高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流精品同步训练题

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【学习目标】
1、通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。
2、通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。
3、通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。
【学习重难点】
学习重点：恒定电流的产生及定义式中q的理解。
学习难点：恒定电流的产生及定义式中q的理解。
【知识回顾】
1、形成稳定电流的条件是：①__________，②__________。
2、带电粒子所受电场力做正功，则粒子的电势能__________。
3、电流的国际单位：__________（符号：__________）。常用单位：__________（__________）、__________（__________），1A＝__________mA＝__________μA。规定__________定向移动的方向为电流方向。在电源外部，电流从__________流向__________。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向__________。
【自主预习】
1、电源是能把自由电子从__________搬到__________的装置。其作用是保持导体两端的__________，使电路有持续的电流。
2、导体中的自由电荷会定向移动，是因为导线内具有__________方向的__________。
3、电源的内部，电流从__________流向__________。电解液中正、负离子定向移动方向虽然__________，但正、负离子定向移动形成的电流方向是__________的。电流强度有__________和__________，是__________。
4、电流的定义式：__________。电流的微观表达式：__________，其中，n表示____________________。
【课堂探究】
第一部分 电源
思考1：在如图所示场景中，当导体两端存在电压时，会出现什么现象？
思考2：随着电荷的定向移动，导体两端的电势差逐渐减小，最终会呈现什么样的状态？
思考3：怎么才能让电路中有持续电流呢？
类比：如图所示，怎样才能在两个容器间形成稳定的电流呢？
电源：能把自由电子从__________搬到__________的装置。
电源的作用：保持导体两端的__________，使电路有持续的电流。
电源中电势__________的一极是正极，电势__________的一极是负极。
第二部分 恒定电场
思考：导体中的自由电荷为什么会定向移动？
当导体两端存在__________时，导线内会很快形成__________方向的__________。
恒定电场：任何位置的电荷分布和电场强度都__________随时间变化，基本性质与静电场__________。
在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系__________恒定电场。
第三部分 恒定电流
思考1：在恒定电场的作用下，导体中自由电荷会做什么样的运动？
思考2：自由电荷会在导体中一直加速吗？
恒定电流：__________、__________都不随时间变化的电流。
定义：______________________________跟______________________________的比值。
物理意义：是表示____________________的物理量。
定义式：__________
国际单位：__________（符号：__________），1A＝1__________
常用单位：__________（__________）、__________（__________），1A＝__________mA＝__________μA
方向：规定__________定向移动的方向为电流方向。
在电源外部，电流从__________流向__________；电源的内部，电流从__________流向__________。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向__________。
电解液中正、负离子定向移动方向虽然__________，但正、负离子定向移动形成的电流方向是__________的。
电流强度有__________和__________，是__________。
"安时"（__________）或"毫安时"（__________）：电池容量单位，电池放电时能输出的__________。
第四部分 拓展学习
【例】在以下情境中，求通过导线的电流大小。
有一条横截面积S＝1mm2的铜导线，通过的电流I＝1A，已知铜的密度ρ＝8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10-2kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023ml-1，电子的电量e＝-1.6×10-19C，求铜导线中自由电子定向移动的速率。可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。
电子定向移动的速率约__________m/s，电场的传播速率__________m/s，电子热运动的平均速率__________m/s。
【思考】既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？
【自我测评】
1．（2022·全国·高三专题练习）北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时，则环中运行的电子数目为（ ）
A．5×1012个B．5×1011个C．1×1012个D．1×1014个
2．（2022上·天津南开·高二天津市第二南开中学校考阶段练习）如图所示的是电解池，在1s的时间内，共有3C的正离子和3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流大小是（ ）
A．0B．1.5 A
C．3 AD．6 A
3．（2022·山东·高密三中高二开学考试）安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕原子核运动可等效为一环形电流。图为一分子电流模型，电荷量为e的电子以角速度ω绕原子核沿顺时针方向做匀速圆周运动，则该环形电流的大小和方向为（ ）
A．eω2π，逆时针B．2πeω，顺时针
C．πe2ω，逆时针D．eω2π，顺时针
4．（2022上·北京丰台·高二统考期末）宏观现象是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动形成电流。如图所示为一块均匀的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。在导体EF两侧加上电压U，导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷守恒定律，单位时间内通过导体横截面的电荷量应相同。设电子的带电量为e，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间Δt内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目N为（ ）
A．N=nvabΔtB．N=nvbcΔt
C．N=nvabΔtD．N=nvbcΔt
5．（2021·重庆市万州第二高级中学）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数n是（ ）
A．IeS2UmB．IeSmeU
C．IeS2eUmD．IeSm2eU
【学后反思】
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