2018高考物理 考前復(fù)習(xí)利器之靜電場和電路 專題6 直流電路 電源、電流、電動(dòng)勢(shì)學(xué)案.doc

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電源、電流、電動(dòng)勢(shì) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解電源在電路中的作用，電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的條件。 　　2．從電流的形成過程理解電流形成的內(nèi)因和外因。 　　3．理解電流的定義和電流方向的規(guī)定并能熟練運(yùn)用。 　　4．知道電動(dòng)勢(shì)的定義，能夠從能的轉(zhuǎn)化方面理解靜電力和非靜電力以及對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)別。 【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一、在電路中形成電流的條件 1．電流的形成 　　電荷定向移動(dòng)形成電流。 電荷的熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看，不能形成電流．(如圖) 2．形成電流的條件 　　（1）從整個(gè)電路看，有電源的閉合電路中存在持續(xù)的電流； 　?。?）從一段導(dǎo)體來看，導(dǎo)體兩端必須有電壓才有可能有電流； 　?。?）從微觀上看，導(dǎo)體中有自由移動(dòng)的電荷以及有電場作用在這些電荷上是形成電流的必需具備的條件。 要點(diǎn)二、電流的定義 1．電流的意義 　　電路中的電流有強(qiáng)弱之分和流向的不同，為了表達(dá)電流的強(qiáng)弱人們定義了電流強(qiáng)度，簡稱為電流，為了便于表達(dá)電流的流向人們規(guī)定了電流的方向。 2．電流的定義 　　通過導(dǎo)體橫截面的電荷量跟通過這些電荷量所用時(shí)間的比值，叫做電流。用表示。 　　定義式：． 　　要點(diǎn)詮釋：①公式中是通過橫截面的電荷量而不是單位橫截面的電荷量。 　?、陔姾闪坎坏鹊耐N電荷同向通過某一橫截面時(shí)，，兩種電荷反向通過某一橫截面時(shí)， 　　　，不能相互抵消。 　?、蹤M截面的選取是任意的，電流的大小與橫截面無關(guān)。 3．方向 　　規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颉? 　　要點(diǎn)詮釋：①金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。（如圖） 　?、陔娊庖褐姓⒇?fù)離子定向移動(dòng)的方向雖然相反，但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的。 　?、墼陔娫赐獠康碾娐分?，電流是從電源的正極流向負(fù)極；在電源內(nèi)部的電路中，電流是從電源的負(fù)極流向正極。 　?、茈娏骷扔写笮∮钟蟹较?；但它不是矢量，而是標(biāo)量。 4．單位 　　在國際單位制中它的單位是安培，簡稱安（）。它是國際單位制中七個(gè)基本單位之一，常用的單位還有毫安、微安； 　?。? 　　注意：電流的單位是規(guī)定的，而電量的單位是導(dǎo)出的，即． 5．直流：方向不隨時(shí)間變化的電流． 　 恒定電流：方向和強(qiáng)弱都不隨時(shí)間變化的電流． 要點(diǎn)三、電流形成的原因及恒定電流 1．恒定電場的產(chǎn)生 　　恒定電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。 2．恒定電場的作用 　　恒定電場的作用是使構(gòu)成電路的導(dǎo)體中的自由電荷在電場力的作用下定向移動(dòng)，形成電流。 3．恒定電流 　　自由電荷受到的電場力、它運(yùn)動(dòng)過程中與其它微觀粒子碰撞所受到的阻力，這兩個(gè)力共同的作用效果使自由電荷做勻速運(yùn)動(dòng)，形成恒定電流。 　　要點(diǎn)詮釋：①如果電源發(fā)生變化，恒定電場就會(huì)發(fā)生變化，電流的大小和方向都可能發(fā)生變化，此時(shí)電路中的電流不再是恒定電流（以后將要學(xué)習(xí)的脈動(dòng)電流或交流電就屬此種情況）。 　?、陔姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的速度和我們通常所說的電流的速度不是一回事！電荷定向移動(dòng)的速度很小，在的銅導(dǎo)線中的電流，自由電子定向移動(dòng)的速度才是。而電流的速度是電場的傳播速度,接近光速． 4．三種速率的區(qū)別 （1）電流的傳導(dǎo)速率等于光速． （2）電子的定向移動(dòng)速率，其大小與電流強(qiáng)度有關(guān)． （3）電子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)速率，與溫度有關(guān). 要點(diǎn)四、電源及電動(dòng)勢(shì) 1．電源 　?。?）定義：電源是把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 　　例如：干電池和蓄電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，水輪發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 　?。?）作用：電源有正、負(fù)兩個(gè)極，兩極間有一定的電壓，將一段導(dǎo)體（或一段電路）接到電源兩極間，導(dǎo)體（或一段電路）兩端就有了一定的電壓，可見電源能在導(dǎo)體（或電路）兩端保持一定的電壓。 　　注意：不同的電源，兩極間的電壓不同，這是由電源本身性質(zhì)不同。 2．非靜電力 　　（1）定義：電流在電源內(nèi)部是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)的，這不是靜電力的作用，而是在電源內(nèi)部存在著從低電勢(shì)指向高電勢(shì)的某種力，它驅(qū)使正電荷逆著靜電力從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，這種力稱為非靜電力。 　?。?）種類：干電池、鈕扣電池、蓄電池等的非靜電力是一種化學(xué)作用；發(fā)電機(jī)的非靜電力是磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的作用；光電池的非靜電力來源于光電效應(yīng)。 　　注意：非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 3．電動(dòng)勢(shì) 　?。?）定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫做電源的電動(dòng)勢(shì)，用表示。 　　（2）公式：。 　?。?）單位：伏特（），簡稱伏。 　?。?）物理意義：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功。 　　（5）方向：電動(dòng)勢(shì)E是標(biāo)量，但是有方向。為研究問題方便，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流方向，即由電源負(fù)極指向正極。 　?。?）電動(dòng)勢(shì)的測量：． 要點(diǎn)詮釋：①電源電動(dòng)勢(shì)是電源的屬性，與移動(dòng)的電荷量和它所做的功無關(guān)； 　?、陔娫措妱?dòng)勢(shì)的大小取決于非靜電力的性質(zhì)，與電源的大小無關(guān)。例如干電池?zé)o論是號(hào)、號(hào)、號(hào)，其電動(dòng)勢(shì)都是； 　?、墼诓煌碾娫粗?，非靜電力不同，其做功本領(lǐng)也不同，即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，非靜電力做功多少不同，則轉(zhuǎn)化成電能的多少也不同。 4．電源的內(nèi)阻和容量 　　（1）電源的內(nèi)阻 　?、俣x：電源的內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻。 　　②意義：內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)同為電源的重要參數(shù)。 　　要點(diǎn)詮釋：電源的內(nèi)阻在使用過程中變化較大，使用時(shí)間越長，內(nèi)阻越大；電源的內(nèi)阻決定了電源的負(fù)載能力，內(nèi)阻越小，它所能負(fù)載的用電器功率越大。 　?。?）電源的容量 　?、俣x：電源的容量就是電源放電時(shí)能輸出的總電荷量，通常以安培時(shí)（）或毫安時(shí)（）為單位。 　?、谔攸c(diǎn)：電源的容量與放電狀態(tài)有關(guān)，同樣的電源，小電流、間斷性放電要比大電流連續(xù)放電的電容量大。 　　對(duì)于同一種電池來說，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越小。 要點(diǎn)五、規(guī)律與方法指導(dǎo) 1．要注意把靜電場對(duì)電荷施加力的作用以及移動(dòng)電荷做功的有關(guān)知識(shí)，運(yùn)用到恒定電路中的恒定場中來分析問題，要重視從能的轉(zhuǎn)化方面理解電源的作用以及電動(dòng)勢(shì)的定義。 2．掌握電流的計(jì)算方法 　　①取一截面 　?、谌∫欢吻‘?dāng)?shù)臅r(shí)間 　　③求出時(shí)間內(nèi)通過截面的電量 　?、苡汕蠼?。 3．常見的幾種電流 　?、俳饘賹?dǎo)體中電流； 　　②做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的電荷形成的等效電流（為周期）　 　?、垭娊庖褐械碾娏鳎ê头謩e為正負(fù)離子在時(shí)間內(nèi)通過電解液某截面的總電量） 4．電源非靜電力移動(dòng)電荷做的功． 5．決定電流大小的微觀量 在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體上選取兩個(gè)截面和，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為．導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為，每個(gè)電荷的電荷量為，電荷的定向移動(dòng)速率為，則在時(shí)間內(nèi)處于相距為 的兩截面、間的所有自由電荷將通過截面 ． . . 【典型例題】 類型一、電流的微觀解釋 例1.如圖所示，表示粗細(xì)均勻的一段金屬導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為，單位體積中自由電子的數(shù)量是，求導(dǎo)體中電流的表達(dá)。 　　　　　　　　　　　　 　　【答案】 【解析】在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面和，它們之間的距離在數(shù)值上等于，這樣在單位時(shí)間內(nèi)，在橫截面和之間的自由電子將全部通過橫截面，設(shè)導(dǎo)體橫截面積為，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為，每個(gè)自由電子所帶的電荷量為，則內(nèi)的自由電荷總數(shù)為，總電荷量，即通過導(dǎo)體的電流． 　　【總結(jié)升華】從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、電荷量、定向移動(dòng)速度，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。 舉一反三： 【變式1】)在橫截面積為S的均勻銅導(dǎo)線中流過恒定的電流I。已知電子電量為e，單位體積的銅導(dǎo)線內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)為n，則電子在銅導(dǎo)線定向移動(dòng)的速率（即速度大小）可表示為（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】本題考查的是對(duì)電流微觀表達(dá)式的理解，關(guān)鍵是理解和的物理意義，式中為單位體積內(nèi)自由電子數(shù)，時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的自由電子數(shù)為體積是內(nèi)的自由電子，其數(shù)量為，電荷量，所以電流，所以，故正確答案為B。 【變式2】關(guān)于電流強(qiáng)度，下列說法中正確的是（ ） A．導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向移動(dòng)速率等于電流的傳導(dǎo)速率； B．電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流強(qiáng)度越大； C．電流強(qiáng)度是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向運(yùn)動(dòng)方向； D．在國際單位制中，電流強(qiáng)度是一個(gè)基本物理量，其單位安培是基本單位． 【答案】D 【解析】電流的傳導(dǎo)速率等于光速，電子的定向移動(dòng)速率，其大小與電流強(qiáng)度有關(guān)，A、B錯(cuò)；規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，但電流?qiáng)度不是矢量，C錯(cuò)；在國際單位制中，電流強(qiáng)度是一個(gè)基本物理量，其單位安培是基本單位，D正確. 【變式3】一長為的橫截面積為的均勻?qū)w，在其兩端加上電壓，于是導(dǎo)體中就有勻強(qiáng)電場，在電場力的作用下，導(dǎo)體中的自由電子(電量是)被加速，電子運(yùn)動(dòng)過程中又與做熱運(yùn)動(dòng)的陽離子相撞而使電子受到阻力，如果認(rèn)為阻力的大小與電子運(yùn)動(dòng)的平均速度成正比，其大小可寫成 (是常數(shù))．當(dāng)電場力與阻力平衡時(shí)電子便以恒定的速率做定向移動(dòng)，的值應(yīng)是多大? 【答案】. 【解析】如圖， 電場力等于阻力： ， 而，所以： ， 得：. 類型二、等效電流的計(jì)算 例3.電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率在半徑為的軌道上運(yùn)動(dòng)，用表示電子電荷量，則其等效電流為多少？ 【答案】. 【解析】形成電流的運(yùn)動(dòng)電荷是電子，通過某一橫截面的電荷量，電子通過該橫截面的時(shí)間為電子運(yùn)動(dòng)的周期，即，故。 　　【總結(jié)升華】由電流的定義可知，只要在電荷經(jīng)過的空間某位置取一橫截面，明確在一定的時(shí)間內(nèi)通過該截面的電量，則電流可求。 舉一反三： 　　【變式】已知電子的電荷量為，質(zhì)量為。氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？ 　　【答案】． 【解析】本題考查的是等效電流的問題，關(guān)鍵是確定在一段時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電荷量，根據(jù)電流的定義式即可算出等效電流的大小。截取電子運(yùn)動(dòng)軌道的任一截面，在電子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，通過這個(gè)截面的電荷量，則有： 　　　　　　 　　　　　　?、? 　　　　　再由庫侖力提供向心力，有：． 　　　　　得　　　　?、? 　　　　　由①②解得：． 　　【總結(jié)升華】對(duì)于等效電流的求解問題，一定要找出一段時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電荷量，才能運(yùn)用電流的定義式求出電流的大小。本題的難點(diǎn)就是確定通過某一橫截面的電荷量和時(shí)間。 例4.某電解槽橫截面積為，若內(nèi)沿相反方向通過橫截面的正、負(fù)離子的電荷量均為，則電解液中的電流________。 　　【答案】 　　【解析】從形成電流這一方面來看，的負(fù)離子形成的電流等效于的正電荷沿相反方向形成的電流，所以內(nèi)相當(dāng)于有的電荷通過某截面，所以電解液中的電流　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　． 【總結(jié)升華】弄清在的時(shí)間內(nèi)有多少電量通過某橫截面，由可計(jì)算電流。準(zhǔn)確地找出定義式中電荷量和時(shí)間的數(shù)值是解題的關(guān)鍵，是通過整個(gè)橫截面的電荷量，不是單位面積上的電荷量，故電流與橫截面積的大小無關(guān)。 舉一反三： 　　【變式1】在電解液導(dǎo)電中，若在內(nèi)分別有的正離子和的負(fù)離子通過電解槽中與電流方向垂直的截面，則電路中的電流是多少？若內(nèi)有的正、負(fù)離子分別在陰極和陽極放電，則電路中的電流是多少？ 　　【答案】　 【解析】本題考查的是電解液導(dǎo)電問題，關(guān)鍵要找出在某一截面時(shí)間所通過的電荷量。 　　在電解質(zhì)溶液中，電流等于同一截面上正、負(fù)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值之和與所用時(shí)間之比，所以 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　電解質(zhì)溶液中各種離子的質(zhì)量、電荷量都可能不同，它們?cè)陔妶鲋兴茈妶隽Φ拇笮?、加速度的大小、速度大小也各不相同，在同一時(shí)間內(nèi)通過電解液某一截面的正、負(fù)離子數(shù)可能不同，特別是在陽極附近的正離子可以認(rèn)為剛被加速，速度為零，而負(fù)離子的速度卻被加速至最大，所以在陽極附近的橫截面上，在內(nèi)只通過的負(fù)電荷，故電流（陰極附近同理為），則電路中的電流為。 誤區(qū)警示： 　?。?）在金屬導(dǎo)體中，形成電流的電荷只有電子，而在電解液中，形成電流的自由電荷是正、負(fù)離子，通過某一橫截面的電荷量為正、負(fù)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值之和； 　?。?）橫截面的選取也很關(guān)鍵。取好橫截面可以簡化解題過程，本題第二問選取陽極或陰極附近的橫截面就是這個(gè)原因。 【變式2】如圖所示，電解硝酸銀()時(shí)，在內(nèi)從陰極上析出的銀，已知銀的摩爾質(zhì)量，求： (1)安培表的示數(shù)； (2)在內(nèi)通過電解液中間橫截面的銀離子的總電量． 【答案】(1)； (2) 【解析】在5s內(nèi)；到達(dá)陰極的電量等于到達(dá)陰極銀離子的電量： . 安培表的示數(shù)為： . 內(nèi)通過電解液橫截面的銀離子電量為通過橫截面總電量的一半： . 類型三、對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)的理解 　　例5.關(guān)于電動(dòng)勢(shì)的說法中正確的是（ ） 　　A．電動(dòng)勢(shì)的大小，與非靜電力所做的功的大小成正比，與移送電荷量的大小成反比 　　B．電動(dòng)勢(shì)是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關(guān) 　　C．電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量 　　D．電動(dòng)勢(shì)的單位與電勢(shì)差的單位相同，故兩者在本質(zhì)上相同 　　【答案】BC 【解析】本題考查了電動(dòng)勢(shì)的基本概念，關(guān)鍵要正確地理解電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)用比值定義的物理量，但這個(gè)物理量與這兩個(gè)相比的項(xiàng)沒有關(guān)系，它是由電源本身決定的，是表征其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。電動(dòng)勢(shì)和電壓盡管單位相同，但本質(zhì)上是不相同的，故選B、C。 　　【總結(jié)升華】一個(gè)用比值定義的物理量，這個(gè)物理量與這兩個(gè)相比的項(xiàng)沒有關(guān)系，如：電場強(qiáng)度是通過電荷所受的電場力與電荷量的比值定義的，但電場強(qiáng)度與力、電荷的電荷量沒有關(guān)系；電容器的電容是通過電荷量與兩極間的電壓的比值定義的，但電容與所帶電荷量及極板間電壓也都沒有關(guān)系。 舉一反三： 【變式】關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（ ） 　 A．電源電動(dòng)勢(shì)等于電源正負(fù)極之間的電勢(shì)差。 　 B．電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差有一樣的單位，所以電動(dòng)勢(shì)就是電勢(shì)差。 　 C．電源電動(dòng)勢(shì)總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān)。 　 D．電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多。 【答案】A B 【解析】電源電動(dòng)勢(shì)反映電源將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電源正、負(fù)極之間的電勢(shì)差為電源的路端電壓，只有當(dāng)電源處于斷路狀態(tài)時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)才等于路端電壓，A錯(cuò)；電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)雖然單位相同，但卻是兩個(gè)不同的概念，B錯(cuò)；電動(dòng)勢(shì)反映本身的特性，與外電路的結(jié)構(gòu)無關(guān)．故電源接不同的電路，電源的電動(dòng)勢(shì)不會(huì)變化，C錯(cuò)；由電動(dòng)勢(shì)的物理意義可知，電動(dòng)勢(shì)等于電路中通過電量時(shí)所提供的能量，也等于非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功，D正確。 【總結(jié)升華】理解電動(dòng)勢(shì)的概念，知道電動(dòng)勢(shì)的含義是正確解題關(guān)鍵。 類型四、靜電力與非靜電力的區(qū)別 例6．以下說法中正確的是（ ） 　　A．在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷地定向移動(dòng)形成電流 　　B．靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減少 　　C．在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到達(dá)正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力 　　D．靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能增加 【答案】D 【解析】本題考查的是靜電力和非靜電力，關(guān)鍵是理解靜電力和非靜電力的概念及其作用。電源內(nèi)部非靜電力做功使電荷的電勢(shì)能增加，而靜電力移動(dòng)電荷做正功的過程使電勢(shì)能減少，故D項(xiàng)對(duì)。 　　【總結(jié)升華】無論電源內(nèi)部還是外部都存在著電場，在外電路中只有電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，而在電源內(nèi)部，有電阻，電場力也做一部分功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但有非靜電力對(duì)電荷做功，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 舉一反三： 【變式】關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（ ） A．電源電動(dòng)勢(shì)越大，表明它將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大 B．電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓 C．電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功 D．電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功 【答案】ABD 【解析】由電動(dòng)勢(shì)的物理意義可知，電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)其兩極間的電壓，也等于電路中通過電量時(shí)所提供的能量,所以ABD正確 類型五、電源中的能量轉(zhuǎn)化 　　例7．移動(dòng)電話中的鋰電池電動(dòng)勢(shì)為，某次通話時(shí)，電流為，時(shí)間為，那么此次通話過程有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？ 　　【答案】 【解析】本題考查了電動(dòng)勢(shì)的定義式及相應(yīng)的功能關(guān)系，非靜電力做了多少功，就有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，只要表示出非靜電力做的功即可。 　　　　　，， 　　　所以． 　　【總結(jié)升華】只要非靜電力做功，電勢(shì)能就增加，非靜電力做了多少功，電勢(shì)能就增加多少；而電動(dòng)勢(shì)，W為非靜電力做的功，則增加的電勢(shì)能．解決此類問題時(shí)，要注意區(qū)分電場力做功和非靜電力做功。 舉一反三： 【變式】將電動(dòng)勢(shì)為的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為，當(dāng)電路中有的電荷流過時(shí)，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． 【答案】(1). (2). (3). 【解析】由電動(dòng)勢(shì)的定義可知，在電源內(nèi)部中非靜電力每移送電荷，有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．也可認(rèn)為在電源中，非靜電力移送電荷做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電路中，電場力移送電荷做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． (1).電源中共有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能． (2).外電路中共有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． (3)內(nèi)電壓. ∴.內(nèi)電路中共有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．也可由能量守恒求出：. 類型六、直線加速器 例8.來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為的直線加速器加速,形成電流為的細(xì)柱形質(zhì)子流.已知質(zhì)子電荷.這個(gè)質(zhì)子流每秒鐘打到靶上的質(zhì)子數(shù)為___________.假定分步在質(zhì)子源到靶之間的電場是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距和的兩處,各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為和,則_____________. 【答案】，. 【解析】 （1）由于每秒通過某截面的電荷所帶電量即為電流強(qiáng)度，則：由即：　　（個(gè)）． （2）由于質(zhì)子是從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，由得： 由于所取為極短距離，可認(rèn)為在此距離內(nèi)質(zhì)子分別以、速度勻速運(yùn)動(dòng)，由于形成的電流恒為，則在兩段距離內(nèi)質(zhì)子的總電量分別為：,則 由，則 【解析】本題主要考查的是電流強(qiáng)度的微觀解釋，即單位時(shí)間內(nèi)流過某截面的電荷所帶電量，第②問的處理方法也與教材中電流強(qiáng)度的微觀解釋的推導(dǎo)相類似。在計(jì)算中主要注意兩點(diǎn)：（1）對(duì)連續(xù)發(fā)射的質(zhì)子源在加速電場中的每處均形成穩(wěn)定電流強(qiáng)度的理解。（2）近似處理問題。在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中的每一極小位移內(nèi)均可認(rèn)為勻速運(yùn)動(dòng)，這也是教材中即時(shí)速度的定義方法。 此題根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可直接求得。初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，故在距質(zhì)子源為和處很小一段距離內(nèi)質(zhì)子的速度之比為，而電流強(qiáng)度相同，所以速度小的質(zhì)子需產(chǎn)生相同的電流，必須以較多的數(shù)目同時(shí)穿過一小截面。即,所以在上述位置取一段極小的質(zhì)子流，其中質(zhì)子數(shù)比定為。