2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流练习 新人教版选修3-1

第1节电源和电流基础达标练1导体中电流i的表达式inqsv，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inqsv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bd由qit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导体(conductor)是指电阻率很小且易于传导电流的物质导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为自由电荷在外电场作用下，自由电荷作定向运动，形成明显的电流下列粒子中是自由电荷的为()a屠龙宝刀中的铁原子 b皮蛋瘦肉粥中的米粒c老母鸡汤里的钠离子 d国王王冠上金原子解析：选c金属导体中的自由电荷是自由电子，故铁原子和金原子均不是自由电荷，a、d选项错误；溶液中的自由电荷是正、负离子，故钠离子是自由电荷，b选项错误，c选项正确4飞机在空中飞行时，其表面因不断与空气摩擦而带电某次飞行中，飞机0.5 s内带电量增加约17 c，此过程中形成的电流约为()a34 ma b34 ac8.5 ma d8.5 a解析：选b飞机0.5 s内带电量增加约17 c，根据电流的定义式，此过程中形成的电流i 34 a，b选项正确5在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 c，向左迁移的负离子所带电量为3 c，那么电解槽中电流强度大小为()a0.1 a b0.2 ac0.3 a d0.5 a解析：选d10 s内通过横截面电荷量等于正离子与负离子电量绝对值之和，q(23) c5 c，根据电流的定义式可知，电流i0.5 a，d选项正确6在长度为l、横截面积为s、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即ffkv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于()a.b.c. d.解析：选b因自由电子的速率不随时间变化，且fkv，则自由电子所受阻力和电场力二力平衡，即eekv，再根据电流微观表达式inesv，可得i，根据欧姆定律得电阻r，故b项正确7关于“电荷在电路中定向移动形成电流”有如下说法，其中正确的是()a电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度b电流的速度就是电荷在电路中传播的速度，等于光速c电流的方向就是自由电荷定向移动的方向d在普通电路中，自由电荷定向移动的速度和普通子弹的速度数量级相当解析：选b电流的速度就是电荷在电路中的传播速度，等于光速，a选项错误，b选项正确；电流的方向是正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向，c选项错误；自由电荷定向移动的速度远小于子弹的速度，d选项错误8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.答案：能力提升练1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()aiaib bia2ibcib2ia 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2.如图所示，电解池内有含一价离子的电解液，时间t内通过溶液内截面s的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是()a正离子定向移动形成电流，方向从ab，负离子定向移动形成电流，方向从bab溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消c溶液内电流方向从a到b，电流id溶液内电流方向从a到b，电流i解析：选d正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正、负电荷反向经过同一截面时，i公式中q应该是正、负电荷电荷量绝对值之和故i，电流方向由a指向b，故选项d正确3(多选)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()aa电极为电池的正极b电源内部的电流方向由p指向nce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ac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，d错误4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，设其初速度为零，经加速后形成截面积为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. c. d. 解析：选d根据动能定理得，eumv2，解得速度v，根据电流的定义式可知，电子射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电量qiti，电子数n，联立解得n ，d选项正确5导线中的电流是108 a，导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面？(电子电荷量e1.61019 c)(2)自由电子定向移动的平均速率是多大？(设导体每立方米内有8.51028 个自由电子)(3)自由电子沿导线移动1 cm，平均需要多少时间？解析：(1)n个6.251010 个(2)由公式inesv得v m/s741013 m/s.(3)由v得t s1.351010 s.答案：(1)6.251010 个(2)7.41013 m/s(3)1.351010 s6.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