2022届高三物理一轮专题复习汇编：求电流三公式的理解及应用 .docVIP

PAGE1 / NUMPAGES3 一.必备知识 1．电流 (1)导体中形成电流的条件 ①导体中有能够自由移动的电荷。 ②导体两端存在电压。 (2)电流的方向 与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向eq \x(\s\up1(04))相反。在外电路中电流由电源正极流向负极，在内电路中电流由电源负极流向正极。 电流虽然有方向，但它是标量。 (3)定义式：I＝eq \f(q,t)。 (4)微观表达式：I＝nqSv。 (5)单位：安培(安)，符号A,1 A＝1 C/s。 2.利用“柱体微元”模型求电流 利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以下基本思路： 设柱体微元的长度为L，横截面积为S，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，电荷定向移动的速率为v，则： (1)柱体微元中的总电荷量为Q＝nLSq。 (2)电荷通过横截面的时间t＝eq \f(L,v)。 (3)电流的微观表达式I＝eq \f(Q,t)＝nqvS。 4．电流表达式的比较 公式 适用范围 字母含义 定义式 I＝eq \f(Q,t) 一切 电路 Q：(1)是通过导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量 (2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，Q＝|Q1|＋|Q2| 微观式 I＝nqSv 一切 电路 n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：电荷定向移动的速率 决定式 I＝eq \f(U,R) 金属、 电解液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 二.典型例题： 题型一：固体中的电流 例1　如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为(　　) A．vq B.eq \f(q,v) C.qvS D.eq \f(qv,S) 思维引导： (1)请写出电流的定义式。 提示：I＝eq \f(Q,t)。 (2)根据题中符号写出时间t内穿过导体横截面的电荷量Q。 提示：Q＝qvt。 答案：选A。 解析：I＝eq \f(Q,t)，其中Q＝qvt，所以I＝qv，故A正确。 题型二：液体中的电流 例2：　如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有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e为元电荷，以下说法正确的是(　　) A．当n1＝n2时，电流大小为零 B．当n1n2时，电流方向从A→B，电流大小I＝eq \f(?n1－n2?e,t) C．当n1n2时，电流方向从B→A，电流大小I＝eq \f(?n2－n1?e,t) D．电流方向从A→B，电流大小I＝eq \f(?n2＋n1?e,t) 答案　D 解析　在电解质溶液导电时，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，所以电流大小应该是I＝eq \f(?n2＋n1?e,t)，电流方向按规定应是从A→B，故D正确。 三.举一反三，巩固练习 1．关于电流，下列说法中正确的是(　　) A．通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 B．电子运动的速率越大，电流越大 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．因为电流有方向，所以电流是矢量 答案　C 解析　电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，故A错误，C正确；电流的微观表达式I＝nqSv，电流的大小由单位体积的自由电荷数、每个自由电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B错误；电流是标量，故D错误． 2.(2015·安徽高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　) A.eq \f(mv2,2eL) B.eq \f(mv2Sn,e) C．ρnev D.eq \f(ρev,SL) 答案　C 解析　根据E＝eq \f(U,L)，U＝IR，I＝neSv，R＝ρeq \f(L,S)，得到E＝nevρ，C正确。 3．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，关于该环形电流的说法，正确的是(　　) A．电流大小为eq \f(ve,2πr)，电流方向为顺时针 B．电流大小为eq \f(ve,r)，电流方向为顺时针 C．电流大小为eq \f(ve,2πr)，电流方向为逆时针 D．电流大小为eq \f(ve,r)，电流方向为逆时针 答案　C 解析　电子做圆周运动的周期T＝eq \f(2πr,v)，由I＝eq