2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流 课时作业10 1电源和电流（含解析）新人教版选修3-1

课时作业(十)一、选择题(4、11为多项选择题，其余为单项选择题)1关于电流，下列叙述正确的是()a导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率b导体内自由电子的运动速率越大，电流越大c电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向d在国际单位制中，电流的单位是安，属于基本单位解析此题要特别注意b选项，导体内自由电子定向移动的速率越大，电流才越大答案d设置目的考查电流的基本知识2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导体的通电时间越短，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，电流越大解析由电流的定义式i知，电流等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，所以单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大，c项正确，a、b、d三项错误答案c设置目的考查电流的基本知识3以下说法正确的是()a只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流b金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的c电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率d在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了解析要有持续电流必须有持续的电压，a项不对；导体中形成电流的原因是导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动，形成电流，b项正确；电流的传导速度等于真空中的光速，电子定向移动的速率很小，c项不对；在形成电流时自由电子定向移动，但是热运动并没有消失，其实电子仍然做无规则的热运动，d项不对答案b设置目的考查电流形成的条件4关于电源，下列说法正确的是()a电源是将电能转化为其他形式能的装置b电源是把电子从正极经电源内部搬运到负极的装置c电源的作用是使导线中形成静电场d电源的作用是维持导线两端有恒定的电压解析电源是将其他形式的能转化为电能的装置，a项错电源的作用是把电子由正极搬到负极，维持导体两端有恒定电压，b、d两项正确，c项错误答案bd设置目的考查电源及其作用5关于导线中的恒定电场，下列说法中正确的是()a导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的b导线中的电场是导体内自由电荷形成的c导线中的电场线始终和导线平行d导线中的电场分布随电荷的移动而随时间改变解析导线中的电场是由电源电荷和导线两侧所积累的电荷共同形成的，故a、b两项错误；稳定以后电场线与导线平行，故c项正确；稳定后电场分布不随时间变化，故d项错误答案c设置目的考查恒定电场的形成和特点6有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过横截面的电荷量，乙是甲的2倍，以下说法正确的是()a甲、乙两导体的电流相同b乙导体的电流是甲导体的2倍c乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍d甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等解析由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故a项错，而b项正确由于inqsv，所以v，由于不知道甲、乙两导体的性质(nq不知道)，所以无法判断v，故正确答案为b项答案b设置目的考查金属导体中自由电荷移动的平均速率和电流的微观表达式7某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6 c的正离子和9 c的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是()a0.25 a顺流而下 b0.05 a逆流而上c0.25 a逆流而上 d0.05 a顺流而下解析通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，所以在1 min内向下通过横截面的总电荷量应为：q6 c9 c3 c所以电流：i a0.05 a，负号表示与向下的方向相反，即电流的方向逆流向上；故b项正确，a、c、d三项错误故选b项答案b8北京正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流为10 ma时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为()a5.01011 b5.01019c1.01013 d1.0103解析电子运动一周所需要的时间：t s8106 s，在圆形轨道上任取一横截面，则在t时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为qit810610103 c8108 c，环中具有电子数n个5.01011个答案a设置目的用等效电流的概念来计算9.如图所示，一根横截面积为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率为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()avq b.cqvs dqv/s解析在运动方向假设有一截面，在t时间内通过截面的电量qvtq.等效电流ivq.答案a设置目的考查等效电流的计算10铜的原子量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为s的铜导线，当通过的电流为i时，电子平均定向移动的速率为()a光速c b.c. d.解析自由电子体密度n，代入inesv，得v，d项正确答案d设置目的应用金属导体中电流的微观表达式来计算11.如图所示：半径为r的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为q，现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，将产生等效电流，则()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q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，将橡胶圆环拉伸，使环的半径增大，电流将变大d若使、q不变，将橡胶圆环拉伸，使环的半径增大，电流将变小解析截取圆环的任一横截面s，在橡胶圆环运动一周的时间t内，通过这个横截面的电荷量为q，则有i，又t，所以i，由上式可知，选项a、b正确答案ab设置目的通过定向移动的电荷形成电流的具体例子考查对电流定义的理解二、非选择题12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)自由电子的平均移动速率是多大？(设导线每立方米内有8.51028个自由电子)(3)自由电子沿导线移动1 cm，平均要多长时间？解析(1)根据i，得qit108 c故n16.251010(个)(2)设在导线单位体积内有n个电子可以作自由电子，每个电子带有电荷量e，如果导线的横截面积为s，那么时间t内通过横截面s的电荷量qnesvt，即电流inesv，则自由电子的平均移动速率v m/s7.41013 m/s.(3)t s1.41010 s.答案(1)6.251010个(2)7.41013 m/s(3)1.41010 s设置目的考查金属导体中电流的理解和微观表达式，并通过计算再次认识自由电子的平均速率是很小的13(1)在金属导体中，若10 s 内通过横截面的电荷量为10 c，则导体中的电流为多少？(2)某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s 内沿相反方向通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 c，则电解液中的电流为多少？解析(1)10 s内通过某一横截面的电荷量是10 c，所以 i1 a(2)正电荷形成的电流为i11 a；负电荷形成的电流为i21 a，因负电荷形成的电流方向与其定向移动方向相反，所以两种电荷形成电流方向相同故电解液中的电流为：ii1i22 a.答案(1)1 a(2)2 a设置目的考查正负离子导电时电流的计算14.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，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m mol电子，每昼夜能除尘n kg，试计算高压电源的电流i.设电子电荷量为