[理化生]21電源和電流上課用-資料下載頁
2025-01-19 14:22本頁面
【正文】 ＝qt＝n 1 q 1 ＋ n 2 q 2t ＝? 5 . 6 2 5 1018＋ 4 . 7 3 5 1018? 2 1 . 6 10－ 190 . 0 4 A ≈ 83 A ． 方向與銅離子定向移動的方向相同 ． 答案 ： 83 A 方向與銅離子定向移動的方向相同 返回 半徑為 R 的橡膠圓環(huán)均勻帶正電 ， 總電荷量為 Q， 現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速率 ω沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動 ， 則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流方向沿什么方向 ？ 電流多大 ？ 【 思路點撥 】 不管是否真的形成電流，假想成形成電流然后依據(jù)電流的定義式求得電流大?。? 等效電流問題 例 2 返回 【精講精析】 依據(jù)電流的定義式 I ＝qt. 截取圓環(huán)的任一截面 S ，橡膠圓環(huán)運動一周的時間 T 內(nèi)，通過這個截面的電荷量為 Q ，則： I ＝Q T又 T ＝2πω， I ＝Qω2π， 方向與正電荷移動方向相同即沿逆時針方向 ． 【 答案 】 見精講精析 返回 【名師歸納】 等效電流的 形成可以是電荷轉(zhuǎn)動通過某一截面，也可以是平動經(jīng)過某一截面，根據(jù)電流的定義，只要電荷發(fā)生定向運動就可以看做產(chǎn)生了電流，而等效電流的計算要緊抓電荷定向運動方向上的一個截面，看時間 t 內(nèi)通過這個截面的電荷量的數(shù)值 q ，由 I ＝qt可計算 ． 返回 變式訓(xùn)練 2 半徑為 R 的橡膠圓環(huán)均勻帶正電 ，總電荷量為 Q， 現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度 ω勻速轉(zhuǎn)動 ， 則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有 ( ) A． 若 ω不變而使電荷量 Q變?yōu)樵瓉淼?2倍 ， 則電流也將變?yōu)樵瓉淼?2倍 B． 若電荷量 Q不變而使 ω變?yōu)樵瓉淼?2倍 ， 則電流也將變?yōu)樵瓉淼?2倍 C． 若使 ω、 Q不變 ， 將橡膠環(huán)拉伸 ， 使環(huán)半徑增大 ， 電流將變大 D．若使 ω、 Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小 返回 解析： 選 A B . 截取圓環(huán)的任一截面 S ，如 圖所示，在橡膠圓環(huán)運動一周的時間 T 內(nèi)，通過這個截面的電荷量為 Q ，則有： I ＝qt＝QT，又 T ＝2 πω，所以 I ＝Qω2 π. 由上式可知，選項 A 、 B 正確 ． 返回 電流微觀表達式 I＝ nqSv 的應(yīng)用 例 3 有一橫截面積為 S 的銅導(dǎo)線 ， 流經(jīng)其中的電流為 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 ， 此時電子定向移動的速率為 v ， 則在 Δ t 時間內(nèi) ， 通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為 ( ) A ． n v Δ tS B ． n v Δ t C.I Δ tq D.I Δ tSq 返回 【自主解答】 根據(jù)電流 I ＝ n q S v ，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目為 N0＝Iq＝ n v S Δ t 時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目為 N ＝ N0Δ t ＝ n v S Δ t 在 Δ t 時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為 Q ＝ I Δ t 在 Δ t 時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電子數(shù)目為 N ＝Qq＝I Δ tq，所以 A 、 C 正確． 返回 【 答案 】 AC 【 規(guī)律總結(jié) 】 在電流的微觀表達式 I＝ nqSv中，n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，是由導(dǎo)體本身的材料決定的，與導(dǎo)體的長度和橫截面的大小無關(guān)． 返回 變式訓(xùn)練 3 (2022年包集高二檢測 )如圖 2－ 1－ 2所示 ， 將左邊的銅導(dǎo)線與右邊的鋁導(dǎo)線連接起來 ，已知鋁導(dǎo)線的橫截面積是銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍 ，在銅導(dǎo)線上取一個截面 A， 在鋁導(dǎo)線上取一個截面 B， 若在 1秒內(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 ( ) A． 電流相等 B． 電流不相等 C． 自由電子定向移動的速率相等 D． 自由電子定向移動的速率不相等 圖 2－ 1－ 2 返回 解析： 選 A D. 由電流定義知 I ＝qt＝net，故 A 正確， B 錯誤 ． 由電流的微觀表達式 I ＝ n S q v 知， I 、 n 、 q 均相等，因為S A S B ，所以 v A v B ，故 C 錯誤， D 正確 ．
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