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2019-2020年高中物理
2.1电源和电流练习新人教版选修3-1基础夯实
一、选择题1~4题为单选题,
5、6题为多选题1.关于电源,下列说法中正确的是 A.电源的作用是为电路提供自由电荷B.电源的作用是自己直接释放出电能C.电源的作用是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用是使自由电荷运动起来答案C解析电源的作用是把其他形式的能转化为电能,为电路提供持续而稳定的电压,使导体中自由电荷定向移动释放电能,所以只有C项正确2.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,电流的单位是安培AC.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3.金属导体内电流增强,是因为 A.导体内单位体积的自由电子数增多B.导体内自由电子定向移动的速率增大C.导体内电场的传播速率增大D.导体内自由电子的热运动速率增大答案B解析对于确定的金属导体,单位体积内的自由电子数是一定的,而且导体内电场的传播速率也是一定的,所以A、C错,导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大,使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大,B正确,导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强,D错误4.宿迁市xx~xx学年高二上学期期中关于电流强度的概念,下列叙述中正确的有 A.通过导线截面的电量越多,电流强度越大B.电子运动的速率越大,电流强度越大C.单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流强度越大D.因为电流有方向,所以电流强度是矢量答案C解析电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量,没有时间无法判断,所以A错误;根据电流的微观表达I=nesv知,电流的大小与电子的运动速率及电子的数量有关,故B错误;根据电流定义I=知,单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流强度越大,所以C正确;电流强度是标量,所以D错误5.关于电流,下列叙述正确的是 A.只要将导体置于电场中,导体中就有持续电流B.电源的作用可以使电路中有持续电流C.导体中没有电流时,就说明导体内部的电荷没有移动D.恒定电流是由恒定电场产生的答案BD解析电流在形成时有瞬时电流和恒定电流,瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的,而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的,电源的作用就是在导体两端维持稳定的电压,从而在导体内部出现了恒定电场而产生恒定电流故B、D正确,A、C错误6.关于电流的方向,下列说法中正确的是 A.在电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板答案AD解析在电源供电的外部电路中,电流从正极流向负极,在电源的内部,电流从负极流向正极,电源正极电势高于负极电势,所以A正确,B错误电子带负电,电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反,C错误电容器充电时,电子流入负极板,所以电流从负极板流出,流入正极板,D正确
二、非选择题7.如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2s内有
1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M,试问溶液中的电流方向如何?电流多大?答案溶液中的电流大小为
0.16A,方向由A指向B解析NaCl溶液导电是靠自由移动的Na+和Cl-离子,它们在电场力作用下向相反方向运动因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向,故溶液中电流方向与Na+定向移动方向相同,即由A指向BNa+和Cl-都是一价离子,每个离子的电荷量为e=
1.6×10-19C,NaCl溶液导电时,Na+由A向B定向移动,Cl-由B向A运动,负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动,可见,每秒钟通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和,则有I===A=
0.16A能力提升
一、选择题1~4题为单选题,
5、6题为多选题1.如图所示,福娃欢欢带正电,福娃贝贝带负电,用导体棒连接的瞬间,就一系列问题两人发生争执,你认为下列说法不正确的是 A.福娃欢欢说,电流计指针偏转,有瞬时电流B.福娃贝贝说,电流计指针不偏转,无电流C.福娃欢欢说,最终我们是等势体D.福娃贝贝说,最终导体棒内的电场强度等于零答案B解析带正电荷的福娃欢欢的电势高于带负电荷的福娃贝贝的电势,用导体棒连接的瞬间,电流表指针偏转,有瞬时电流,A正确、B错误;最终达到静电平衡,成为等势体,导体棒内的电场强度等于零,C、D正确2.如图所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为 A.vqB.C.qvSD.qv/S答案A解析在运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量为Q=vt·q等效电流I==vq故A正确3.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I0则下列说法中正确的是 A.自由电子定向移动的速率为v0B.自由电子定向移动的速率为v=C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD.自由电子定向移动的速率为v=答案D解析本题考查的是对电流微观表达式I=nqSv的理解,关键是理解v和n的物理意义,式中n为单位体积内自由电子数,而本题n为单位长度内的自由电子数,t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度为vt内的自由电子,其数量为nvt,电荷量q=nvte,所以电流I==nev,所以v=,故选项D正确4.合肥一中xx~xx学年高二上学期期中我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道,当环中的电流是10mA时设电子的速度是3×107m/s,在整个环中运行的电子数目为电子电量e=
1.6×10-19C A.5×1011B.5×1010C.1×102D.1×104答案A解析电子转一圈的时间t==8×10-6s,整个环中电子的电量Q=It=8×10-8C,所以电子的数目n==5×1011,故A正确5.半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕中心轴线以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有 A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B.若电荷量不变而使ω变为原来的2倍,则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,电流将变大D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小答案AB解析正电荷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内穿过此截面的电荷量为Q,由电流的定义式I=及T=得,环中等效电流为I==,故选A、B6.吉林一中xx~xx学年度高二上学期11月关于导体中的恒定电场,下列说法中正确的是 A.导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的B.导体中的电场是导体内自由电荷形成的C.导体中的电场线始终和导线平行D.导体中的电场分布不随电荷的移动和时间而改变答案CD解析导体中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的稳定电场,电场的分布不随时间发生改变
二、非选择题7.导线中的电流是10-8A,导线的横截面积为1mm21在1s内,有多少个电子通过导线的横截面电子电荷量e=
1.6×10-19C2自由电子的平均移动速率是多大设导体每立方米内有
8.5×1028个自由电子3自由电子沿导线移动1cm,平均需要多少时间?答案
16.25×1010个
27.4×10-13m/s
31.35×1010s解析1N===个=
6.25×1010个2由公式I=neSv得v==m/s≈
7.4×10-13m/s3由v=得t==s≈
1.35×1010s8.夏季某日午后,某地区距地面约1km的空中有两块乌云,相距3km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变已知空气的电场击穿场强为3×106V/m请对以下问题进行估算1当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?2当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电量为500C,可释放多少能量?3这次放电现象历时约
0.01s,则其平均电流约为多大?答案11000m
21.5×1012J 35×104A解析1由E=得d==m=1000m2释放的能量E能=qU=500×3×109J=
1.5×1012J3由电流的定义得I==A=5×104A。