电源和电流.docx
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电源和电流
第1节 电源和电流
1．电源的作用是使电路两端维持一定的电势差，从而使电路中保持持续的电流．
2．导线中的电场是沿导线切线方向的恒定电场，在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用．
3．形成电流的条件
（1）电路中存在自由电荷；
（2）电路两端存在持续的电势差．
4．电流的方向：
规定正电荷定向移动的方向为电流方向．
（1）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反．
（2）恒定电流：
方向和大小都不随时间变化的电流．
5．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nSvt；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为enSvt；若导体中的电流为I，则电子定向移动的速率为
.
6．下列说法中正确的是（ ）
A．导体中只要电荷运动就形成电流
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，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
7．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力作用下形成的
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
【概念规律练】
知识点一 导线中的电场
1．导线中恒定电场的建立过程：
在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的（更多）电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场（导线）移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________．
2．关于导线中的电场，下列说法正确的是（ ）
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
知识点二 电流
3．关于电流的方向，下列描述正确的是（ ）
A．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
B．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流
4．某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是（ ）
A．0B．0.8AC．1.6AD．3.2A
知识点三 电流的微观表达式
5．导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是（ ）
A．导体运动的速率
B．电流传导的速率
C．电子热运动的速率
D．自由电荷定向移动的速率
6．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ）
A．nvSΔtB．nvΔtC.
D.
【方法技巧练】
用等效法求解电流
7．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判断正确的是（ ）
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效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，则等效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，等效电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小
8．电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？
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
2．下列有关电源的电路中，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，所以导体内部的电场不是稳定的
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
3．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电能
C．电源的作用就是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
4．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．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板
5．关于电流，下列说法中正确的是（ ）
A．通过导体截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
6．计数器因射线照射，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个电子到达阳极，则计数器中的电流为（ ）
A．0B．2ne/tC．3ne/tD．4ne/t
7．北京正负离子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道．当环中的电流为10mA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（ ）
A．5×1011个B．5×1019个
C．1.0×1013个D．1.0×103个
8．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．甲、乙两导体的电流相同
B．乙导体的电流是甲导体的两倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
9．示波管中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中电流强度的大小为（ ）
A．9.6×10－6AB．3×10－13A
C．4.8×10－6AD．3×10－6A
10．如图1所示，电解池内有一价离子的电解液，时间t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→A
B．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到B，电流I＝
D．溶液内电流方向从A到B，电流I＝
11．一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10s，则等效电流为________A，方向为________方向（填“顺时针”或者“逆时针”）．
12．在某次闪电中，持续时间为0.5s，所形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程中电荷以0.5A的电流通过电灯，试求该次闪电产生的电流可供电灯照明时间为多少？
第2节 电动势
1．在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功越多，电荷的电势能增加得就越多；非静电力做的功越少，则电荷的电势能增加得就越少．物理学中用电动势表明电源的这种特性．
2．电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
3．在电源内部非静电力移送电荷做的功W与被移送电荷的电荷量q的比值，叫做电源的电动势．它的单位是伏特，用V表示．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关．
4．蓄电池的电动势是2V，说明电池内非静电力每移动1C的正电荷做功2_J，其电势能增加（填“增加”或“减小”），是化学能转化为电能的过程．
5．关于电源与电路，下列说法正确的是（ ）
A．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极
B．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极
C．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功
D．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功
【概念规律练】
知识点一 电动势的概念
1．关于电动势，下列说法中正确的是（ ）
A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多
D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
2．关于电源的电动势，下列说法正确的是（ ）
A．在某电池的电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V
B．电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多
C．电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大
D．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的
知识点二 电动势E＝
的理解和计算
3．有关电压与电动势的说法中正确的是（ ）
A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势是电源两极间的电压
C．电动势公式E＝
中W与电压U＝
中的W是一样的，都是电场力做的功
D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
4．由六节干电池（每节的电动势为1.5V）串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2A，在10s内电源做功为180J，则电池组的电动势为多少？
从计算结果中你能得到什么启示？
知识点三 内外电路中的能量转化
5．铅蓄电池的电动势为2V，一节干电池的电动势为1.5V，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0.1A和0.2A．试求两个电路都工作20s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．
6．将电动势为3.0V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．
．
【方法技巧练】
实际问题中有关电动势问题的分析方法
7．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，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
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
8．如图1所示的是两个电池外壳的说明文字．图中所述进口电池的电动势是____V；所述国产电池最多可放出________mAh的电荷量，若电池平均工作电流为0.03A，则最多可使用______h．图中还提供了哪些信息：
________________________________________________________________________.
1．关于电源，下列说法中正确的是（ ）
A．当电池用旧之后，电源的电动势减小，内阻增大
B．当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变
C．当电池用旧之后，电动势基本不变，内阻增大
D．以上说法都不对
2．关于电源电动势，下面说法不正确的是（ ）
A．电源两极间电压总等于电动势
B．电动势越大的电源，将其他能转化为电能的本领越大
C．电路接通后，电源的电压小于它的电动势
D．电动势只由电源性质决定，与外电路无关
3．关于电源的说法正确的是（ ）
A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场
B．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极
C．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极
D．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能
4．关于电动势E，下列说法中正确的是（ ）
A．电动势E的大小，与非静电力做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比
B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关
C．电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样
D．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
但E与W和q无关，A错，B对；由电动势以及电压的物理意义可知C错，D对．
5.如图2所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2V，这表示（ ）
A．电路通过1C的电荷量，电源把1.2J其他形式的能转化为电能
B．电源在每秒内把1.2J其他形式的能转化为电能
C．该电源比电动势为1.5V的干电池做功少
D．该电源与电动势为1.5V的干电池相比，通过1C电荷量时其他形式的能转化为电能的量少
6．以下有关电动势的说法中正确的是（ ）
A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比
B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压
C．非静电力做的功越多，电动势就越大
D．E＝
只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定
7．一台发电机用0.5A电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（ ）
A．6VB．360VC．120VD．12V
8．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额．如图3所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是（ ）
A．4.2V 14.58mAB．4.2V 700mA
C．3.7V 14.58mAD．3.7V 700mA
9．某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池，当它正常工作时，工作电流为0.3A．某同学在使用该MP3时，若他用了10s，则这段时间内电池将多少化学能转化为电能？
10．铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A，充电10小时充满．该铅蓄电池储存了多少电能？
第3节 欧姆定律
1．对给定的导体，
保持不变，对不同的导体，
一般不同，比值
反映了导体对电流的阻碍作用，叫做电阻，用R表示．导体的电阻取决于导体本身的性质，与导体两端的电压和通过导体的电流无关．
2．导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，用公式表示为I＝
，这个规律叫欧姆定律，其适用于金属导体导电和电解液导电．
3．在直角坐标系中，纵坐标表示电流，横坐标表示电压，这样画出的I—U图象叫导体的伏安特性曲线．
在温度没有显著变化时，金属导体的电阻几乎是恒定的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的倾斜直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件．欧姆定律对气态导体和半导体元件并不适用，在这种情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫非线性元件，它们的伏安特性曲线不是直线．对电阻一定的导体，U—I图和I—U图两种图线都是过原点的倾斜直线，但U—I图象的斜率表示电阻．对于电阻随温度变化的导体（半导体），是过原点的曲线．
4．根据欧姆定律，下列说法中正确的是（ ）
A．从关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定
B．从关系式R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．从关系式I＝U/R可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
D．从关系式R＝U/I可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值
5.甲、乙两个电阻，它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如图1所示，则（ ）
A．甲的电阻是乙的电阻的1/3
B．把两个电阻两端加上相同的电压，通过甲的电流是通过乙的两倍
C．欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍
D．甲的电阻是乙的电阻的2倍
【概念规律练】
知识点一 欧姆定律
1．由欧姆定律I＝
导出U＝IR和R＝
，下列叙述中正确的是（ ）
A．导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
B．导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关
C．对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值
D．一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大
2．某电压表的量程是0～15V，一导体两端电压为1.6V时，通过的电流为2mA.现在若给此导体通以20mA电流，能否用这个电压表去测量导体两端的电压？
知识点二 导体的伏安特性曲线
3.如图2所示的图象所对应的两个导体：
（1）电阻关系R1∶R2为____________；
（2）若两个导体中的电流相等（不为零）时，电压之比U1∶U2为______；
（3）若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比I1∶I2为________．
4.某导体中的电流随其两端电压的变化，如图3所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．加5V电压时，导体的电阻约是5Ω
B．加11V电压时，导体的电阻约是1.4Ω
C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小
【方法技巧练】
一、欧姆定律的应用技巧
5．若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？
6．某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20Ω时，其电流强度为0.3A，电阻增加到30Ω时，其电路中的电流强度要减小多少？
电路两端的电压为多大？
二、小灯泡的伏安特性曲线的描绘方法
7．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡的规格为“6V 3W”，其他供选择的器材有：
A．电压表
（量程6V，内阻20kΩ）B．电压表
（量程20V，内阻60kΩ）
C．电流表
（量程3A，内阻0.2Ω）D．电流表
（量程0.6A，内阻1Ω）
E．滑动变阻器R1（0～1000Ω，0.5A）F．滑动变阻器R2（0～20Ω，2A）
G．学生电源E（6～8V）H．开关S及导线若干
实验中要求电压表示数在0～6V范围内变化，读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便绘出伏安特性曲线．在上述器材中，电压表应选用________，电流表应选用__________，变阻器应选用__________，并画出实验原理图．
1．有甲、乙两导体，甲的电阻是乙的一半，而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍，则以下说法中正确的是（ ）
A．甲、乙两导体中的电流相同B．乙导体中的电流是甲导体的2倍
C．甲、乙两导体两端的电压相同D．乙导体两端的电压是甲的2倍
2.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过导体截面的电荷量q与通电时间t的图象如图4所示．此图线的斜率（即tanθ）等于（ ）
A．UB．R
C.
D.
3.如图5所示为四只电阻的伏安特性曲线，四只电阻并联起来使用时，通过
各个电阻的电流分别是I1、I2、I3、I4，则其大小顺序为（ ）
A．I2>I4>I3>I1B．I4>I3>I2>I1
C．I1＝I2＝I3＝I4D．I1>I2>I3>I4
4．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I—U图象，如图6所示，则下述判断正确的是（ ）
图6
A．只有乙图正确
B．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大
C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能
D．甲、乙、丙三个图象都可能正确，并不一定有较大误差
5．已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上的电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是（ ）
A．IA＝2IBB．IA＝
C．IA＝IBD．IA＝
6.如图7是电阻R的I—U图线，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＝0.5Ω
C．因I—U图线的斜率表示电阻的倒数，故R＝cotα＝1.0Ω
D．在R两端加6.0V电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C
7．电路中有一段导体，给它加上3V的电压时，通过它的电流为2mA，可知这段导体的电阻为________Ω；如果给它两端加2V的电压，则通过它的电流为______mA；如果在它两端不加电压，它的电阻为________Ω.
8．有两段导体，其电阻分别为R1和R2，当R1两端的电压是R2两端电压的
时，通过R1的电流是通过R2电流的3倍，求两段导体的电阻之比．
9．某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下表所示的几组U和I的数据：
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
（1）在图8中画出I—U图象．
（2）从图象上可以看出，当功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________________．
（3）这表明小灯泡的电阻随温度的升高而________．
10．用图9中所给的实验器材测量一个“12V 5W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A、0.6A两挡，内阻可忽略，电压表有15V、3V两挡，内阻很大，对电路无影响．测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0V调到12V.
（1）按要求在实物图上连线（其中部分线路已经连好）．
（2）某次测量时电流表的指针位置如图10所示，其读数为________A.
第4节 串联电路和并联电路
1．串联电路的基本特点是：
（1）电路中各处电流相等，即I1＝I2＝I3＝…＝In.
（2）总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un.
（3）总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn.
2．并联电路的基本特点是：
（1）各电阻两端的电压相等，即U1＝U2＝U3＝…＝Un.
（2）总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In.
（3）总电
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