1、1课时提升作业 九 电源和电流(20 分钟 50 分)一、选择题(本题共 4 小题，每小题 7 分，共 28 分)1.导体中电流 I 的表达式 I=nqSv，其中 S 为导体的横截面积，n 为导体每单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 是 ( )A.导体运动的速率B.导体传导的速率C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率【解析】选 D。从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关，公式 I=nqSv 中的 v 就是自由电荷定向移动的速率，选 D。2.(多选)关于电流的下列说法中，正确的是 ( )A.电
2、路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多B.在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大C.通电时间越长，电流越大D.导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大【解析】选 B、D。由 q=It 可知，通过电流越大，但时间不一定长，故电量不一定多，A 错误；由 I= 可知，所用时间相同时，通过导体横截面的电荷量越多，则导体中的电流越大，通过导体横截面的电荷量相同时，所用时间越短，则导体中的电流越大，B、D 正确；电流等于电量与所用时间的比值，与通电时间无关，C 错误。3.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积 S 铝 =2S 铜 。在铜导线上取一截面
3、A，在铝导线上取一截面 B，若在 1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A.IA=IB B.IA=2IB2C.IB=2IA D.不能确定【解析】选 A。这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等。但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据 I= 可知电流强度相等。4.(多选)(2018洛阳高二检测)硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施；其原理如图所示，a、b 是硅光电池的两个电极，P、N 是两块硅半导体，P、N 可在 E 区形成匀强电场，P 的上表面镀有一层膜，当光照射时，P 内产生的自由电子
4、经 E 区电场加速后到达半导体 N，从而产生电动势。以下说法中正确的是( )A.a 电极为电池的正极B.电源内部的电流方向由 P 指向 NC.E 区匀强电场的方向由 N 指向 PD.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置【解析】选 A、C。根据题意，E 区电场能使 P 逸出的自由电子向 N 运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由 N 指向 P，C 正确；由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由 N 指向 P，B 错误；根据以上对电流方向的分析可知，a 为电源正极，A 正确；该电池是将光能转化为电能的装置，故 D 错误。二、非选择题(22 分。要有必要的文
5、字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率 v 在半径为 r 的轨道上运动，用 e 表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？【解析】等效电流为电子沿圆周持续运动时产生的。每经一个周期，通过圆周某点的电荷量为 e。电子运动的周期 T= ，由 I= 得 I= = 。 2答案：2【互动探究】若氦原子中的两个电子以速率 v 在半径为 r 的同一轨道上运动，则等效电流为多大？3提示：每一周期通过圆周某点的电荷量为 2e，则 I= = 。【能力挑战区】1.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U 的加速电场中，设其初速度为零，经
6、加速后形成横截面积为 S、电流为 I 的电子束。已知电子的电荷量为 e、质量为 m，则在刚射出加速电场时，一小段长为 l 的电子束内的电子个数是 ( )A. B. 2C. D.2【解析】选 B。设电子经加速电场加速后的速度为 v，电子束中单位体积内自由电子数为n，则 eU= mv2，I=nevS，长为 l 的电子束中的电子数 N=n lS，联立以上三式解得 N=12，故 B 正确。 22.如图所示是静电除尘器的示意图，A 接高压电源的正极，B 接高压电源的负极，A、B 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，遇到烟气中的煤粉，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 n mol 电子，每昼夜能除尘 m kg，计算高压电源的电流强度 I。(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为 NA，一昼夜时间为 t)【解析】根据电流强度的定义式 I= 。只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量 Q，就能够求解电流强度 I，需要注意的是，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= Q。12因为 Q=mneN A，Q=It，4所以 mneNA= It，I= 。12答案：
