2019春高中物理第2章恒定电流1电源和电流课时作业新人教版选修3_1.doc

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1、1第二章 1 电源和电流基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1关于电源的作用，下列说法不正确的是( A )A为电流提供自由电子 B使导体中形成电场C保持导体两端的电压 D使自由电荷定向移动起来解析：电源是提供电能的装置，电源是将其它形式的能转换为电能的装置，它可以使导体两端保持一定的电压，从而使导体中的电子运动起来形成电流；故 BCD 正确，A 错误。2下列关于电流的说法中正确的是( B )A根据 I ，可知 I 与 q 成正比qtB电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一C电流既有强弱，又有方向，是矢量D如果在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中

2、的电流一定是恒定电流解析： I 是电流的定义式，不能错误地认为 I 与 q 成正比，故 A 错误；电流虽然既qt有强弱，又有方向，但是电流的运算法则是代数加减，所以电流是标量，C 错误；恒定电流是大小和方向均保持不变的电流，所以 D 项错误。3(2016杭州二中高二检测)关于电流，下列说法正确的是( B )A导体中无电流的原因是其内部的自由电荷停止了运动B同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动的速率大C由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多D电流的传导速率就是导体内自由电荷的定向移动速率解

3、析：导体中无电流时，内部的自由电荷仍在无规律运动，选项 A 错误；由 I nqvS可知，同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动的速率大，选项 B 正确；电流的大小与电荷无规则运动的快慢无关，选项 C 错误；电流的传导速率是电场形成的速度，约为光速，而自由电荷的定向移动速率远小于光速，选项 D 错误。4关于电流的方向，下列说法中正确的是( AD )2A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

4、极板解析：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。5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，你认为下列说法正确的是( ACD )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解析：带正电荷的福娃欢欢的电势高于带负电荷的

5、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。二、非选择题6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1.01018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：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 B。3Na 和

6、 Cl 都是一价离子，每个离子的电荷量为 e1.610 19 C，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 qt q1 q2t A1.010181.610 19 1.010181.610 1920.16A7(2016郑州一中高二上学期检测)导线中的电流是 108 A，导线的横截面积为1mm2。(1)在 1s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量 e1.610 19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内

7、有 8.51028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：(1)6.2510 10个 (2)7.410 13 m/s (3)1.3510 10s解析：(1) N 个6.2510 10个。qe Ite 10 811.610 19(2)由公式 I neSv 得v m/sIneS 10 88.510281.610 19110 67.410 13 m/s。(3)由 v 得 t s1.3510 10s。xt xv 110 27.410 13能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1(2016北京 101 中学高二段考)我国北京正、负电子对撞机的储存环是

8、周长为240m 的近似圆形轨道，电子电荷量 e1.610 19 C，在整个环中运行的电子数目为51011个，设电子的运行速度是 3107m/s，则环中的电流是( A )A10mA B1mAC0.1mA D0.01mA解析：电子运动一周的时间为 T ，在 T 时间内通过任意横截面的电荷量为：lvq ne，电流为： I A10mA。qT nevl 510111.610 1931072402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 )4A vq BqvC qvS D qv/S解

9、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 vtq等效电流 I vq 故 A 正确。Qt3如图所示的电解液接入电路后，在 t 时间内有 n1个一价正离子通过溶液内截面 S，有 n2个二价负离子通过溶液内截面 S，设 e 为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是( D )A当 n1 n2时，电流大小为零B当 n1n2时，电源外部电流方向由 A 指向 B，电流 I n1 2n2 etC当 n1n2时，电源内部电流方向由 B 指向 A，电流 I 2n2 n1 etD电源外部电流方向由 A 指向 B，电流 I n1 2n2 et解析：因为电解液中的电流是正、负离

10、子同时向相反方向移动形成的，二者由于定向移动形成的电流方向相同，故应相加，所以 I ，电源外部电流方向由 A 指 n1 2n2 et向 B，故选项 D 正确。4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 匀速转动，则由环产生的等效电流应有( AB )A若 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 变为原来的 2 倍，则电流也将变为原来的 2 倍C若使 、 Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使 、 Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：正电荷 Q 均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环

11、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 QT 2 QT，故选 A、B。Q25关于导体中的恒定电场，下列说法中正确的是( CD )5A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6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 310

12、9V 不变。已知空气的电场击穿场强为 3106V/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：(1)1000m (2)1.510 12J (3)510 4A解析：(1)由 E 得Udd m1000m。UE 31093106(2)释放的能量E 能 qU500310 9J1.510 12J。(3)由电流的定义得I A510 4A。qt 5000.017如图是静电除尘器示意图， A 接高压电源的正极， B 接高压电源的负极， AB 之间

13、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，使煤粉带负电荷，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，每昼夜能除尘 nkg，计算高压电源的电流强度 I(电子电荷量设为 e，阿伏加德罗常数为 NA，一昼夜时间为 t)。答案：2mnNAet6解析：根据电流强度定义式 I ，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量 Q，就Qt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。因为12Q mnNAe， Q It，所以 mnNAe It， I 。12 2mnNAet