学年高中物理第二章恒定电流.电源和电流课后提升作业新人教版选修

课后提高作业十电源和电流
(40分钟50分)
一、选择题(此题共6小题，每题6分，共36分)
1.(多项选择)以下表达中正确的选项是()
A.导体中电荷运动就形成电流
B.国际单位制中电流的单位是安
C.电流是一个标量，其方向是没存心义的
D.对于导体，只需其两头电势差不为零，电流必然不为零
【分析】选B、D。

电流是导体中的自由电荷定向挪动形成的，其方向为正电荷定向挪动的方向或负电荷定向挪动的反方向，但电流是标量，其国际单位是安培；因为导体中存在自由挪动的电荷，导体两头存在电势差时，导体中必定有电流，选项A、C错，B、D正确。

2.(2018·杭州高二检测)我国北京正负电子对撞机的储藏环是周长为240m的近似圆形轨道。

当环中的电流是10mA时(已知电子的速度是3×107m/s，电荷量为1.6×10-19C)，则在整个环中运转的电子数目的数目级为()
A.105
B.108
C.1011
D.1014
【分析】选C。

电子运动一周用的时间为t==s=8×10-6s，而电流表达式为I=，则总电荷量为Q=It=0.01×8×10-6C=8×10-8C，在整个环中运转的
电子数目为n==个=5×1011个，数目级为1011。

应选C。

3.(2018·杭州高二检测)在示波管中，电子枪在2s内发射了5×1015个电子，已知电子的电量e=1.6×10-19C，则示波管中的电流大小和方向分别为()
A.8×10-4A，和发射方向同样
B.4×10-4A，和发射方向同样
C.8×10-4A，和发射方向相反
D.4×10-4A，和发射方向相反
【分析】选D。

每个电子的电荷量大小为e=1.6×10-19C，5×1015个电子总电荷
量为q=5×1015×1.6×10-19C=8×10-4C，则示波管中电流大小为
I==A=4×10-4A。

电流方向为正电荷运动方向，故与负电荷运动方向相反，故D正确。

4.(2018·临沂高二检测)如下图，电解液接入电路后，在ts内有n1个一价正离子经过溶液内截面S，有n2个二价负离子经过溶液内截面S。

设e为元电荷，则以下对于该截面电流的说法正确的选项是()
A.当n1=n2时，电流大小为零
B.当n1>n2时，电流方向由A指向B，电流I=
C.当n1<n2时，电流方向由B指向A，电流I=
D.电流方向由A指向B，电流I=
【解题指南】解答此题应掌握以下三点：
(1)经过液体内截面的电量等于正、负电荷量的绝对值之和。

(2)由电流强度的定义式剖析。

(3)电流的方向与正电荷定向挪动方向同样。

【分析】选D。

电荷的定向挪动形成电流，习惯上规定正电荷定向挪动的方向为电流的方向。

在电解液导电时，定向挪动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向挪动形成电流，负离子的定向挪动等效于等量的正离子向反方向定向挪
动。

电流方向按规定应是由A指向B，电流大小为I===，故D正确。

5.一段粗细平均的铜导线的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导线中经过的电流为I。

以下说法中正确的选项是()
A.自由电子定向挪动的速率为v0
B.自由电子定向挪动的速率v=
C.自由电子定向挪动的速率为真空中的光速c
D.自由电子定向挪动的速率v=
【分析】选D。

由I=得I=，因此v=，应选项B错误，选项D正确；因为电流传导速率为光速，应选项C错误；自由电子定向挪动速率与热运动速率为两个含义不一样的速率，两者不相等，应选项A错误，应选D。

6.(2018·长沙高二检测)在显像管的电子枪中，从火热的金属丝不停放出的电子进入电压为U的加快电场，设其初速度为零，经加快后形成横截面积为S、电流为I的电子束。

已知电子的电量为e，质量为m，则在刚射出加快电场时，一小段长为Δ的电子束内的电子数是()
【分析】选B。

依据动能定理
eU=mv2
获得v=①
在刚射出加快电场时，一小段长为Δ的电子束内电子电量为
q=IΔt=I②
电子数n=③
联立①②③得，n=。

应选B。

【易错提示】用电流的微观表达式求解问题的注意点
(1)应用电流的微观表达式I=nqSv进行剖析或计算时，必定要正确理解公式中各物理量的意义，式中的v是指自由电荷定向挪动的速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率。

(2)电流的微观表达式I=nqSv是由I=推导出的，若n的含义不一样，表达式的形式也会不一样。

二、非选择题(14分。

需写出规范的解题步骤)
7.如下图的电解槽中，假如在4s内各有8C的正、负电荷经过面积为0.8m2的横截面AB，试确立：
(1)正、负离子定向挪动的方向。

(2)电解槽中的电流方向怎样？
(3)4s内经过横截面AB的电量为多少？
(4)电解槽中的电流为多大？
【分析】(1)电源与电解槽中的两极相连后，左边电极电势高于右边电极电势，因为在电极之间成立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右挪动，负离子向左挪动。

(2)电解槽中的电流方向向右。

(3)8C的正电荷向右经过横截面AB，而8C的负电荷向左经过该横截面，相当于又有8C正电荷向右经过横截面，故经过AB的电量为16C。

(4)由电流强度的定义I==A=4A。

答案：(1)、(2)看法析(3)16C(4)4A
【延长研究】在电解槽工作中，在某一时辰经过随意横截面的正、负电荷的个数都相等吗？经过的电荷量相等吗？
提示：某时辰只有两极板正中间的横截面经过的正、负电荷的个数相等，其余地点的都不相等，越凑近正极板的横截面经过的负电荷的个数越多，正电荷个数越少，反之亦然，但经过每个横截面的正、负电荷量的绝对值之和是相等的。

【赔偿训练】如下图是静电除尘器表示图，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，碰到烟气的煤粉，使煤粉带负电荷，吸附到正极A上，排出的烟就成为洁净的了。

已知每千克煤粉会吸附m mol电子，每日夜能除尘nkg，试计算高压电源的电流I。

设电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为N A，一日夜时间为t。

【分析】依据电流的定义式I=，只需计算出一日夜时间内经过的电荷量Q，就能够求出电流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′其实不相等，因为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。

Q′=mneN A，Q=It，
进而mneN A=It，
解得I=。

答案：。