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高中物理人教版选修3-1巩固提升 2-10电源和电流

时间:2016-08-30


课后巩固提升
限时:45分钟 总分:100分

一、单项选择题(每小题 6 分,共 42 分) 1.关于电流的说法中正确的是( )

A.根据 I=q/t,可知 I 与 q 成正比 B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则 导体中的电流是恒定电流 C.电流有方向,电流是矢量 D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 2.电路中每分钟有 60 万亿个自由电子通过横截面积为 0.64×10
-6

m2 的导线, 那么电路中的电流是(电子带电量为 1.6×10-19 C)( A.0.016 μA C.16 μA B.1.6 mA D.0.16 μA )

)

3.关于电流的方向,下列说法中正确的是(

A.在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向 B.在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向 C.无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向 相反 D.在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成电流,所以电流 有两个方向 4.如果在导体中产生了电流,则下列说法中正确的是( A.导体两端的电压为 0,导体内部的场强不为 0 B.导体两端的电压为 0,导体内部的场强为 0 C.导体两端的电压不为 0,导体内部的场强不为 0 )

D.导体两端的电压不为 0,导体内部的场强为 0 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,你认为下列说法不正确的是 ( )

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 6.关于导体中的恒定电场,下列说法中正确的是( A.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.导体中的电场分布随电荷的移动而随时间改变 7.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.vq C.qvS

q B.v D.qv/S

二、多项选择题(每小题 8 分,共 24 分)

8.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 9.下列关于电流的叙述正确的是( )

A.只要将导体置于电场中,导体内就有持续的电流 B.电源的作用是使闭合电路中有持续的电流 C.通常导体内没有电流时,就说明导体内的电荷没有移动 D.导体中的电流可以是正、负电荷同时沿相反方向移动而形成 的 10.半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为 Q,现使圆环 绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度 ω 匀速转动, 则由环产生 的等效电流应有( )

A.若 ω 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 ω 变为原来的 2 倍,则电流也将变为原来 的2倍 C.若使 ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变 大 D.若使 ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变 小

课后巩固提升 1.D 依据电流的定义式可知,电流与 q、t 皆无关,显然选项 A 是错误的;虽然电流是标量,但是却有方向,因此在任何相等的时间 内通过导体横截面的电荷量虽然相等,方向变化,电流也不是恒定电 流,所以,选项 B 也是错误的.电流是标量,故选项 C 也不对. q 2.D 由电流的定义式 I= t 可知,电流大小与横截面积无关,代 入数据可求得电路中的电流为 0.16 μA. 3.C 电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向 移动的方向相反,故选项 C 正确. 4.C 在导体内产生了电流,说明自由电荷在静电力的作用下发 生定向移动, 因此导体内部的场强不为零, 导体两端的电压也不为零, 选项 C 正确. 5. B 带正电荷的福娃欢欢的电势高于带负电荷的福娃贝贝的电 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. 6.C 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. 7.A 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=vt· q Q 等效电流 I= t =vq,故 A 正确. 8.BD 本题考查对公式 I=q/t 的理解. 9.BD 形成持续电流的条件是导体两端有持续的电压,电源可

提供持续的电压,选项 A 错误,选项 B 正确;导体内没有电流时, 说明导体内的电荷没有定向移动,但是电荷仍在做无规则的热运动, 选项 C 错误;正电荷定向移动,负电荷定向移动或正、负电荷都定向 移动,均可产生电流,选项 D 正确. 10.AB 截取圆环的任一截面 S,则在橡胶环运动一周的时间内 q Q Q Qω 通过这个截面的电荷量为 Q, 即 I= t = T = = , 由上式可知选项 2π 2π ω A、B 正确. 三、非选择题(共 34 分)

11.(16 分)如图是静电除尘器示意图,A 接高压电源正极,B 接 高压电源的负极,AB 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,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,计算高压电源的电流强度 I,电子电 量设为 e,阿伏加德罗常数为 NA,一昼夜时间为 t.

12.(18 分)设横截面积为 1.0 mm2 铜导线中通过 1.0 A 电流.铜 在单位体积中的自由电子数为 8.5×1028 m-3, 电子的电荷量为 1.6×10

-19

C, 试计算这时自由电子的定向移动速率为多少?而常温下金属中

自由电子热平均速率约为 105 m/s,通过有关资料,我们还可知道:形 成电流的速率不是自由电子的定向速率,而是电场的传播速率,且电 场的传播速率是光速 3.0×108 m/s,就这些知识,你能否描述一下电 路接通后金属导体中自由电子运动的情景.

11.2mnNAe/t Q 解析: 根据电流强度定义式 I= t , 只要能够计算出一昼夜时间内 通过的电量 Q,就能够求解电流强度 I,需要注意的是,流过电源的 电量 Q 跟煤粉吸附的电量 Q′并不相等, 由于电离出的气体中电子和 1 正离子同时导电,煤粉吸附的电量 Q′= Q. 2 ∵Q′=mnNAe,Q=It, 1 ∴mnNAe= It,I=2mnNAe/t. 2 q I 12.由 I= t ,且 q=nVe=nSvte,即 I=neSv,所以 v=neS,可 算出自由电子的定向移动速率 v 约为:7.4×10-5 m/s. 金属导体中各处都是自由电子,电路一旦接通,导线中便以电场 的传播速率 3.0×108 m/s 在各处迅速地建立起电场,在这个电场的作 用下,导线各处的自由电子几乎同时开始以很小的定向移动速率 7.4×10-5 m/s 做定向运动,整个电路几乎同时形成了电流.但同时, 由于金属中自由电子的热平均速率约为 105 m/s, 显然这个速率远大于 自由电子的定向移动速率,所以金属导体通电后,导体各处的自由电

子几乎同时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率 很小的定向移动.


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