2024年高考物理必修三专题练习第1节 电源和电流

《模型畫法·物理課堂》馮考必勝第1节电源和电流【刷基础】【题型1电源、导线中的电场】1．(多选)关于电源的以下说法，正确的是()A．电源是使电路中有持续电流的装置B．电源的作用是在电源内部搬运电荷，从而保持两极之间有稳定的电势差C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量答案：AB解析：电源是使电路中有持续电流的装置，故A正确；电源的作用是把电源内部的正电荷从负极不断地搬运到正极，或者把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极间有稳定的电势差，故B正确；只有有电源的闭合回路中才能形成电流，故C错误；电源是提供电能的装置，不需要外界提供能量，故D错误．【题型2对电流的理解及计算】2．关于电流，下列说法中正确的是()A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量答案：C解析：根据I＝eq\f(q,t)可知，电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，通过导体横截面的电荷量越多，电流不一定越大，还要看时间，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流才越大，故A错误，C正确；根据I＝neSv可知，电子运动的速率越大，电流不一定越大，故B错误；电流的方向是人为规定的，电流的相加并不满足平行四边形定则，所以电流是一个标量，故D错误．3．[山东师范大学附属中学2021高二上月考]北京正负电子对撞机的储存环是长为240m的圆形轨道，某时刻测得环中的电流强度为10mA，已知这时正在环中运行的电子有5×1011个，电子电荷量为－1.6×10－19C，则可估算出这时电子的速率约为()A．3×108m/sB．3×107m/sC．9×107m/sD．9×106m/s答案：B解析：根据I＝eq\f(q,T)＝eq\f(ne,T)，T＝eq\f(L,v)，解得v＝eq\f(LI,ne)＝eq\f(240×0.01,5×1011×1.6×10－19)m/s＝3×107m/s，B正确，A、C、D错误．4．[辽宁协作校2021高二上联考]闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象．若某次闪电是在云与地之间发生的，在放电时间t内有n个电子从地面向云层移动，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是()A．该次闪电的放电电流为eq\f(e,nt)，方向由地面指向云层B．该次闪电的放电电流为eq\f(e,nt)，方向由云层指向地面C．该次闪电的放电电流为eq\f(ne,t)，方向由地面指向云层D．该次闪电的放电电流为eq\f(ne,t)，方向由云层指向地面答案：D解析：该次闪电是在云与地之间发生的，在放电时间t内有n个电子从地面向云层移动，由电流的定义式可得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，规定正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流的方向，放电过程，电子从地面向云层移动，由于电子带负电，因此电流的方向从云层指向地面，故选D.5．[江西上饶“山江湖”协作体2020高二上期中]如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米长度所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为()A．vqB.eq\f(q,v)C．qvSD.eq\f(qv,S)答案：A解析：棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，单位时间内通过的距离为vΔt，单位时间内通过的电荷量Q＝qvΔt，得到等效电流为I＝eq\f(Q,Δt)＝qv，故A正确．6．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法正确的是()A．电流的大小为eq\f(ve,2πr)，电流的方向为顺时针B．电流的大小为eq\f(ve,r)，电流的方向为顺时针C．电流的大小为eq\f(ve,2πr)，电流的方向为逆时针D．电流的大小为eq\f(ve,r)，电流的方向为逆时针答案：C解析：电子做圆周运动的周期T＝eq\f(2πr,v)，该环形电流的大小I＝eq\f(e,T)，联立解得I＝eq\f(ve,2πr)，电流的方向与电子运动的方向相反，故该环形电流的方向为逆时针．【题型3金属导体中电流的微观表达式】7．[山东六校2021高二上联考]有根导线的横截面积为S，已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个原子只提供一个自由电子，该导线中自由电子定向移动速率为v，则通过的电流为()A．eq\f(NAevρ,SM)B．eq\f(NAevS,ρM)C．eq\f(evSρ,MNA)D．eq\f(NAevSρ,M)答案：D解析：设该导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t，导线的体积为V＝Svt，导线的质量为m＝ρV，每个原子只提供一个自由电子，则原子数与自由电子数目相等，则自由电子的数目为n＝eq\f(m,M)NA，t时间内通过导线截面的电荷量为q＝ne，则电流强度为I＝eq\f(q,t)，联立可得I＝eq\f(NAevSρ,M)，D正确，A、B、C错误．8．[江西上高二中2020高二上月考]一横截面积为S的铜导线，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，在时间t内通过导线横截面的自由电子数为N，则自由电子定向移动的速率为()A．eq\f(N,nSt)B．eq\f(Ne,nSt)C．eq\f(N,neSt)D．eq\f(Nt,neS)答案：A解析：在t时间内能通过某一横截面的自由电子处于长度为vt的导线内，此导线内的自由电子数为N＝nvSt，所以v＝eq\f(N,nSt)，故A正确．【刷易错】【易错点1不知道在电解液导电时，流过横截面的电荷量为正、负电荷电荷量绝对值的和】9．[重庆黔江新华中学2020高二上月考]如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下解释正确的是()A．正离子定向移动形成电流，电流方向从A到B，负离子定向移动形成电流，电流方向从B到AB．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝eq\f(n1e,t)D．溶液内电流方向从A到B，电流I＝eq\f(（n1＋n2）e,t)答案：D解析：电解液内电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A到B，电流不会相互抵消，故A、B错误；溶液内电流方向从A到B，t时间内通过溶液内横截面S的电荷量q＝n1e＋n2e＝(n1＋n2)e，根据电流的定义式I＝eq\f(q,t)得I＝eq\f(（n1＋n2）e,t)，故C错误，D正确．【易错分析】正电荷定向移动的方向是电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反．在电解液导电时，由离子的带电荷量可求得通过某横截面的总电荷量，总电荷量等于正离子与负离子电荷量绝对值之和，再由电流的定义式可求得电流的大小，电流方向与正离子定向移动的方向相同．本题易错选B或C.【易错点2审题不认真，对题目中给出的物理量的概念不清楚】10．[河北石家庄二中雄安校区2020高二上期中]一段粗细均匀的导线的横截面积是S，导线内自由电子的电荷量为e，导线单位长度内自由电子数为n，自由电子做无规则运动的速率为v，单位时间内通过某一横截面的自由电子数为N，则导线中的电流为()A．neSvB．nevC．ND．Ne答案：D解析：由电流的定义式I＝eq\f(q,t)可知电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，则有I＝Ne，故D正确．【易错分析】要注意明确本题中给出的n是单位长度内的自由电子数，不是单位体积内的电子数