（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流本章學(xué)科素養(yǎng)提升學(xué)案.docx

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第八章 恒定電流 利用“柱體微元”模型求解電流的微觀問(wèn)題時(shí)，注意以下基本思路： 設(shè)“柱體微元”的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，電荷定向移動(dòng)的速率為v，則： (1)“柱體微元”中的總電荷量為Q＝nLSq. (2)電荷通過(guò)“柱體微元”的時(shí)間t＝. (3)電流的微觀表達(dá)式I＝＝nqvS. 例1　如圖1所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(　　) 圖1 A. B. C．ρnev D. 答案　C 解析　由電流定義可知：I＝＝＝neSv.由歐姆定律可得：U＝IR＝neSvρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確． 例2　在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是(　　) A.B.C.D. 答案　B 解析　在加速電場(chǎng)中有eU＝mv2，得v＝.在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)電荷量為q＝IΔt＝I，則電子個(gè)數(shù)n＝＝，B正確． (1)電路簡(jiǎn)化 把電容器所在的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上． (2)電容器的電壓 ①電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓． ②電容器所在的支路中沒(méi)有電流，與之串聯(lián)的電阻無(wú)電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線． (3)電容器的電荷量及變化 ①利用Q＝UC計(jì)算電容器初、末狀態(tài)所帶的電荷量Q1和Q2； ②如果變化前后極板帶電的電性相同，通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1－Q2|； ③如果變化前后極板帶電的電性相反，通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2. 例3　阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖2所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為(　　) 圖2 A.B.C.D. 答案　C 解析　S斷開時(shí)等效電路圖如圖甲所示． 甲 電容器兩端電壓為U1＝R＝E； S閉合時(shí)等效電路圖如圖乙所示． 乙 電容器兩端電壓為U2＝R＝E， 由Q＝CU得＝＝，故選項(xiàng)C正確． 例4　如圖3所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置．閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)．如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是(　　) 圖3 A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大兩板間的距離 D．?dāng)嚅_開關(guān)S 答案　B 解析　由閉合電路歐姆定律可知，增大R1的阻值會(huì)使總電阻增大，總電流減小，電源內(nèi)電路電勢(shì)降落減小，R1兩端電壓增大，則電容器兩板間電壓增大，板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴所受電場(chǎng)力增大，油滴將向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電路穩(wěn)定時(shí)R2中無(wú)電流，R2阻值變化對(duì)電路無(wú)任何影響，選項(xiàng)B正確；只增大板間距離d，會(huì)使板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，電容器放電，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．