高考物理恒定电流专题复习教案中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 2012高考复习 电学部分 精讲精练 恒定电流 1 电源和电流电动势【课标要求】1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 电流强度 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 4知道电源电动势的作用及电动势大小的定义【知识精要】1电源 电源就是把自由电子从正极搬向负极的装置。（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电能的装置）2导线中的电场 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。3电流（标量）（1）概念：电荷的定向移动形成电流。（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：tQI 4电流的微观表示 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，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电子的电量为q，则I=Q/t=nvqS 5单位：安培（A），1A=103mA=106 A 学习好资料 欢迎下载 四.非静电力作功与电动势（1）对于稳恒电流,外电路中（静电力作用）正电荷由高电势向低电势运动；内电路（非静电力作用）正电荷由低电势向高电势运动。（2）电源的电动势 电动势反映电源中非静电力作功的本领，是表征电源本身特性的物理量 与外电路的性质和是否接通无关；电动势是标量，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源从负极移送到正极所做的功。【名师点拨】例1：关于通电导线下列说法正确的是 （）A通电导线表面分布相同性质的电荷 B导线中电荷定向移动的有一定的速度，所以靠近电源处先出现电流 C导线内的电场线和导线平行 D导线内的电场是不随时间变化的恒定电场 解析：导线由于电场的作用在异侧出现相反性质的电荷，导线中建立电场后，导线中所有电子均受到电场力的作用而同时向相同的方向运动。答案：CD 例2：电子绕核运动可等效一环形电流，设氢原子中的电子以速率 在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电量，则其等效电流的电流强度为多少？解析：电子绕核旋转的周期：vrT2 在这一周期里通过轨道上任一横截面的电量为：eq 由电流强度的定义式：tqI 解得：Ivre2 点评：在未知电流形式的情况下，可用电流的定义式，另外，需要注意是：在一个周期内仅一个电子通过轨迹上某个点（相当于导体截面），因此，时间取一个周期，电量为一个电子的电量。例3：来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流，已知质子电荷e=1.60 10-19C，这束质子流每秒打到靶上立知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量电流强度从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系知道电源电动势的作用及电动势大小的定义知识精要电源电源就是把自由电子从正极搬向负极的装置从能量的角度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集从而使导线的两侧出现正负净电荷分布其二是这些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电流标量概念电荷的定向移动形成电流电流的方向规定为正电荷定向移动的方向定义通过导体横截面的电量跟通过这学习好资料 欢迎下载 的质子数为 ；假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则21nn=。解析：每个质子带一个正基本电荷，设每秒打到靶上的质子数为n，则每秒到达靶上的电量为：neq 由电流强度的定义式知：Itq 由、式可得每秒打到靶上的质子数：neIt=6.25 1015个 因质子源和靶之间加速电场是均匀的，质子束中质子在恒定的电场力作用下做匀加速直线运动，越跑越快，从质子源先后射出的质子的距离越拉越大 由匀变速运动的公式得：axvt2 可知，在与质子源相距l和4l的两处，质子的速度1和2关系为：2=21 设柱形质子流的横截面积为s，单位体积内的电子数分别为n1 和n2（在距质子源为l和4l处的）则得电流强度与质子定向移动的速率的关系式：=n1esv1 =n1esv2 因两处的电流强度应相等，故由、式可得：122/1/vvnn 题中与质子源相距l和4l两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中质子数n1与n2之比应等于n1 与n2 之比，再由式可知：122/1/vvnn 所以，22/1/21nnnn 点评：里粒子束在恒定的电场力作用下做匀加速直线运动，各处粒子密度不一样，速度越大的地方密度越小，粒子之间的距离越大这一点，可以用自由落体运动的频闪照片来类比。【及时反馈】1下列叙述中正确的有（）立知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量电流强度从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系知道电源电动势的作用及电动势大小的定义知识精要电源电源就是把自由电子从正极搬向负极的装置从能量的角度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集从而使导线的两侧出现正负净电荷分布其二是这些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电流标量概念电荷的定向移动形成电流电流的方向规定为正电荷定向移动的方向定义通过导体横截面的电量跟通过这学习好资料 欢迎下载 A导体中的电荷移动一定形成电流 B导体两端只要有电势差，一定产生恒定电流 C对于一般孤立导体，只要其两端电势差为零，电流强度必为零 D因为导体中有自由电荷，所以导体中一定产生电流 2关于金属导电、电解液导电和气体导电，下列说法正确的是（）A金属导体中的电流是自由电子做定向移动形成的 B电解液中的电流是正、负离子同时定向移动形成的 C气体中的电流是正、负离子和自由电子都做定向移动形成的 D电解液导电中的电流是正离子（或负离子）定向移动形成的 3关于电流强度，下列说法中正确的是（）A电子运动的速率越大，电流强度越大 B电流强度是矢量，其方向就是正电荷运动方向 C电流强度是标量，其单位是安培 1A=1C/s D电流强度的测量使用电流表，使用时电流表与被测部分并联 4一根导线分别通以不同的电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是（）A单位体积内自由电子数较多 B自由电子定向移动速率较大 C自由电子热运动速率较大 D电流传导速率较大 5在一次闪电的过程中,流动的电量大约为 300C，持续的时间大约是 0.005s，所形成的平均电流强度为多大？这些电量如果以 0.5A 的电流强度流过灯泡，可使灯泡照明多长时间？6某电阻两端电压为 8V，20s 通过的电荷为 40C，则此电阻为多大？20s 内有多少电子通过它的横截面积？立知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量电流强度从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系知道电源电动势的作用及电动势大小的定义知识精要电源电源就是把自由电子从正极搬向负极的装置从能量的角度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集从而使导线的两侧出现正负净电荷分布其二是这些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电流标量概念电荷的定向移动形成电流电流的方向规定为正电荷定向移动的方向定义通过导体横截面的电量跟通过这学习好资料 欢迎下载 7有几节干电池串联，当移动 10C 的电荷时非静电力做功为 60J，则：（1）串联干电池的总电动势是多大？（2）若给一个用电器供电，供电电流为 1A，供电时间为 10min，则非静电力做功是多少？1 C 2 A，B，C 3 C 4 B 5 60000A,600s 6 4 2.5 1020 个 7 6V 3600J 立知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量电流强度从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系知道电源电动势的作用及电动势大小的定义知识精要电源电源就是把自由电子从正极搬向负极的装置从能量的角度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集从而使导线的两侧出现正负净电荷分布其二是这些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电流标量概念电荷的定向移动形成电流电流的方向规定为正电荷定向移动的方向定义通过导体横截面的电量跟通过这