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第十一章　
电路及其应用
第1节　电源和电流
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场．
2. 理解电流的定义，会用公式q＝It分析相关问题．
3. 会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义．
活 动 方 案
活动一：知道电源的作用和形成电流的条件
我们已经知道，在夏日的阴雨天气里，电闪雷鸣之时，天空中发出的耀眼闪光就是空气中的电荷在带电云层产生的电场中的火花放电．如果我们把电荷的定向运动叫作电流的话，这种剧烈的放电就是一种强大的电流．但它转瞬即逝．如何能得到一种持续的电流呢？
甲
如图甲所示，有A、B两个导体，分别带等量异种电荷，它们的周围存在着电场，如果在它们之间连接一条导线H，回答下列问题：
1. 导线中的自由电荷将如何移动？
【答案】由B流向A.
2. A、B周围的电场如何变化？A、B间的电势差如何变化？
【答案】减弱，变小．
3. 导线中的电流是瞬时的还是持续的？
【答案】瞬时的．
4．倘若在A、B之间连接一个装置P(图乙)，它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷．这样，A、B之间始终存在电势差，H内就会存在持续的电
乙
流．能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A、B分别是电源的正、负极．导线H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，是平行于导线的稳定的电场，称为恒定电场．在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用．
(1) 电源的定义：能把电子从电源____________(选填“正”或“负”)极搬运到电源____________(选填“正”或“负”)极的装置．
(2) 电源的作用：使导体两端始终存在____________．
(3) 电路中产生持续电流的条件：电路中有____________且电路____________．
正
负
电势差
电源
闭合
活动二：理解电流的定义和表达式
1. 电荷的定向移动形成电流，电流的强弱程度用物理量电流(I)来描述．一段时间内通过导体横截面的电荷量(q)与这段时间(t)的比值叫作电流．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大．
(1) 写出电流的定义式和单位．
说明：用定义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) 人们把____________(选填“正”或“负”)电荷定向移动的方向规定为电流的方向．电流的方向与负电荷定向移动的方向相____________．电流虽然有方向，但它不是矢量而是标量．
2. 计算电流的大小
正
反
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____________，方向与自由电子运动的方向____________(选填“相同”或“相反”).
1 A
相反
如图所示的电解槽接入电路后，在时间t内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设元电荷为e，以下说法正确的是(　　)
【答案】D
安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其电流的等效电流强度I和方向为(　　)
【答案】C
3. 阅读教材“STSE：电动汽车中的电池”，了解电池的容量．
(1) 容量：电池放电时输出的____________．单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h).
(2) 如图所示是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法错误的是(　　)
总电荷量
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A. 该电池的容量为60 A·h
B. 该电池以6 A的电流放电，可以工作10 h
C. 该电池以6 A的电流放电，可以工作60 h
D. 该电池充满电可贮存的电荷量为2.16×105 C
【解析】 从标识牌可知电池的容量为60 A·h，即以6 A的电流放电可工作10 h，故A、B正确，C错误；该电池充满电可贮存的电荷量q＝60×3 600 C＝2.16×105 C，故D正确．故选C.
【答案】C
活动三：推导电流的微观表达式
1. 推导电流的微观表达式．
如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，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，导体每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.求导体AD内：
(1) 自由电荷的总数量N；
(2) 自由电荷的总电荷量Q；
(3) 自由电荷全部通过横截面D所用的时间t；
(4) 电流大小I.
(2) 比较三种速率
电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是I＝neSv中的v，大小约为10-4 m/s.
电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．
2. 某根导线的横截面积为S，通过的电流为I.已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动的速率为(　　)
【答案】A
检 测 反 馈
1
1. 下列关于电源的说法，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. 电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差
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】 电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，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，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错误，B正确．电路中有电流不仅需要电源，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．
【答案】B
1
2. 关于电流的方向，下列说法正确的是(　　)
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
【解析】 无论在何种导体中，电流的方向都是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，故A、B、D错误，C正确．
【答案】C
2
3. 我国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，当环中的电流是10 mA时(设电子的速度是3×107 m/s，电子电荷量e＝1.6×10-19 C)，在整个环中运行的电子数目为(　　)
A. 5×1011　　 B. 5×1010　　 C. 1×102　　 D. 1×104
3
【答案】A
4. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)
4
【答案】D
4
5. 如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，则(　　)
A. 通过这两个截面的电流不相等
B. 粗导线中电流大
C. 通过这两个截面的自由电子定向移动的速率相等
D. 自由电子在粗导线中定向移动的速率小
5
【答案】D
5
6. 如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内各有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？
6
7. 一条导线中的电流为50 μA，在3.2 s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
7
8. 如图所示，某手机的说明书标明该手机电池容量为4 000 mA·h，待机时间为22 d，请估算该手机的待机电流有多大．说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17 h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍．
8
……
手机类型 智能手机、4G手机……
屏幕分辨率 1 920×1 080像素(FHD)
电池容量 4 000 mA·h
电池类型 不可拆卸电池
……
待机时间 22 d
8
谢谢观看
Thank you for watching11.1电源和电流
1. 了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场．
2. 理解电流的定义，会用公式q＝It分析相关问题．
3. 会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义．
我们已经知道，在夏日的阴雨天气里，电闪雷鸣之时，天空中发出的耀眼闪光就是空气中的电荷在带电云层产生的电场中的火花放电．如果我们把电荷的定向运动叫作电流的话，这种剧烈的放电就是一种强大的电流．但它转瞬即逝．如何能得到一种持续的电流呢？
如图甲所示，有A、B两个导体，分别带等量异种电荷，它们的周围存在着电场，如果在它们之间连接一条导线H，回答下列问题：
1. 导线中的自由电荷将如何移动？
2. A、B周围的电场如何变化？A、B间的电势差如何变化？ 甲
3. 导线中的电流是瞬时的还是持续的？
　
4．倘若在A、B之间连接一个装置P(图乙)，它能在B失去电子的过程中，不断地从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定数量的正、负电荷．这样，A、B之间始终存在电势差，H内就会存在持续的电流．能把电子从A搬运到B的装置P就是电源，A、B分别是电源的正、负极．导线H内 乙
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，是平行于导线的稳定的电场，称为恒定电场．在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用．
(1) 电源的定义：能把电子从电源________(选填“正”或“负”)极搬运到电源________(选填“正”或“负”)极的装置．
(2) 电源的作用：使导体两端始终存在________________．
(3) 电路中产生持续电流的条件：电路中有________且电路________．
1. 电荷的定向移动形成电流，电流的强弱程度用物理量电流(I)来描述．一段时间内通过导体横截面的电荷量(q)与这段时间(t)的比值叫作电流．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大．
(1) 写出电流的定义式和单位．
说明：用定义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) 人们把________(选填“正”或“负”)电荷定向移动的方向规定为电流的方向．电流的方向与负电荷定向移动的方向相________．电流虽然有方向，但它不是矢量而是标量．
2. 计算电流的大小
(1) 金属导体中电流的计算：金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝ 计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量．
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________，方向与自由电子运动的方向________(选填“相同”或“相反”).
(2) 电解液中电流的计算：电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝ 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．
如图所示的电解槽接入电路后，在时间t内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设元电荷为e，以下说法正确的是(　　)
A. 当n1＝n2时，电流强度为0
B. 当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度I＝
C. 当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝
D. 电流方向从A→B，电流强度I＝
(3) 环形电流的计算：环形电流的计算采用等效电流的观点分析．所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流．对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流．利用I＝＝ 求等效电流．
安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其电流的等效电流强度I和方向为(　　)
A. ，顺时针　　 B. ，顺时针
C. ，逆时针　　 D. ，逆时针
3. 阅读教材“STSE：电动汽车中的电池”，了解电池的容量．
(1) 容量：电池放电时输出的________．单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h).
(2) 如图所示是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法错误的是(　　)
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A. 该电池的容量为60 A·h
B. 该电池以6 A的电流放电，可以工作10 h
C. 该电池以6 A的电流放电，可以工作60 h
D. 该电池充满电可贮存的电荷量为2.16×105 C
1. 推导电流的微观表达式．
如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，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，导体每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.求导体AD内：
(1) 自由电荷的总数量N；
(2) 自由电荷的总电荷量Q；
(3) 自由电荷全部通过横截面D所用的时间t；
(4) 电流大小I.
说明：(1) 电流的微观表达式I＝nqSv的理解：I＝ 是电流的定义式，I＝nqvS是电流的决定式，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关．
(2) 比较三种速率
电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率，也是I＝neSv中的v，大小约为10-4 m/s.
电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．若电厂距离用户100 km，电厂送电后需要经过t＝＝ s＝3.3×10-4 s后，用户家里的电灯才能亮．
电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．
2. 某根导线的横截面积为S，通过的电流为I.已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动的速率为(　　)
A. 　　 B. C. 　 D.
1. 下列关于电源的说法，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. 电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差
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
2. 关于电流的方向，下列说法正确的是(　　)
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
3. 我国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，当环中的电流是10 mA时(设电子的速度是3×107 m/s，电子电荷量e＝1.6×10-19 C)，在整个环中运行的电子数目为(　　)
A. 5×1011　　 B. 5×1010　　 C. 1×102　　 D. 1×104
4. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)
A. 　　 B. nvΔt
C. 　　 D.
5. 如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，则(　　)
A. 通过这两个截面的电流不相等
B. 粗导线中电流大
C. 通过这两个截面的自由电子定向移动的速率相等
D. 自由电子在粗导线中定向移动的速率小
6. 如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内各有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？
7. 一条导线中的电流为50 μA，在3.2 s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
8. 如图所示，某手机的说明书标明该手机电池容量为4 000 mA·h，待机时间为22 d，请估算该手机的待机电流有多大．说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17 h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍．
……
手机类型 智能手机、4G手机……
屏幕分辨率 1 920×1 080像素(FHD)
电池容量 4 000 mA·h
电池类型 不可拆卸电池
……
待机时间 22 d
第十一章　电路及其应用
第1节　电源和电流
【活动方案】
活动一：
1. 由B流向A.
2. 减弱，变小．
3. 瞬时的．
4. (1) 正　负　(2) 电势差　(3) 电源　闭合
活动二：
1. (1) I＝，国际单位制中，电流的单位是安培，简称“安”，符号是A.常用单位还有毫安(mA)和微安(μA).
(2) 正　反
2. (1) 1 A　相反
(2) D　在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以，电流强度应该是I＝，电流方向应是从A→B.
(3) C　电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为T＝，根据电流的定义式得电流强度为I＝＝＝，因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故C正确．
3. (1) 总电荷量
(2) C　从标识牌可知电池的容量为60 A·h，即以6 A的电流放电可工作10 h，故A、B正确，C错误；该电池充满电可贮存的电荷量q＝60×3 600 C＝2.16×105 C，故D正确．故选C.
活动三：
1. (1) N＝nlS.
(2) Q＝Nq＝nlSq.
(3) t＝.
(4) I＝＝＝nqvS.
2. A　设该导线中自由电子定向移动的速率为v，自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t，每个原子可提供一个自由电子，则导线中原子数目与自由电子的数目相等，为n＝NA.t时间内通过导线横截面的电荷量为q＝ne，则电流强度I＝＝，解得v＝，故A正确．
【检测反馈】
1. B　电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，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，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错误，B正确．电路中有电流不仅需要电源，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. C　无论在何种导体中，电流的方向都是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，故A、B、D错误，C正确．
3. A　电子转一圈的时间t＝＝8×10-6 s，整个环中电子的电荷量Q＝It＝8×10-8 C，所以电子的数目n＝＝5×1011，故A正确．
4. D　在Δt时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vΔt，由于铜导线的横截面积为S，则在Δt时间内，电子经过的导线体积为V＝vΔtS，又由于单位体积的导线中有n个自由电子，则在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N＝nvSΔt，A、B错误；由于流经导线的电流为I，则在Δt时间内，流经导线的电荷量为q＝IΔt，而电子的电荷量为e，则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目也可表示为N＝，故C错误，D正确．
5. D　由电流定义式知，I＝＝，电流相等，故A、B错误；由电流的微观表达式I＝nSqv知，I、n、q均相等，因为SAvB，故C错误，D正确．
6. 电流方向与Na＋定向移动方向相同，即由A指向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运动，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I＝＝＝
A＝0.16 A．
7. 根据电流的定义式I＝，
可得q＝It＝5×10-5×3.2 C＝1.6×10-4C.
通过横截面的电子数为
n＝＝＝1.0×1015.
8. 根据电流的定义式I＝，可得待机电流I1和播放视频的电流I2，
I1＝＝ A＝7.58×10-3 A.
I2＝＝ A＝0.235 A，
所以 ≈31.11.1电源和电流
1 (2023徐州统考)关于电流和电源，下列说法中正确的是(　　)
A. 电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
B. 电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D. 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
2 (2024南通学业考试模拟)如图所示是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器所含电荷量为0.05 C，如果电容器在1 ms的时间内完成放电，则本次实验放电的平均电流为(　　)
A. 0.000 05 A B. 0.05 A
C. 50 A D. 500 A
3 (2025连云港期中)如图所示，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动．若棒横截面积为S，单位长度所带的电荷量为q，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是(　　)
A. qvS，与v同向 B. qvS，与v反向
C. ，与v同向 D. qv，与v反向
4 (2023徐州统考)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，每分钟有1.2×1013个重离子通过导线的横截面，横截面的面积为S＝6.4×10-7 m2，e＝1.6×10-19 C，那么电路中的电流是(　　)
A. 0.016 μA B. 1.6 mA
C. 16 μA D. 0.16 μA
5 (2025南京阶段测试)某电解池，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1 m2的某横截面，那么通过这个横截面的电流是(元电荷的电荷量为1.6×10-19 C)(　　)
A. 0 B. 0.8 A
C. 1.6 A D. 3.2 A
6 (2024南京期末)如图所示，电源正、负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电，t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1，一价负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是(　　)
A. 只有正离子的定向移动才能产生电流
B. 电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消
C. 电流I＝
D. 电流I＝
7 (2024南通期中)北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的圆形轨道，当环中电子以速度v沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为I，已知电子电荷量为－e，则环中运行的电子数目为(　　)
A. B. C. D.
8 (2025泰州中学期中)如图为一种心脏除颤器的原理图，在一次模拟治疗中，先将开关S接到位置1，电容器充电后电压为10 kV，再将开关S接到位置2，电容器在5 ms内通过人体模型完成放电．已知电容器的电容为20 μF，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是(　　)
A. 这次电容器充电后带电量为0.4 C
B. 这次放电过程的平均电流为40 A
C. 人体模型起到绝缘电介质的作用
D. 若充电至20 kV，则该电容器的电容为40 μF
9 (2023扬州统考)某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机(　　)
手机类型 智能手机
电池容量 4 000 mA·h
充电限制电压 4.35 V
待机时间 22 d
视频播放使用时间 17 h
A. 电池正常工作电压为4.35 V
B. 播放视频时的电流约为待机时的31倍
C. 电池能提供的电能为4 000 mA·h
D. 电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作17 h
10 (2024南通海门期中)如图所示为一水平绝缘盘，盘边缘均匀地固定着带负电的电荷，从上向下看，盘面沿逆时针方向匀速转动，则对该过程中形成的电流的理解正确的是(　　)
A. 如果仅将盘边缘固定的总电荷量加倍，则其形成的电流也加倍
B. 如果仅将盘面转动的角速度加倍，则其形成的电流减小
C. 如果仅增大盘的半径，则其形成的电流也增大
D. 如果仅增大盘的半径，则其形成的电流减小
11 (2023连云港海头高级中学校考)有一条铜导线，长为L，横截面积为S，通过的电流为I，已知铜的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e，认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子．求：
(1) 铜导线中自由电子定向移动的速率v；
(2) 自由电子因定向移动通过该导线需要的时间t.
12 (2023镇江扬中高级中学校考)雷雨天气电闪雷鸣，形成一幅壮观的自然景象，如图所示．某中学实验小组的同学为了探究闪电形成的条件，在实验室进行了模拟．假设某次实验时产生的电压为2.5×106 V、电流为2×104 A，该放电过程持续的时间为t＝1×10-3 s.问：
(1) 该放电过程放出的电荷量为多少？如果放电过程电荷以0.5 A的电流通过电灯(正常发光)，则可供电灯照明的时间为多少？
(2) 该放电过程对外释放的电能应为多少？
第1节　电源和电流
1. C　电流的传导速率不是导体内自由电子的定向移动速率，A错误；电源实质上不是用电器，电源是给用电器提供能量的装置，B错误；根据I＝ ，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，C正确；电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差，D错误．
2. C　根据题意，由电流的定义式I＝，可得本次实验放电的平均电流为I＝ A＝50 A，故C正确．
3. D　电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向即为电流的方向，故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动，形成等效电流，电流的方向与v反向，设橡胶棒的长度为l，则I＝＝qv，故D正确．
4. D　根据电流强度的定义，电路中的电流为I＝＝＝ A＝0.16 μA，故D正确．
5. D　由于正电荷受力的方向沿着电场线，负电荷受力的方向逆着电场线，而负电荷逆着电场线运动等效为正电荷顺着电场线运动，因此电流强度I＝＋＝ A＋ A＝3.2 A，故D正确．
6. D　负离子的定向移动也能产生电流，A错误；电解液内正、负离子向相反方向移动，电流加强，B错误；正离子产生的电流为I1＝，负离子产生的电流为I2＝，总电流为I＝I1＋I2 ，解得I＝，C错误，D正确．
7. B　电流的大小为I＝＝，则可得环中运行的电子数目为n＝，故B正确．
8. B　由电容的定义式C＝可得，这次电容器充电后带电量为Q＝CU＝20×10-6×10×103 C＝0.2 C，故A错误；由电流的定义式I＝可得，这次放电过程的平均电流为I＝＝ A＝40 A，故B正确；人体模型是导体，不能起到绝缘电介质的作用，故C错误；由电容的决定式C＝可知，充电至20 kV，则该电容器的电容不变，仍为20 μF，故D错误．
9. B　表格中的4.35 V是充电限制电压，不是电池正常工作电压，A错误；根据电流的定义式I＝，由于总电量不变，有 ＝＝≈31，B正确；电池能提供的电量为4 000 mA·h，C错误；电池充满电后以100 mA的电流工作时，有t1＝＝ h＝40 h，D错误．
10. A　设圆盘转动的角速度为ω，则周期T＝，则等效电流I＝＝，则如果仅将盘边缘固定的总电荷量q加倍，则其形成的电流I也加倍，故A正确；如果仅将盘面转动的角速度ω加倍，则其形成的电流I也加倍，故B错误；如果仅增大盘的半径，则其形成的电流不变，故C、D错误．
11. (1) 根据公式，可得单位体积内自由电子数目为n＝，
电流I＝＝neSv，
解得v＝.
(2) 由题意可知，时间为t＝，
解得t＝.
12. (1) 根据电流的定义式I＝，
解得q＝It＝2×104×1×10-3 C＝20 C，
即放电过程放出的电荷量为20 C，
可供电灯照明的时间应为t′＝＝ s＝40 s.
(2) 该放电过程对外释放的电能为
E＝qU＝20×2.5×106 J＝5×107 J.

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