第1節(jié),電源和電流

1、本文格式為word版，下載可任意編輯第1節(jié),電源和電流 第 第 1 節(jié) 電源和電流 核心 素養(yǎng) 物理觀念 科學(xué)思維 1.了解電流的形成條件、電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場。 2.理解電流的定義、定義式、單位及方向的規(guī)定，會用公式 qit 分析相關(guān)問題。 會推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式，從微觀的角度熟悉影響電流大小的因素。 學(xué)問點一 電 源 觀圖助學(xué) 如圖所示，a、b 分別帶正、負(fù)電荷，假如在它們之間連接一條導(dǎo)線 r，導(dǎo)線 r 中自由電子會在靜電力的作用下定向移動，電子在導(dǎo)線中定向移動，導(dǎo)線中有瞬間電流，我們想在導(dǎo)線中產(chǎn)生持續(xù)的電流，應(yīng)當(dāng)怎樣解決呢？ 1.電源的概念：在電路中把在靜電力作用下移動到導(dǎo)體 a

2、 的電子搬運到導(dǎo)體 b 的裝置。 2.電源的作用 (1)在導(dǎo)體 a、b 兩端維持肯定的電勢差。 (2)使電路中保持持續(xù)的電流。 3.常見的電源 思索推斷 (1)電源能把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。() (2)必需有電源，自由電荷才能在電路中移動。() 學(xué)問點二 恒定電流 觀圖助學(xué) 雷鳴電閃時，強大的電流使天空發(fā)出刺眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光，這是由于有持續(xù)的電流流過小燈泡，電流是怎么形成的呢？ 1.恒定電場 (1)定義：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場。 (2)形成：導(dǎo)線內(nèi)的電場，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。 (3)特點：導(dǎo)線內(nèi)的電場線與導(dǎo)

3、線平行，電荷的分布是穩(wěn)定的，導(dǎo)線內(nèi)的電場是沿導(dǎo)線切線方向的恒定電場。 2.電流 (1)概念：電荷的定向移動形成電流。 (2)物理意義：表示電流強弱程度的物理量。 (3)符號及單位：電流用符號 i 表示，單位是安培，符號為 a。常用單位還有毫安(ma)和微安(a)，1 a10 3 ma10 6 a。 (4)表達(dá)式：i qt (q 是在時間 t 內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面上的電荷量)。 (5)方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向。 3.恒定電流 (1)概念：大小、方向都不隨時間變化的電流。 (2)形成：恒定電場使自由電荷速率增加，自由電荷與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子的碰撞，使自由電荷速率減小，最終表現(xiàn)為平均速

4、率不變。 思索推斷 (1)恒定電場就是勻強電場。() (2)電流既有大小，又有方向，是矢量。() (3)恒定電流的大小、方向均不變。() (4)由于 i qt ，所以說 i 正比于 q，反比于 t。(), (1)從電子移動的角度看 電源的作用是搬運電子，維持電源正、負(fù)極間有肯定的電勢差，從而保持電路中有持續(xù)電流。電源 p 在內(nèi)部能把電子從正極 a 搬運到負(fù)極 b，如圖所示。 (2)從能量轉(zhuǎn)化的角度看 搬運電子的過程就是克服靜電力做功的過程，從而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 在恒定電場中，任何位置的電荷分布和電場強度都不隨時間變化，因此其基本性質(zhì)與靜電場相同。 電流的方向與正電荷定向移動的方向相同

5、，與負(fù)電荷定向移動的方向相反。 電荷定向移動形成電流，不論是導(dǎo)體內(nèi)還是其他空間只要有電荷定向移動就可形成電流，如氫原子中核外電子做勻速圓周運動時，形成了一環(huán)形電流等。 核心要點 對電流的理解 觀看探究 如圖所示，在裝有導(dǎo)電液體的細(xì)管中，有正、負(fù)兩種電荷向相反的方向運動，在時間 t 內(nèi)通過細(xì)管某截面的正電荷為 q 1 ，通過此截面的負(fù)電荷為 q 2 。 (1)確定通過導(dǎo)電液體中電流的方向； (2)計算導(dǎo)電液體中電流的大小。 答案 (1)電流方向為正電荷定向移動方向或負(fù)電荷定向移動方向的反方向，故導(dǎo)電液體中電流方向為由左向右。 (2)i |q1 |q 2 |t。 探究歸納 1.電流的形成 電荷的定

6、向移動形成電流。當(dāng)把導(dǎo)體和電源連接后，導(dǎo)體中形成恒定電場，導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力的作用下定向移動形成電流。 (1)產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端有電壓。 (2)形成持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合。 2.電流的方向 規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負(fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反，金屬導(dǎo)體中自由移動的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。 3.電流的大小 (1)i qt 是電流的定義式，inesv 是電流的打算式，故電流的大小與通過導(dǎo)體橫截面的電荷量以及通電時間無關(guān)。 (2)公式 i qt 求出的是電流在時間 t 內(nèi)的平均值，對于恒定電流其瞬時值與平均值相等。

7、 (3)qit 是求電荷量的重要公式。 4.電流是標(biāo)量 電流雖然有方向，但是它遵循代數(shù)運算法則，所以電流不是矢量而是標(biāo)量。 導(dǎo)師點睛 推斷一個物理量是矢量還是標(biāo)量，關(guān)鍵是看其運算法則是否滿意平行四邊形定則。 試題案例 例 1 下列說法中正確的是( ) a.導(dǎo)體中電荷運動就形成了電流 b.在國際單位制中，電流的單位是安培(a) c.電流有方向，它是一個矢量 d.任何物體，只要其兩端電勢差不為零，就有電流存在 解析 自由電荷定向移動才形成電流，僅有電荷移動但不是定向移動則不行，故選項 a 錯誤；形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有電壓，且必需是導(dǎo)體而非任何物體，故選項 d 錯誤；電流有方向，但它是標(biāo)量，

8、故選項 c 錯誤。 答案 b 例 2 如圖所示，電解池內(nèi)有一價的電解液，t 時間內(nèi)通過溶液內(nèi)面積為 s 的截面的正離子數(shù)是 n 1 ，負(fù)離子數(shù)是 n 2 ，設(shè)元電荷為 e，以下說法中正確的是( ) a.當(dāng) n 1 n 2 時電流強度為零 b.當(dāng) n 1 n 2 時，電流方向從 ab，電流強度為 i （n1 n 2 ）et c.當(dāng) n 1 n 2 時，電流方向從 ba，電流強度為 i （n2 n 1 ）et d.溶液內(nèi)電流方向從 ab，電流強度為 i （n1 n 2 ）et 解析 正離子定向移動方向就是電流方向，負(fù)離子定向移動的反方向也是電流方向；有正、負(fù)離子向相反方向經(jīng)過同一截面時，公式 i

9、qt 中的 q 應(yīng)是正、負(fù)離子電荷量肯定值之和，故 i （n1 n 2 ）et，電流方向由 a 指向 b，與正、負(fù)離子的數(shù)量無關(guān)，a、b、c 錯誤，d 正確。 答案 d 謹(jǐn)防易錯 電解液中正、負(fù)離子定向移動的方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動形成的電流方向是相同的，應(yīng)用 i qt 時，q 為正電荷總電荷量和負(fù)電荷總電荷量的肯定值之和。 針對訓(xùn)練 1 (多選)下列關(guān)于電流方向的說法中，正確的是( ) a.電流的方向就是自由電荷定向移動的方向 b.電流的方向就是正電荷定向移動的方向 c.在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反 d.在電解液中，電流的方向與正離子定向移動的方向相同 解析

10、 人們規(guī)定電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，與負(fù)電荷定向移動的方向相反，a 錯誤，b、d 正確；金屬導(dǎo)體中，自由電子的定向移動形成電流， 故在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反，c 正確。 答案 bcd 針對訓(xùn)練 2 某電解池中，若在 2 s 內(nèi)各有 1.010 19 個二價正離子和 2.010 19個一價負(fù)離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是( ) a.0 b.0.8 a c.1.6 a d.3.2 a 解析 電荷的定向移動形成電流，但"'"'電荷同時向相反方向定向移動時，通過某截面的電荷量應(yīng)是兩者肯定值的和。在 2 s 內(nèi)通過截面

11、的總電荷量應(yīng)為 q1.610 19 21.010 19 c1.610 19 12.010 19 c6.4 c。由電流的定義式知 i qt 6.42 a3.2 a。 答案 d 核心要點 電流的微觀表達(dá)式 要點歸納 1.電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo) 金屬導(dǎo)體中的電流跟自由電子定向移動的速率有關(guān)，它們之間的關(guān)系可用下述方法簡潔推導(dǎo)出來。 如圖所示，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為 s，自由電子數(shù)密度(單位體積內(nèi)的自由電子數(shù))為 n，自由電子定向移動的平均速率為 v，則時間 t 內(nèi)通過某一橫截面的自由電子數(shù)為 nsvt。由于電子電荷量為 e，因此，時間 t 內(nèi)通過橫截面的電荷量 qnesvt。依據(jù)電流的公式 i qt ，

12、就可以得到電流和自由電子定向移動平均速率的關(guān)系式(即電流的微觀表達(dá)式)inesv 導(dǎo)體左端的自由 電子到達(dá)右端 2.對電流的微觀表達(dá)式 inesv 的理解 (1)v 表示自由電子定向移動的平均速率。自由電子在不停地做無規(guī)章的熱運動，其速率為熱運動的速率，電流是自由電子在熱運動的基礎(chǔ)上向某一方向定向移動形成的。 (2)inesv 是由 i qt 推導(dǎo)而來的，它從微觀的角度闡明白打算電流強弱的因素，同時也說明白電流 i 既不與電荷量 q 成正比，也不與時間 t 成反比。 (3)從微觀上看，電流的大小不僅取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、電荷定向移動速率的大小，還與導(dǎo)體的橫截

13、面積有關(guān)。 試題案例 例 3 (多選)一橫截面積為 s 的銅導(dǎo)線，流過的電流為 i，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有 n 個自由電子，電子的電荷量為 q，此時電子的定向移動速率為 v，在 t 時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為( ) a.nvst b.nvt c. itq d. itsq 思路點撥 計算自由電子數(shù)目有以下兩條思路： (1)t 時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目等于t 時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量 it 與自由電子電荷量 q 的比值。 (2)t 時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目等于導(dǎo)線 vt 長度內(nèi)所含的自由電子數(shù)。 解析 由 i qt可得，在 t 時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量

14、 qit，所以在這段時間內(nèi)通過的自由電子數(shù)為 n itq，所以 c 正確，d 錯誤；由于自由電子定向移動的速率是 v，所以在時間 t 內(nèi)，位于橫截面積為 s、長為 lvt 的這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電子都能通過橫截面，這段導(dǎo)線的體積 vslsvt，所以 t 內(nèi)通過橫截面的自由電子數(shù)為 nnvnvst，a 正確，b 錯誤。 答案 ac 方法歸納 利用 inqsv 分析問題應(yīng)留意的三個方面 (1)各個物理量都要用國際單位。 (2)正確理解各符號的意義，特殊是 n 表示導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，v 表示自由電荷定向移動速度的大小。 (3)若已知單位長度的自由電荷數(shù)為 n，則電流的微觀表達(dá)式為 inqv

15、針對訓(xùn)練 3 一段粗細(xì)勻稱的導(dǎo)線的橫截面積為 s，導(dǎo)線內(nèi)自由電子的電荷量為 e，導(dǎo)線單位長度內(nèi)自由電子數(shù)為 n，自由電子做無規(guī)章運動的速率為 v，單位時間內(nèi)通過某一橫截面的自由電子數(shù)為 n。則導(dǎo)線中的電流為( ) a.nesv b.nev c.n d.ne 解析 若由電流的微觀表達(dá)式 inqsv 來解，本題中 inev，其中 v應(yīng)為電子定向移動的速率，故 a、b 錯誤；由電流定義式 i qt 可知 ine，故 d 正確。 答案 d 核心要點 三種不同速率的比較 要點歸納 自由電荷定向移動速率 自由電荷定向移動形成電流，其中電荷定向移動的速率一般為10 5 m/s 的數(shù)量級 無規(guī)章熱運動速率 導(dǎo)

16、體中的自由電子在不停地做無規(guī)章運動，由于沿各個方向無規(guī)章運動的機會相等，故不能形成電流。常溫下自由電子熱運動的速率的數(shù)量級為 10 5 m/s 電場傳播速率(或電流傳導(dǎo)速率) 就是導(dǎo)體中建立電場的速率，等于光速，為 310 8 m/s。閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場，電路中各處的自由電子幾乎同時定向移動，整個電路也幾乎同時形成了電流 試題案例 例 4 一根導(dǎo)線，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當(dāng)電流較大時，以下說法正確的是( ) a.單位體積內(nèi)自由電子數(shù)較多 b.自由電子定向移動的速率較大 c.自由電子的熱運動速率較大 d.電流的傳導(dǎo)速度較大 解析 對同一根導(dǎo)線單位體積內(nèi)的自由

17、電子數(shù)是一樣的，a 錯誤；電流和自由電子的定向移動的速率有關(guān)，與自由電子的熱運動速率無關(guān)，故 b 正確，c 錯誤；電流的傳導(dǎo)速度是電場的形成速度等于光速 c，和電流的大小無關(guān)，選項 d 錯誤。 答案 b 針對訓(xùn)練 4 導(dǎo)線中的電流是 1 a，導(dǎo)線的橫截面積為 1 mm 2 。 (1)在 1 s 內(nèi)，有多少個電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量 e1.610 19 c)? (2)自由電子的平均移動速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有 8.510 28 個自由電子)? (3)自由電子沿導(dǎo)線定向移動 1 m，平均要多少時間？ 解析 (1)n qe ite 6.251018 個。 (2)由公式 inesv， 得

18、 vines 18.510 28 1.610 19 110 6 m/s7.3510 5 m/s。 (3)沿導(dǎo)線移動 1 m 需用時 t17.3510 5 s3.78 h。 答案 (1)6.2510 18 個 (2)7.3510 5 m/s (3)3.78 h 1.(對電源的理解)下列說法中正確的是( ) a.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極搬運到正極，保持兩極之間有電壓 b.電源把正、負(fù)電荷分開的過程就是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的過程 c.電荷的移動形成電流 d.只要電路中有電源，電路中就會形成持續(xù)的電流 解析 在電源內(nèi)部，電源把電子由正極搬運到負(fù)極，這一過程要克服靜電力做功，其他形式的能

19、轉(zhuǎn)化為電勢能，故選項 a 錯誤，b 正確；電荷的定向移動才形成電流，選項 c 錯誤；電路中要形成持續(xù)的電流，既要有電源，電路又要閉合，兩者缺一不行，故選項 d 錯誤。 答案 b 2.(對電流的理解)關(guān)于電流，下列說法中正確的是( ) a.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，電流越大 b.電子定向運動的速率越大，電流越大 c.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大 d.由于電流有方向，所以電流是矢量 解析 據(jù) i qt 可知，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大，并非通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，電流就越大，故 a 錯誤，c 正確；依據(jù)電流的微觀表達(dá)式 inqvs 可知，

20、電子定向運動的速率越大，電流不肯定越大， 還與單位體積內(nèi)自由電子數(shù) n、橫截面積 s 有關(guān)，故 b 錯誤；電流有大小和方向，但電流是標(biāo)量，故 d 錯誤。 答案 c 3.(對 i qt 的理解和應(yīng)用)電路中有一電阻，通過電阻的電流為 5 a，當(dāng)通電 5 分鐘時，通過電阻橫截面的電子數(shù)為( ) a.1 500 個 b.9.37510 19 個 c.9.37510 21 個 d.9.37510 20 個 解析 由公式 qit 得，n qe ite 9.3751021 個，故選 c。 答案 c 4.(電流微觀表達(dá)式的理解)有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，乙是

21、甲的 2 倍，下列說法中正確的是( ) a.通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同 b.通過乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的 2 倍 c.乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率是甲導(dǎo)體的 2 倍 d.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率大小相同 解析 由于單位時間內(nèi)通過乙橫截面的電荷量是甲的 2 倍，因此乙導(dǎo)體中的電流是甲的 2 倍，故 a 錯誤，b 正確；又 inqsv，則 vinqs ，由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)(n、q 不知道)，所以 v 的關(guān)系無法推斷，c、d 錯誤。 答案 b 5.(對三種不同速率的理解)(多選)一段粗細(xì)勻稱的金屬導(dǎo)體的橫截面積是 s，導(dǎo)體單位長度內(nèi)的自由電子數(shù)為 n，金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為

22、 e，自由電子做無規(guī)章熱運動的速率為 v 0 ，導(dǎo)體中通過的電流為 i，則下列說法中正確的有( ) a.自由電子定向移動的速率為 v 0 b.自由電子定向移動的速率為 vines c.電場傳播的速率為真空中的光速 c d.自由電子定向移動的速率為 vine 解析 對電流微觀表達(dá)式 inqsv 式中 n 為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)，而本題中 n 為單位長度內(nèi)的自由電子數(shù)，t 時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的自由電子數(shù)為長度是 vt 內(nèi)的自由電子，其數(shù)量為 nvt，電荷量 qnvte，所以電流 i qt nev，所以vine ，電場是以光速傳播的，故 c、d 正確。 答案 cd 基礎(chǔ)過關(guān) 1.關(guān)于電源的作用

23、，下列說法正確的是( ) a.電源的作用是能為電路持續(xù)地供應(yīng)自由電荷 b.電源的作用是能直接釋放出電能 c.電源的作用就是能保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流 d.電源的作用就是使自由電荷運動起來 解析 電源并不是產(chǎn)生電荷的裝置，它的作用是保持導(dǎo)體兩端有肯定的電勢差，從而使電路中有持續(xù)的電流產(chǎn)生，故選項 c 正確。 答案 c 2.關(guān)于導(dǎo)線中的電場，下列說法正確的是( ) a.導(dǎo)線內(nèi)的電場線可以與導(dǎo)線相交 b.導(dǎo)線內(nèi)的電場 e 是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的 c.電路元件所積累的電荷分布是穩(wěn)定的，故導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài) d.導(dǎo)線中的電場是靜電場的一種 解析 導(dǎo)線內(nèi)的電場線與

24、導(dǎo)線是平行的，故 a 錯誤；導(dǎo)線中的電場是電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，故 b 正確；導(dǎo)線內(nèi)電場不為零，不是靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)線中的電場是恒定電場，并非靜電場的一種，故 c、d 錯誤。 答案 b 3.(多選)關(guān)于電流的方向，下列描述正確的是( ) a.規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向 b.規(guī)定自由電荷定向移動的方向為電流的方向 c.在金屬導(dǎo)體中，自由電子定向移動的方向為電流的反方向 d.在電解液中，由于正、負(fù)離子的電荷量相等，定向移動的方向相反，故無電流 答案 ac 4.在導(dǎo)體中有電流通過時，下列說法正確的是( ) a.電子定向移動速率接近光速 b.電子定向移動速率即是電場傳導(dǎo)

25、速率 c.電子定向移動速率即是電子熱運動速率 d.在金屬導(dǎo)體中，自由電子只不過在速率很大的無規(guī)章熱運動上附加了一個速率很小的定向移動 解析 電子定向移動的速率很小，數(shù)量級為 10 5 m/s，在金屬導(dǎo)體中，自由電子只不過在速率很大的熱運動上附加了一個速率很小的定向移動，故 a 錯誤，d正確；電場的傳導(dǎo)速率為光速 c310 8 m/s，無規(guī)章熱運動速率的數(shù)量級為 10 5 m/s，故 b、c 錯誤。 答案 d 5.一臺半導(dǎo)體收音機，電池供電的電流是 8 ma，也就是說( ) a.1 h 電池供應(yīng) 8 c 的電荷量 b.1 000 s 電池供應(yīng) 8 c 的電荷量 c.1 s 電池供應(yīng) 8 c 的電

26、荷量 d.1 min 電池供應(yīng) 8 c 的電荷量 解析 由公式 i qt 可得 tqi ，故供應(yīng) 8 c 電荷量時的通電時間 t8810 3 s 1 000 s，故選項 b 正確。 答案 b 6.(多選)給一粗細(xì)不勻稱的同種材料制成的導(dǎo)體通電，下列說法正確的是( ) a.粗的地方電流大，細(xì)的地方電流小 b.粗的地方電荷定向移動速率大，細(xì)的地方小 c.各處的電流大小相等 d.粗的地方電荷定向移動速率小，細(xì)的地方大 解析 同一根導(dǎo)線上的電流相等，故 a 錯誤，c 正確；由 inqsv 可得 vinqs ，粗的地方電荷定向移動速率小，細(xì)的地方大，故 b 錯誤，d 正確。 答案 cd 7.通過甲、乙兩

27、導(dǎo)線橫截面的電荷量之比為 35，甲、乙兩導(dǎo)線通電時間之比為32，則通過甲、乙兩導(dǎo)線的電流之比為( ) a.15 b.25 c.52 d.51 解析 由電流的計算式 i qt 得i 1i 2 q 1t 1 t 2q 2 q 1q 2 t 2t 1 35 23 25 ，b 正確。 答案 b 8.銅的摩爾質(zhì)量為 m，密度為 ，每摩爾銅原子有 n 個自由電子，今有一根橫截面積為 s 的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為 i 時，電子平均定向移動的速率為( ) a.光速 c b.ines c.inesm d.mines 解析 假設(shè)電子定向移動的速率為 v，那么在 t 時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積 v

28、ts 中的自由電子數(shù)，而體積為 vts 的銅的質(zhì)量為 vts，摩爾數(shù)為 vtsm，所以電荷量 q vtsnem，因電流 i qt vsnem，于是得到 vmines 。 答案 d 9.某一探測器因射線照耀，內(nèi)部氣體電離，在時間 t 內(nèi)有 n 個二價正離子到達(dá)陰極，有 2n 個電子到達(dá)探測器的陽極，則探測器電路中的電流為( ) a.0 b. 2net c. 3net d. 4net 解析 由于正、負(fù)電荷的定向移動對電流的形成都有貢獻，故由 i qt ，得 in2e2net 4net，故選 d。 答案 d 10.北京正負(fù)電子對撞機的儲存環(huán)是周長為 240 m 的近似圓形軌道。當(dāng)環(huán)中電子以光速的11

29、0 流淌而形成 10 ma 的電流時，求：環(huán)中運行的電子數(shù)目。(已知光速 c310 8 m/s，電子電荷量 e1.610 19 c) 解析 電子運動一周所需要的時間 t240110 3108 s810 6 s 在圓形軌道上任取一橫截面，則在 t 時間內(nèi)通過該橫截面的電荷量為 qit1010 3 810 6 c810 8 c 環(huán)中運行的電子數(shù) n qe 810 81.610 19 個510 11 個。 答案 510 11 個 力量提升 11.如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來，已知截面積 s 鋁 2s 銅 。在銅導(dǎo)線上取一截面 a，在鋁導(dǎo)線上取一截面 b，若在 1 s 內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么通過這兩個截面的電流的大小關(guān)系是( ) a.i a i b b.i a 2i b c.i b 2i a d.不能確定 解析 這個題目中有許多干擾項，例如兩個截面的面積不相等、導(dǎo)線的組成材料不同等。但解題關(guān)鍵是通過兩截面的電子數(shù)在單位時間內(nèi)相等，依據(jù) i qt 可知電流相等。 答案