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一、选择题
1．下列叙述正确的是( )
A．通过导体某一截面的电荷量越多，电流越大 B．通电时间越短，电流越大
C．在单位时间内，通过导体某一截面的电荷量越多，电流越大 D．通过单位横截面积的电荷量越多，电流越大 答案 C
2．在示波管中，电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( )
－－
A．4.8×106 A B．3.0×1013 A
－－
C．9.6×1016 A D．3.0×106 A 答案 A
解析 电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则2 s通过示波管横截面的电子数为6×1013
－
6×1013×1.6×1019－
个，因此电流I＝ A＝4.8×6 A.
2
3．一个半径为r(米)的细橡胶圆环，均匀地带上Q(库仑)的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )
QQω2Qω
A．Q B. C. D.
2π2ππ
答案 C
解析 负电荷Q均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面则一个周期T
q
内穿过此截面的电荷量为Q，因此应用电流的定义式I＝，再结合圆周运动相关的知识即可
t
2πqQQω
求解．T＝，I＝＝＝. ωtT2π4．某电解池，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )
A．0 B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A 答案 D
解析 由于电解液中，正、负两种离子的定向移动形成电流，故1 s内流过某截面的电
－
荷量为正、负离子所带电荷量的代数和，即q＝(5×1018×2＋1.0×1019)×1.6×1019 C＝3.2
q3.2
C，故通过这个截面的电流为I＝＝ A＝3.2 A.
t1
5．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是电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场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 答案 B
6．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 答案 AB
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解析
截取圆环的任一截面S，如右图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有：I=
qQ= tT2?Q?又T=，所以I=
?2?由上式可知，选项A、B正确． 7．下列说法中正确的是( ) A．导体中电荷运动就形成了电流 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 答案 B
解析 自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C错误．
二、计算论述题
8．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m.求在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内电子个数是多少？
IΔLm答案
e2eU
1
解析 根据动能定理eU＝mv2①
2
根据电流定义公式q＝It＝ne②
ΔL
根据题意t＝v③
IΔLm解①②③得n＝
e2eU
9．某同学学习本节后认为电路接通后，自由电子从电源出发，以很大(可能接近光速)的定向移动速率，在金属导线中运动，很短时间到达用电器，所以不会看到开灯好长时间才见灯亮的现象，请利用下面有关资料探究该同学说法的正确性．横截面积S＝1 mm2铜导线，可允许通过电流为1 A，铜在单位体积中自由电子数为8.5×1028个/m3.
答案 见解析
解析 由电流的微观表达式I＝neSv知
I1－5
v＝＝ m/s －19－6m/s＝7.4×1028neS8.5×10×1.6×10×10
1
可见v?光速c＝3×108 m/s，以这样的速度传播1 m长导线需用时t＝－ s＝3.8
7.4×105h，显然与实际不符，其实是在恒定电场的作用下，电路中的电子几乎同时定向移动，即整个电路几乎同时形成了电流．
10．在彩色电视机的显像管中，电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速，且形成大小为I的电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收，设电子的质量为m，电荷量为e，进入加速电场之前的初速不计．求：
(1)时间t内打在荧光屏上的电子数为多少？ (2)荧光屏受到的平均作用力为多大？
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ItI
答案 (1) (2)2mUe
ee
解析 (1)求时间t内打在荧光屏上的电子数，关键是求出在这段时间打在荧光屏上的总电荷量Q，单个电子的电荷量是e，便可求得电子数N.
在时间t内打在荧光屏上的总电荷量是：Q＝It.
单个电子的电荷量为e，则打在荧光屏上的总电子数是：
QItN＝＝
ee
(2)求作用力的方法很多，如受力分析、根据运动和力的关系即牛顿运动定律等．对本题来说，我们可以较简单地求出电子在一段时间的平均加速度，由牛顿第二定律便可求出平均作用力．
1
设电子在打到荧光屏之前的瞬时速度为v，由能量守恒定律得：Ue＝mv2，则v＝
2
2UeIT
，设电子与荧光屏作用的时间为T，则这段时间内的总电子数为：N′＝ me
2Uemv
在时间T内电子的平均加速度为：a＝＝ TT
由牛顿第二定律可得：
2Ue
ITm
mI
F＝m总a＝N′ma＝＝2mUe.
eTe
第2节 电动势
要点一 正确理解电源的作用
电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解．
图2－2－2
(1)如图2－2－2所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B.A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流．但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，从而在水管中就有源源不断的水流了．电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬送到正极，从而保持正负极间有一定的电势差，电路中便有持续的电流．
(2)从能量转化的角度来看，当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少转化为其它形式的能．如图2－2－2所示，当抽水机将B中的水抽到A中的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的势能．同理在电源内部如图2－2－3所示，由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服静电力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看．电源是把其它形式的能转化为电能的装置．
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图2－2－3
要点二 常见的几种电池
实验室和日常生活中用得最多的电池是化学电池，各种化学电池基本上是由电解质溶液和插在其中的正、负电极组成．正、负电极用不同的金属或者碳棒制成．
圆筒形干电池是一种广泛使用的电源，用氯化铵作电解质．这种电池按体积大小有多种规格，电动势都是1.5 V．层叠电池也是一种干电池，它由多个电池组合而成，电动势较高．碱性电池的外形和电动势与干电池一样，但改用强碱性物质氢氧化钾或氢氧化钠做电解质，容量比同体积的干电池大得多，常用在小型录音机、照相闪光灯等耗电荷量大的用电器中．
钮扣式氧化银电池体积小，可用于电子表、便携式计算器等．它的正极是氧化银，负极是锌，电解液是氢氧化钾溶液．该电池的电动势为1.55 V.
可再充电的电池叫二次电池，镍氢电池、锂离子电池等都是二次电池．常用在移动电话、手提电脑等需要重新充电的用电器中．
铅蓄电池也是一种二次电池，它的负极是铅板，正极是涂了一层过氧化铅的铅板，电解液是硫酸溶液．它的电动势是2 V.
硅光电池是一种将光能转化为电能的电池．这种电池性能稳定，使用寿命长．在人造卫星上常用硅光电池做电源．目前硅光电池的成本较高，能量转换效率较低，这限制了它的使用范围.
电压与电源电动势如何区别？ 电压 表示静电力做功将电能转化成其他形式意义 的能的本领 定义 决定因素 测量方法 联系
电源电动势 表示非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领 WWABE＝，将单位电荷量的正电荷从电qUAB＝，将单位电荷量的正电荷从导q源负极移到正极时，非静电力做的体一端移到另一端时，静电力做的功 功 由电源及导体电阻、导体连接方法而决定 由电源本身决定，与其他因素无关 ①将内阻很大的电压表并联在电源将电压表并联在被测电路两端 两端，且外电路断开 ②用伏安法 电路闭合时，E＝U内＋U外 电路断开时，E＝U开路 一、电动势的理解
【例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正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功
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