A ．导体内部的电场强度为零 B．导体是个等势体
C．导体两头有恒定的电压存在 D ．经过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等
6 ．对于电流，以下说法中正确 的是 （ ）
A ．经过导线截面的电量越多，电流越大
B．电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内经过导体截面的电量越多，导体中的电流越大
高二物理选修3-1第二章《恒定电流》复习提纲
1
高二物理选修3－1第二章《恒定电流》复习提纲
一． 知识要点
（一）导体中的电场和电流、电动势
1.导体中的电场和电流
(1)电源：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)导线中的电场：当导线内的电场达到动态平衡状态时，导线内的电场线保持与导线平行。
（3）电流定义式：tQI
2．电动势定义：在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，叫电源的电动势，用E表示。定义式为：E = W/q
注意：① 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（二）部分电路欧姆定律，电路的连接，电功、电功率、电热，电阻定律
1．部分电路欧姆定律定义式 R =U/I
导体的伏安特性曲线：常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，而画出的I—U图象。
2．电路的连接串联电路与并联电路的特点
3．电表改装和扩程：主要根据“当流过电流计的电流达到满偏电流是改装或扩程后的电表也达到了它的量程值”这一点进行计算。
4．电功、电功率、电热
（1）电功公式：W =UIt
（2） 电功率公式：P =UI
（3） 电热（焦耳定律）公式：Q =I2Rt
5. 电阻定律
（1）电阻定律:公式 sLR
（2）——材料的电阻率，跟材料和温度有关；各种材料的电阻率一般随温度的变化而变化；对金属，温度升高，增大。
（三）闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路欧姆定律的三种表达式：E = IR + Ir，E = U内+ U外，以及I = E/（R+r）
2.路端电压与负载变化的关系
根据I=E/（R+r）, U内=Ir，E=U内+U外,当E、r一定时：
2
UUIR内
第2章1 电源和电流—2020-2021 高中物理选修3-1学案
1 / 13 1 电源和电流
素养目标定位
※
理解电源的形成过程，知道电源在电路中的作用
※ 理解恒定电场和恒定电流的形成过程。知道恒定电场与静电场相同
※※ 掌握电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系
素养思维脉络
知识点1 电源
1．定义
电源是不断把负电荷从__正极__搬运到__负极__从而维持正负极之间一定__电势差__的装置。
2．电源的作用
(1)维持电路的两端有一定的__电势差__。
(2)使电路中保持__持续__电流。
知识点2 恒定电场
1．定义
由电路中稳定分布的__电荷__所产生的稳定电场。
2．形成
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。
3．特点
任何位置的__电场强度__都不随时间发生变化。
知识点3 恒定电流
1．电流
(1)概念：电荷的__定向移动__形成电流。
(2)物理意义：反映了电流的__强弱__程度。 2 / 13 (3)符号及单位：用符号__I__表示，单位是__安培__，符号为__A__。常用的电流单位还有__毫安__(mA)、__微安__(μA)，换算关系为：1 A＝103 mA＝106 μA。
(4)表达式：__I＝qt__。
(5)电流的方向：规定__正电荷__定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的__反方向__。
2．恒定电流
(1)概念：大小、方向都__不随时间变化__的电流。
(2)形成：恒定电场使自由电荷定向移动速率__增加__，自由电荷与导体内不动的粒子碰撞，阻碍自由电荷定向移动，使自由电荷速率__减小__，最终表现为自由电荷__平均速率__不变。
3．电流的微观表达式
I＝__nqSv__。
思考辨析
『判一判』
(1)电源能把其他形式的能转化为电能。( √ )
(2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。( × )
(3)恒定电场就是匀强电场。( × )
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＝qt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＝103 mA；1 A＝106 μA．
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？
人教版选修3-1第二章第一节电源和电流习题(原卷板)用
第一节《电源和电流》
1. 下列关于电源的说法中正确的是( )
A. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压
B. 电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程
C. 电荷的移动形成电流
D. 只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流
2. 下列叙述正确的是 ( )
A. 导体中电荷运动就形成电流 B. 电流的国际单位是安培
C. 因为电流强度有方向，所以电流强度是矢量 D. 导体中有电流通过时，导体内部场强不为零
3. 关于电流的说法正确的是 ( )
A. 根据I=q/t可知，I与q成正比
B. 如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流
C. 电流强度是一个标量，其方向是没有意义的
D. 电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
4. 关于电流的方向，下列说法中正确的是( )
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
5. 如果在导体中产生了电流，则下列说法中正确的是( )
A. 导体两端的电压为零，导体内部的场强不为0
B. 导体两端的电压为0，导体内部的场强为0
C. 导体两端的电压不为0，导体内部的场强不为0
D. 导体两端的电压不为0，导体内部的场强为0
6. 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
学讲教案高中物理选修31第二章第一节
课题 第二章、恒定电流
2.1、导体中的电场和电流
学讲目标 （一）知识与技能
1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立
2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法
通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
（三）情感态度与价值观
通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
学讲重点 掌握库仑定律
学讲难点 会用库仑定律的公式进行有关的计算
学习方法 小组合作探究 教具
教师引导活动及学生学习 二次备课
内容 内容
一、课堂准备环节
（一） 导入新课
①、先对本章的知识体系及意图作简要的概述
②、新课讲述----第一节、导体中的电场和电流
（二） 检查预习情况
教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?
二、自主学习环节
1．电源：
类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B
中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
归纳： 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量先分析课本图2。1-1 说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手）
转变为电能的装置）
2．导线中的电场：
结合课本图2。1-4分析导线中的电场的分布情况。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。