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2019-2020年高中物理
2.1电源和电流自我小测新人教版选修夯基达标
1.下列叙述中,产生电流的条件是 A.有自由电子B.导体两端存在电势差C.任何物体两端存在电压D.导体两端有恒定电压1解析要产生电流,需要有自由电荷,故A选项说法不准确,而且要有能驱使电荷做定向移动的作用力——电场力,即有电场,满足上述条件的是选项B.导体两端有恒定电压,可产生持续的恒定的电流,根据题意,可产生瞬时电流也符合,故不选D项.答案B
2.下列说法中正确的有 A.导体中电荷运动就形成了电流B.电流的单位是安培C.电流有方向,它是一个矢量D.对于导体,只要其两端电势差为零,则电流就为零2解析导体中电荷定向移动形成电流,A选项错;电流有方向,但是它是标量,C选项错;对于导体,其两端电势差为零时,导体内无电场,电子不能发生定向移动,故电流为零,D选项正确.答案BD
3.对电流概念的正确理解是 A.通过导体的横截面的电荷量越多,电流越大B.导体的横截面越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,电流越大D.导体中的自由电荷越多,电流越大3解析根据电流的定义I=q/t可以判断只有C选项正确.答案C
4.下列关于电流的说法中,正确的是 A.金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率B.温度升高时,金属导体中自由电子热运动加快,电流也就加大C.电路接通后,电子就由电源出发,只要经过一个极短的时间就能达到用电器D.通电的金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动,电流的传播速率等于光速4解析电流的传播速率等于光速,远远大于自由电子定向移动的速率,A选项错;温度升高时,金属导体中自由电子热运动加快,但是自由电子定向移动的速率并不一定加快,因碰撞更频繁受到的阻碍作用更大,电流有时反而减小,B选项错;电路接通后,电子定向移动的速率很小,电路中很快就有电流,是因为电流的传播速率等于光速,C选项错;通电的金属导体中,自由电子既参与热运动,也参与定向移动,故D选项正确.答案D
5.以下对导体中的电场理解正确的是 A.导体内的电场在稳定时是和导线平行的B.导体内的电场由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成C.导体中电场始终随时间而变化D.导体内的电场是一种动态的稳定5解析因电流沿着导线,说明导体内的电场稳定时和导线平行,A选项正确;导体内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷形成的电场叠加的合电场,B选项正确;导体内的电场是恒定电场,有电荷离开接着有另外的电荷补充,是动态的稳定,C项错,D项正确.答案ABD
6.下列说法中正确的是 A.电流的方向就是电荷移动的方向B.在某一直流电源的外电路上,电流的方向是从电源正极流向负极C.电流都是由电子的移动形成的D.电子的运动速率越大,电流就越大6解析电流的方向是正电荷定向移动的方向,A选项错;在直流的外电路,电流的方向是从电源正极流向负极,B项正确;电流的形成是由自由电荷定向移动形成的,但自由电荷不止是电子,如电解液中的正负离子,C选项错;电流的大小与电子定向移动的速率有关,即使是定向移动速率大,电流也不一定大,因为还与单位体积的电荷数、导体的横截面积有关,D选项错.答案B
7.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为 A.0 B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t7解析根据I=q/t得.答案D
8.关于电流的说法正确的是 A.根据I=q/t可知,I与q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.在电路中电流的方向总是沿着高电势到低电势的方向8解析电流可以根据I=q/t计算,但是电流与q不成正比,与时间也不成反比,A选项错;根据电流的定义可知B选项正确;电流是标量,因为正、负电荷定向移动都可形成电流,所以规定好电流的方向以便于分析研究有关问题,电流的方向有意义,C项错;在电路中电流的方向应该是沿着正电荷受力方向,也就是电场方向,是从高电势指向低电势,D选项正确.答案BD
9.一根长为2m,横截面积为
1.6×10–3m2的铜棒,两端电势差为
5.0×10–2V,铜棒的电阻为
2.19×10–5Ω,铜内自由电子密度为
8.5×1029m–
3.求:
(1)通过铜棒的电流;
(2)铜棒内的电场强度;
(3)自由电子定向移动的速率.9解析
(1)根据欧姆定律.2据E=U/d得.
(3)根据I=nqSv可得:.答案
(1)
2.72×103A
22.5×10–2V/m
(3)
1.1×10–5m/s
10.右图是静电除尘器示意图,A接高压电源正极,B接高压电源的负极,AB之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附mmol电子,每昼夜能排出nkg烟气,计算高压电源的电流I.已知电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t.
11.来自质子源的质子(初速为0),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流为1mA的细柱形质子流.已知质子的电荷量为e=
1.6×10–19C,这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少?假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中质子数分别为n1和n2,求n1和n2的比值.因为m,q,E为常量,所以拓展探究
12.李明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,在金属导体中运动,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李明说法的正确性.横截面积S=1mm2的铜导线,可允许通过的最大电流为1A,铜在单位体积内自由电子数为
8.5×1028个/m
3.参考答案10解析流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q′并不相等,由于电离出的气体中电子和正离子同时导电,煤粉吸附的电荷量Q′=12Q因为Q′=mnNAe,Q=It所以I=2mnNAe/t.答案2mnNAe/t11解析设每秒打到靶上的质子数为n,则.在一段极短的质子流Δl中,质子的运动可以等效为匀速运动.根据电流的定义式,有因为I,Δl,e为常量,所以,设电场强度为E,根据动能定理,有所以,在相距质子源L和4L处,质子的线密度之比为. 另解:任何位置I相同,而在加速电场中,由动能定理得v1∶v2=1∶2再由I=nevS得结论.答案
6.25×1015 n1∶n2=2∶112解析由电流的微观表达式I=neSv可知,自由电子定向移动的速率=
7.4×10-15m/s可见v光速c=3×108m/s以这样的速度传播1m长导线需用时显然与实际不符.其实在恒定电场作用下,电路中的自由电子几乎同时定向移动,即整个电路几乎同时形成了电流.答案李明的说法不正确.。