2.1电源和电流课时作业(附答案解析)
高中物理 21电源和电流随堂课时作业 新人教版选修31
2014版高中物理 2-1电源和电流随堂课时作业 新人教版选修3-11．金属导体内电流增强，是因为( ) A ．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C ．导体内电场的传播速率增大 D ．导体内自由电子的热运动速率增大 【答案】 B2．(多选)(2013·南京一中检测)如图2－1－5所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，则以下解释中正确的是 ( )图2－1－5A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向A →B B ．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I ＝n 1e tD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2et【解析】 正离子的定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向是电流方向，故选项A 正确；有正负离子反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应该是正、负离子所带电荷量的绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确，B 、C 选项错． 【答案】 AD3．关于导线中的电场，下列说法正确的是( ) A ．导线内的电场线可以与导线相交B ．导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种【解析】 导线内的电场线与导线是平行的，故A 错；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B 对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C 、D 错．【答案】 B4．(2013·兰州一中高二检测)横截面积为0.5 cm 2的导电液体中，每秒钟有0.2 C 正电荷和0.3 C 负电荷相向运动，则电流是( )A ．0.2 AB ．0.3 AC ．0.5 AD ．104 A【解析】 I ＝Q t ＝0.2＋0.31A ＝0.5 A ，故选C.【答案】 C5．一根横截面积为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 ．qvB ．q /vC ．qvSD ．qv /S【解析】 时间t 内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量Q ＝qvt ，依电流的定义式可得I ＝Q t＝qv ，故A 正确．【答案】 A6．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达阳极，则计数器中的电流为( )A ．0B ．2ne /tC ．3ne /tD ．4ne /t【解析】 I ＝q t＝2ne ＋2ne t＝4net，故选D.【答案】 D7．(2013·黄冈期末)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，经加速后形成横截面积为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Δl 的电子束内电子个数是( )A.I ΔleS m 2eU B.I Δl e m 2eU C.IeS m 2eU D.IS Δle m2eU【解析】 设单位体积电子束中含有n 个自由电子，由电流的定义知：I ＝Q t ＝neSvtt＝neSv ，所以n ＝I eSv ，电子经加速电场加速后，满足eU ＝12mv 2，得n ＝IeS m2eU，长为Δl的电子束内的电子个数为N ＝n ΔlS ＝I Δle m2eU.故正确答案为B. 【答案】 B8．如图2－1－6所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积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( )图2－1－6A ．I A ＝IB B ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定【解析】 根据公式I ＝qt可得，I 的大小与横截面积的大小无关，主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少．【答案】 A9．(多选)(2011·全国高考)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V ，云地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105A B ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014W C ．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m D ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J 【解析】 由电流的定义式I ＝Q t 知I ＝660×10－6 A ＝1×105(A)，A 正确；整个过程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2 W ＝3×1010(W)(t 代0.2 s 或0.3 s)，B 错误；由E ＝U d＝1.0×1091×103 V/m ＝1×106(V/m)，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109J ，D 错．【答案】 AC10．夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3 km 的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5 m/s 的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持3×109 V 不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106V/m ，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过________秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500 C ，闪电历时0.01 s ，则此过程中的平均电流为________安培．【解析】 设经时间t 发生放电现象， 则由U ＝Ed 知d ＝UE①而：t ＝s －d v ＝3×103－d5②由①②得t ＝400 s. 由I ＝q t ′知，I ＝5000.01A ＝5×104 A. 【答案】 400 5×10411．某品牌手机正常工作时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的电子的数目是多少？【解析】 由电流的定义式得q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C＝0.345 6 C≈0.35 C通过电子的个数为n ＝q e ＝0.345 61.6×10－19个＝2.16×1018个． 【答案】 0.35 C 2.16×1018个12．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在氢原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？【解析】 截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量q ＝e ，则有I ＝q t ＝e T.再由库仑力提供向心力有：k e 2r 2＝m 4π2T 2·r 得T ＝2πremr k ，解得I ＝e 22πr 2mkmr . 【答案】 e 22πr 2mkmr。
高中物理 2.1 电源和电流课时作业 新人教版选修31
电源和电流 基础达标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 ．如果在两段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【解析】 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．在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，电流才是恒定电流，所以，选项B 也是错误的．电流是标量，故选项C 也不对．【答案】 D2．横截面积为0.5 cm 2的导电液体中，每秒有0.2 C 正电荷和0.3 C 负电荷相向运动，则电流是( )A ．0.2 AB ．0.3 AC ．0.5 AD ．104A【解析】 I ＝q t ＝0.2＋0.31A ＝0.5 A ，故选C . 【答案】 C3．(多选)关于电源的作用，下列说法中正确的是( )A ．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B ．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C ．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D ．电源的作用就是使自由电荷运动起来【解析】 电源的作用是保持导体两端的电压，在导体内建立恒定电场，导体内的自由电荷就会在电场力作用下定向移动形成电流，则B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】 BC4．关于电源和电流，下列说法中正确的是( )A ．电流是由大量电荷的无规则运动形成的B ．电路中只要有电源，就一定会有电流C ．在电源外部，电流从电源的正极流向负极D ．电流的方向总是从电源的正极流向负极【解析】 电荷的定向移动方向形成电流，电荷的无规则运动不会形成电流，故A 错误；电路中有电源，如果电路没有闭合，则电路中没有电流，故B 错误；在电源外部，电流由电源正极流向电源负极，故C 正确；在电源的内部，电流由电源的负极流向正极；故D 错误．故选C .【答案】 C5．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 【解析】 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1．(多选)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【解析】截取圆环的任一截面S，则在橡胶环运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q，即I＝qt＝QT＝Q2πω＝Qω2π，由上式可知，A、B正确．【答案】AB2．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( )A．I A＝I B B．I A＝2I BC．I B＝2I A D．不能确定【解析】根据公式I＝qt可得，I的大小与横截面积的大小无关，主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少．【答案】A3．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，经加速后形成横截面积为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Δl的电子束内的电子个数是( ) A.IΔleSm2eUB.IΔlem2eUC.IeSm2eUD.ISΔlem2eU【解析】设电子经加速电场加速后的速度为v，电子束中单位长度内自由电子数为n，则eU＝12mv2，I＝nev ，长为Δl的电子束中的电子数N＝nΔl，联立以上三式解得N＝IΔle m2eU.【答案】B4．夏季某日午后，某地区距地面约1 km的空中有两块乌云，相距3 km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变．已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算．(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电量为500 C，可释放多少能量？(3)这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？【解析】(1)由E＝Ud得d＝UE＝3×1093×106m＝1 000 m.(2)释放的能量E能＝qU＝500×3×109J＝1.5×1012J.(3)由电流的定义得I＝qt＝5000.01A＝5×104A.。
高中物理第二章第1节电源和电流课时作业新人教版选修3_1 (1)
第二章恒定电流第1节电源和电流1．电源的作用是使电路两端维持一定的电势差，从而使电路中保持持续的电流．2．导线中的电场是沿导线切线方向的恒定电场，在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用．3．形成电流的条件(1)电路中存在自由电荷；(2)电路两端存在持续的电势差．4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向．(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反；在电解液中，电流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．(2)恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流．5．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为nSvt；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为enSvt；若导体中的电流为I，则电子定向移动的速率为IenS.6．下列说法中正确的是( )A．导体中只要电荷运动就形成电流B．在国际单位制中，电流的单位是AC．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在答案 B解析自由电荷定向移动才形成电流，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C错误．正确选项为B.7．以下说法中正确的是( )A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大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答案BC解析自由电子在电场力作用下才定向移动，定向移动时热运动也同时进行．【概念规律练】知识点一导线中的电场1．导线中恒定电场的建立过程：在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的(更多)电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场(导线)移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________．答案电源的静电场附加电场平行平行恒定电流动态恒定电场解析导线中的电场是两部分电场共同贡献的结果．首先电源电场使电子沿导线移动，并向导线某一侧聚集，从而产生附加电场．当两个电场达到动态平衡时，导线内只存在和导线平行的电场线，即形成恒定电场．2．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A ．导线内的电场线可以与导线相交B ．导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E ′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种答案 B解析 导线内的电场线与导线是平行的，故A 错；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B 对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C 、D 错．知识点二 电流3．关于电流的方向，下列描述正确的是( )A ．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向B ．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向C ．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向D ．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流 答案 AC解析 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A 对，B 错；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C 对；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，但有电流，电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值，D 错．点评 (1) 导体内电荷的无规则运动与电荷的定向移动不是一回事，导体两端存在电势差时，导体内的电荷才会定向移动，但电荷的无规则运动是不需要条件的．(2)电流是描述电流强弱的物理量，它有方向，但是个标量．4．某电解池中，若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A答案 D解析 电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s 内通过某横截面的总电荷量应为q ＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C ＝6.4 C由电流的定义式知：I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A 点评 电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，正电荷定向移动形成的电流与负电荷定向移动形成的电流是等效的，只不过负电荷定向移动形成的电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已．知识点三 电流的微观表达式5．导体中电流I 的表达式为I ＝nqSv ，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 ．电流传导的速率C ．电子热运动的速率D ．自由电荷定向移动的速率答案 D解析 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，故选 D.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率就是电流微观表达式I ＝nqSv 中的v .6．有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为q ，此时电子定向移动的速率为v ，则在Δt 时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )A ．nvS ΔtB ．nv Δt C.I Δt q D.I Δt Sq答案 AC解析 此题考查对电流公式I ＝q /t 的理解及电流的微观表达式I ＝nqvS 的理解．在Δt 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v Δt ，由于铜导线的横截面积为S ，则在Δt 时间内，电子经过的导线体积为v ΔtS .又由于单位体积的导线中有n 个自由电子，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvS Δt ，故A 正确．由于流经导线的电流为I ，则在Δt 时间内，流经导线的电荷量为I Δt ，而电子的电荷量为q ，则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为I Δt q，故C 也正确． 点评 电流的微观表达式I ＝nqSv ，S 为导体的横截面积，v 为导体中自由电荷沿导体定向移动的速率，n 为导体单位体积内的自由电荷数，从微观看，电流决定于导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速度，还与导体的横截面积有关．【方法技巧练】用等效法求解电流7．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判断正确的是( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则等效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，等效电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小答案 AB解析截取圆环的任一横截面S ，如右图所示，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 ＝q t ＝Q T又T ＝2πω，所以I ＝Q ω2π由上式可知，选项A 、B 正确．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？答案 ve2πr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 ＝2πr /v ，由I ＝q /t 得I ＝e /T ＝ve /(2πr )．方法点拨 电荷的运动可以等效为电流，计算中可以选取一定时间(一般选一个周期)，此时间内通过截面的电荷量与时间的比值即为等效电流．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答案 D解析 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，但如果方向变化，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．2．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( )A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部的电场不是稳定的C ．因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的答案 D解析 导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错．3．关于电源的作用，下列说法正确的是( )A ．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B ．电源的作用是能直接释放电能C ．电源的作用就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D ．电源的作用就是使自由电荷运动起来答案 BC解析 电源的作用是能直接释放电能，就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流，选项B 、C 正确．4．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板答案 AD解析 在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误．电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误．电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板．5．关于电流，下列说法中正确的是( )A ．通过导体截面的电荷量越多，电流越大B ．电子运动速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量答案 C解析 由I ＝q t知q 大，I 不一定大，还要看t 的大小，故A 错．由I ＝nqSv 知，电子运动的速率v 大，电流不一定大，电流还与n 、S 有关，另外电子无规则热运动速度很大，不能形成电流，故B 错．单位时间通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，C 对．电流虽有方向但不是矢量，因合成遵循代数法则，故D 错．6．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达阳极，则计数器中的电流为( )A ．0B ．2ne /tC ．3ne /tD ．4ne /t答案 D解析 I ＝q t ＝2ne ＋2ne t ＝4ne t，故选D. 7．北京正负离子对撞机的储存环是周长为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( )A ．5×1011 个B ．5×1019 个C ．1.0×1013 个D ．1.0×103 个答案 A解析 由公式I ＝q t ，q ＝Ne ，t ＝L v 得I ＝Nve 240， N ＝240I ve＝5×1011个． 8．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的两倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 B9．示波管中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中电流强度的大小为( )A ．9.6×10－6 AB ．3×10－13 AC ．4.8×10－6 AD ．3×10－6 A答案 C10．如图1所示，电解池内有一价离子的电解液，时间t 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下解释中正确的是( )图1A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向从B →AB ．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I ＝n 1e tD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2e t 答案 D解析 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 ＝q t公式中q 应该是正、负电荷 电荷量绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确． 11．一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10 s ，则等效电流为________ A ，方向为________方向(填“顺时针”或者“逆时针”)．答案 1.6×10－9 逆时针解析 电流方向的规定是正电荷移动的方向，与负电荷移动的方向相反．根据电流的定义I ＝q t ＝1.6×10－19 C 10－10 s＝1.6×10－9 A. 12．在某次闪电中，持续时间为0.5 s ，所形成的平均电流为6.0×104 A ，若闪电过程中电荷以0.5 A 的电流通过电灯，试求该次闪电产生的电流可供电灯照明时间为多少？答案6×104 s解析该次闪电过程中产生的电荷量为q＝I1t1＝6.0×104×0.5 C＝3×104 C，若流过电灯，可供照明的时间t2＝qI2＝3×1040.5s＝6×104 s。
电源和电流 课时作业
电源和电流(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。
多选题已在题号后标出)1.要形成持续电流,下列说法正确的是( )A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷2.(2013·惠阳高二检测)以下说法正确的是( )A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多,电流越大3.(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是( )A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线处于静电平衡状态D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低4.(2014·合肥高二检测)来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流,已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为( )A. B. C. D.5.(2013·大连高二检测)如图所示,电解池内有一价的电解液,ts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,则以下解释中正确的是( )A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→AB.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I=D.溶液中电流方向从A到B,电流I=6.某电解池中,若在2s内有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )A.0B.0.8 AC.1.6 AD.3.2 A二、非选择题(本题共2小题,共20分。
需写出规范的解题步骤)7.(10分)如图所示的电解槽中,如果在4s内各有8C的正、负电荷通过面积为0.8m2的横截面AB,试确定:(1)正、负离子定向移动的方向;(2)电解槽中的电流方向如何?(3)4s内通过横截面AB的电量为多少?(4)电解槽中的电流为多大?8.(10分)(能力挑战题)夏季某日午后,某地区距地面约1km的空中有两块乌云,相距3km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变。
电源和电流 课时作业
2017-2018学年度人教版选修3-1 三2.1电源和电流作业1．关于电源，下列说法中正确的是( )A. 电源可将其他形式的能量转化为电能B. 在电源内部，电源依靠库仑力搬移电荷C. 在电源内部，电荷只在非静电力作用下定向移动D. 电源就是产生电荷的装置2．下列有关电学器件的标志，属于干电池的是( )A. “50 μF 6 V”B. “1.5 V 1 Ω”C. “220 V60 W”D. “10 Ω 1 A”3．如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A. 电流相等B. 电流不相等C. 自由电子定向移动的速率相等D. 自由电子定向移动的速率不相等4．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A. 导线内的电场线可以与导线相交B. 导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C. 导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D. 导线中的电场是静电场的一种5．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6．关于电流的说法中正确的是( )A. 根据I＝，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7．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为（）A. nvs/△t ； B. nv△t ； C. I△t/e ； D. I△t/se 。
人教版高二物理选修3-1 2.1电源和电流 同步课时作业(10)(带解析)
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步课时作业（10）电源和电流1.某导线中的电流是37.510⨯－A ，则通过导线横截面的电荷量为15 C 所需要的时间为( )A.42.010s ⨯B.62.010s ⨯C.52.010s ⨯D.32.010s ⨯2.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. q vC. qvSD. qv S3.重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束,其电流强度为51.210A -⨯,则在1s 内发射的重离子个数为(191.610e C -=⨯)( )A. 123.010⨯B. 131.510⨯C. 137.510⨯D. 143.7510⨯4.有一根横截面积为S 的铜导线，通过的电流为I .已知铜的密度为ρ，摩尔质量 为M ，阿伏加德罗常数为N A ，电子的电荷量为e.若认 为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中. 自由电子定向移动的速率可表示为( ) A.A IM SN ρ B.A IM SN e ρ C.A IMS N e ρ D.A IM SN eρ5.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1n ，负离子数是2n ，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， 方向从A 到B ,负离子定向 移动形成电流，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1n e I t= D.溶液内电流方向从A 到S ，电流12()n n e I t+= 6.一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目为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.Ne7.电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过的电量是多少？通过电阻横截面的电子数为多少？8.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Q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,使半径增大,电流将变大D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使半径增大,电流将变小9.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I;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,此电子的定向移动速率为v,在t∆时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A.nvS t∆B.nv t∆∆C.I tSe∆D.I te参考答案1.答案：D 解析：由qI=t 可知： 通过导线横截面的电荷量为15C 所需要的时间为33q 15I= 2.010s t 7.510-==⨯⨯；故选：D.2.答案：A 解析：橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，t ∆内通过的距离为v t ⋅∆.橡胶棒上的电荷都通过该棒的横截面，t ∆内通过横截面的电荷量ΔQ qv t =,根据电流的定义式，QI t =∆，得到等效电流I qv =，A 正确。
电源和电流 课时作业
2.1 电源和电流1．下列叙述正确的是A．导体中电荷运动形成电流B．电流是矢量C．导体中有电流通过时，导体内部场强不为零D．只有自由电子的定向移动才能形成电流【答案】C2．关于电流，下面说法中正确的是A．电子的定向运动形成了电流，电流的速度在大小上等于电子定向运动的速度B．在同样的电压下，金属导体中自由电子数越多电流就越大C．金属导体中电流越大，单位时间内流过导体横截面的自由电子数越多D．电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的，这样的单位叫做导出单位【答案】C3．关于电流强度，下列说法中正确的是A．导体中的电流强度越大，表示通过其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，导体中电流强度就越小C．通电时间越短，电流强度越大D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流强度越大【答案】D4．一根导线分别通以不同的电流，当电流较大时，以下说法正确的是A．单位体积内自由电子数较多B．自由电子定向移动速率较大C．自由电子热运动速率较大D．电流传导速率较大【答案】B5．下列关于电流方向的说法中，不正确的是A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同【答案】A6．下列说法中正确的是A．通电导线中的自由电子定向移动的速率等于电流传导速率B．通电导线中电流传导的速率与电场传播的速率是相等的，为3×108m/sC ．金属导线中电子运动速率越大，导线中的电流就越大D ．金属导线中电荷量越大，导线中电流就越大【答案】B7．通过一个电阻的电流是5 A ，经过4 min ，通过该电阻的一个截面的电荷量是A ．20 CB ．50C C ．1 200 CD ．2 000 C【答案】C 【解析】根据I q t=，得5240C 1200C q It ==⨯=，故C 正确，ABD 错误。
2020-2021学年高中人教版物理选修3-1课时分层作业-2.1-电源和电流含解析
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课时分层作业十电源和电流(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)1.关于电流强度,下列说法中正确的是( )A.导体中的电流强度越大,表示通过其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,导体中电流强度就越小C.通电时间越短,电流强度越大D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中电流强度越大【解析】选D。
根据电流强度的定义:I=,即电流强度等于单位时间内流过导体横截面的电荷量,与通电的时间无关,所以A、B、C不符合题意。
电流的大小等于单位时间内通过导体横截面积的电荷量大小,电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数越多。
2.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( )A.vqB.C.qvSD.【解析】选A。
在运动方向假设有一截面,在t时间内通过截面的电量Q=vt·q。
等效电流I==vq,故A项正确。
3.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.电流强度为,电流方向为顺时针B.电流强度为,电流方向为顺时针C.电流强度为,电流方向为逆时针D.电流强度为,电流方向为逆时针【解析】选C。
电子绕核运动可等效为一环形电流,电子运动周期为T=,根据电流的定义式得:电流强度为I===。
因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向,所以C正确。
4.如图所示的电解槽接入电路后,在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S,有n2个1价负离子通过溶液内截面S,设e为基元电荷,以下说法正确的是( )A.当n1=n2时电流强度为零B.当n1>n2时,电流方向从A→B,电流强度为I=C.当n1<n2时,电流方向从B→A,电流强度I=D.电流方向从A→B,电流强度I=【解析】选D。
高中物理选修3-1课时作业14：2.1电源和电流
2.1 电源和电流一、选择题1.关于电源的作用,下列说法正确的是()A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是能直接释放出电能C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来2.金属导体中有电流时,自由电子定向移动的速率为v1,电子热运动速率为v2,电流的传导速率为v3,则()A. v1最大B. v2最大C. v3最大D.无法确定3.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为()A.4.8×10-6 AB.3×10-13 AC.9.6×10-6 AD.3×10-6 A4.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是通过甲导体电流的两倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的两倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等5.某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()A.5.0×1011B.5.0×1019C.1.0×1013D.1.0×1036.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()A. v qB.C.q v SD.7.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面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A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→AB.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→B,电流I=D.溶液内电流方向A→B,电流I=8.来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流.已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为()A. B. C. D.9.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,现有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.C.D.二、计算题10.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?11.导线中的电流是1 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e=1.6×10-19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m,平均要多少时间?12.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?--☆参考答案☆--1.C[解析]:电源并不是产生电荷的装置,它的作用是保持导体两端有一定的电势差,从而使电路中有持续的电流产生,故只有C项正确.2.C[解析]:电场传播的速率(或电流的传导速率)等于光速,而电子无规则热运动的速率,常温下数量级为105 m/s,自由电子定向移动的速率数量级一般为10-5 m/s,所以C项正确.3.A[解析]:I===A=4.8×10-6 A.4.B[解析]:由I=知A项错误,B项正确;由I=nqSv得: v甲=v乙,所以C、D两项错误.5.A[解析]:电子运动一周所需要的时间t=s=8×10-6s,在圆形轨道上任取一横截面,则在t时间内整个环中运行电子的电荷量q=It=8×10-6×10×10-3 C=8×10-8 C,则环中运行的电子数N==个=5×1011个.故A项正确.6.A[解析]:在运动方向假设有一横截面,在时间t内通过截面的电荷量Q=v t·q.等效电流I==vq,故A项正确.7.D[解析]:正离子定向移动方向为电流方向,负离子定向移动方向和电流方向相反,正、负离子向相反方向移动,电流不能抵消,故A、B两项错误.由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的,故C项错误,D项正确.8.B[解析]:设质子源与靶间的质子数为n,则I=,t=,则n=.9.D[解析]:假设电子定向移动的速率为v,那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积v t·S中的自由电子数,而体积为v tS的铜的质量为v tSρ,摩尔数为,所以电荷量q=.因电流I==,于是得: v=.10.[解析]:10 s内通过某一横截面的电荷量是10 C,所以I===1 A.[答案]:1 A11.[解析]:(1)N===个=6.25×1018个.(2)由公式I=neS v.v==m/s≈7.4×10-5 m/s.(3)以这样的速率沿导线传播1 m需用时t=s≈3.8 h.[答案]:(1)6.25×1018(2)7.4×10-5 m/s(3)3.8 h12.[解析]:取电子运动轨道的任一横截面,在电子运动一周的时间T内,通过这个横截面的电荷量q=e,则有:I==再由库仑力提供向心力有:k=m·r,得T=解得I=.[答案]:。
电源和电流 课时作业
2.1 电和电流 作业1．下列有关电的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( )A ．导线内部的电场就是电所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的答案 D解析 导线内部的电场是电和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个答案 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9.375×1021个． 3．如图所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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 ．q vB.q v C ．q v SD ．q v /S 答案 A解析 1 s 内棒通过的长度l ＝v t ，总电荷量Q ＝ql ＝q v t .由I ＝Q t ＝q v t t＝q v ，故选项A 正确． 4．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答案 D解析 依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，显然选项A 错误．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，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B 错误．电流是标量，故选项C 错误．5．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，电流越大答案 BD6．如图所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，则以下解释中正确的是( )A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向B →AB ．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I ＝n 1e tD ．溶液中电流方向从A 到B ，电流I ＝(n 1＋n 2)e t答案 D解析 正电荷的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 ＝q t 公式中q 应该是正、负电荷量绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2e t，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确．7．如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起，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( )A ．I A ＝IB B ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案 A解析 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 ＝q t可知电流相等． 8．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判断正确的是( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原的2倍，则等效电流也将变为原的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原的2倍，则等效电流也将变为原的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小答案 AB解析 截取圆环的任一截面S ，如题图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有I ＝q t ＝Q T又T ＝2πω，所以I ＝Qω2π，由上式可知，选项A 、B 正确． 9．导体中电流I 的表达式I ＝nqS v ，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答案 D解析 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I ＝nqS v 中的v 就是自由电荷定向移动的速率．故选D.10．有甲 、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的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率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 B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 错，B 对．由于I ＝nqS v ，所以v ＝I nqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n ·q 不知道)，所以无法判断v ，故C 、D 错．11．已知电子的电荷量为e ，质量为m .氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？答案 e 22πr 2mkmr 解析 根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量Q ＝e ，则有：I ＝Q T ＝e T ，再由库仑力提供向心力有：k e 2r 2＝m 4π2T 2r . 得T ＝2πr emr k .解得I ＝e 22πr 2m kmr .。
课时作业1：11.1 电源和电流
第1节电源和电流基础过关1.关于电源的作用，下列说法正确的是()A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是能直接释放出电能C.电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来解析电源并不是产生电荷的装置，它的作用是保持导体两端有一定的电势差，从而使电路中有持续的电流产生，故选项C正确。
答案C2.关于导线中的电场，下列说法正确的是()A.导线内的电场线可以与导线相交B.导线内的电场E是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的C.电路元件所积累的电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D.导线中的电场是静电场的一种解析导线内的电场线与导线是平行的，故A错误；导线中的电场是电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，故B正确；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错误。
答案B3.(多选)关于电流的方向，下列描述正确的是()A.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向B.规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向C.在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向D.在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流答案AC4.在导体中有电流通过时，下列说法正确的是()A.电子定向移动速率接近光速B.电子定向移动速率即是电场传导速率C.电子定向移动速率即是电子热运动速率D.在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动解析电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m/s，在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动，故A错误，D正确；电场的传导速率为光速c＝3×108 m/s，无规则热运动速率的数量级为105 m/s，故B、C错误。
答案D5.一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说()A.1 h电池供给8 C的电荷量B.1 000 s电池供给8 C的电荷量C.1 s电池供给8 C的电荷量D.1 min电池供给8 C的电荷量解析由公式I＝qt可得t＝qI，故供给8 C电荷量时的通电时间t＝88×10－3s＝1 000 s，故选项B正确。
2020高中物理 (十)电源和电流(含解析)-1
成电流为I的细柱形质子流．已知质子源与靶间的距离为d，质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场，质子到达靶时的速度为v，则质子源与靶间的质子数为（)A.错误!B。
错误!C。
错误!D。
错误!解析：设质子源与靶间的质子数为n,则I＝错误!＝错误!＝错误!，故n ＝错误!,选项B正确．答案：B6．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势差为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为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Δl的电子束内的电子个数是( ）A.错误!错误!B。
错误!错误!C。
错误!错误!D。
错误!错误!解析:对电子加速过程应用动能定理：eU＝错误!mv2所以电子刚出电场时定向移动速度v＝错误!设单位长度内电子数为n，在t时间内，通过某一截面的电荷量q ＝nevt,则I＝错误!＝nev，由此得n＝错误!＝错误!错误!.Δl内的电子数为N＝n·Δl＝错误!错误!，故选项B正确．答案：B二、多项选择题7．下列关于电源的说法正确的是( )A．电源是将电能转化为其他形式的能的装置B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D．在电源内部负电荷由正极流向负极(或正电荷由负极流向正极)解析:在电源内部把电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能，由此知选项A错误；电荷的搬运使电源正、负极间维持一定电势差，选项B正确；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,故选项C错；在电源内部，负电荷从电源正极流向负极(或正电荷从负极流向正极）,故选项D 正确．答案：BD8．下列关于电流的说法中，正确的是( )A．电荷的定向移动形成电流B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安C．电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则D．由I＝错误!可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多解析：电流产生的原因是由于电荷的定向移动形成的,选项A正确;国际单位制中，电流的单位是安培，选项B正确；电流有大小，也有方向，但相加时遵从代数运算,故选项C错误；由I＝错误!可知,电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，选项D正确．答案:ABD9．关于导线中的电场，下列说法正确的是（）A．导线内的电场线与导线平行B．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累电荷共同形成的C．导线侧面积累电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种解析：由于导线侧面积累电荷的影响，导线内的电场线与导线是平行的，故选项A对．导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累电荷共同形成的，故选项B对．导线内电场不为零，不是静电平衡状态,导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故选项C、D错．答案：AB10．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ）A．粗的地方电流大,细的地方电流小B．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C．各处的电流大小相同D．粗的地方电荷定向移动速率小,细的地方大解析：同一根导线上的电流相等,故C对；由I＝nqSv可得v＝错误!，故D对．答案：CD。
电源和电流 课时作业
2.1电源和电流每课一练（人教版选修3-1）1. (多选)关于电源的作用，下列说法正确的是()A．电源的作用是能为电流提供自由电子B．电源的作用是使导体中形成电场C．电源的作用是能够保持导体两端的电势差D．电源的作用是使自由电荷定向移动起来答案：BCD解析：电源的作用就是保持导体两端的电势差，使导体中形成电场，使导体中的自由电荷在静电力作用下做定向运动，而不是提供自由电子，故B、C、D均对，A错．2. [2014·淮安高二检测]下列关于电流方向的说法中，不正确的是()A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同答案：A解析：人们规定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，A错，B、D对．金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，故在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，C 对．所以符合题意的为选项A.3. 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( )A ．I A ＝I BB ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案：A解析：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 ＝q t 可知电流强度相等．4. 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，由于橡胶棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．v qB.q v C ．q v SD.q v S 答案：A解析：设在t时间内通过截面的电荷量为Q，则Q＝v t·q，所以I ＝v q，应选A.＝Qt5. [2013·聊城高二检测](多选)如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA，则以下说法正确的是()A．1 s通过电池某一横截面的电量为500 CB．1 s通过电池某一横截面的电量为0.5 CC．充电过程把其他形式的能转化为电能D．充电过程把电能转化为其他形式的能答案：BD解析：由电流的定义式得q＝It＝0.5 C，故A错，B对．充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，故C错，D对．6. 导体中电流I的表达式I＝nqS v，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答案：D解析：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，故选D.公式I ＝nqS v 中的v 就是自由电荷定向移动的速率．7. [2014·长春高二检测]通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导体的电流强度之比为( )A ．1∶5B ．2∶5C ．5∶2D ．5∶1答案：B解析：由电流的计算式I ＝q t 得：I 1I 2＝q 1t 1×t 2q 2＝q 1q 2×t 2t 1＝35×23＝25，B 正确．8. 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度内的自由电子数为n ，金属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v 0，导体中通过的电流为I .则下列说法中正确的有( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne答案：D解析：关键是理解v 和n 的物理意义，电流微观表达式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是v t 内的自由电子数，其数量为n v t ，电荷量q ＝n v te ，所以电流I ＝q t ＝ne v ，所以v ＝Iv e ，故正确选项为D.9. 李老师刚买了一个手机，该手机电池的额定容量为1200 mAh ，额定电压为3.7 V ．用了一段时间后，他发现手机的待机时间为10天，请你分析一下，该手机待机状态下的电流是多大？答案：5 mA解析：电池容量1200 mAh 为电池容纳的电荷量，电池用完后可认为电荷无剩余，则工作电流I ＝q t ＝1200 mA·h 10×24 h＝5 mA. 10. [2014·天津高二检测]如图所示，电解池内只含有一种CuCl 2电解质的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的铜离子数是n ，设元电荷为e ，试分析电解液中电流的方向和大小怎样？答案：电流方向由A 向B 4ne /t解析：正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，所以电解液中的电流方向由A 向B .因电解液中只含电解质CuCl 2，二价正离子数为n ，则一价负离子数为2n .电解液中是正、负两种离子的定向移动形成电流，故t s 内流过某截面的正、负离子的总电荷量为4ne ，所以电流I ＝4ne /t .11. 导线中的电流是10－8 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C)(2)自由电子的平均移动速度是多大？(设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子)(3)自由电子沿导线移动1 cm ，平均需要多长时间？答案：(1)6.25×1010个 (2)7.4×10－13 m/s(3)1.3513×1010 s解析：(1)N ＝q e ＝It e ＝10－8×11.6×10－19个＝6.25×1010个． (2)由公式I ＝neS v 得v ＝I neS ＝10－88.5×1028×1.6×10－19×1×10－6m/s ＝7.4×10－13 m/s. (3)自由电子移动 1 cm 所需时间，t ＝l v ＝ 1 cm 7.4×10－13 m/s＝1.3513×1010 s12. [2013·宁波高二检测]来自质子源的质子(初速度为0)，经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速，形成电流为1 mA 的细柱形质子流．已知质子的电量为e ＝1.6×10－19 C.(1)这束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少？(2)假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中质子数分别为n 1和n 2，求n 1和n 2的比值．(计算时认为质子流的横截面积不变)答案：(1)6.25×1015个 (2)2∶1解析：(1)每秒钟打到靶上的电荷量为：q ＝It ＝1×10－3×1 C ＝1×10－3 C ，质子个数为：N ＝q e ＝1×10－31.6×10－19＝6.25×1015(个)． (2)质子做匀加速运动，故有：v 21＝2aL ，v 22＝2a ·4L ， 所以v 1v 2＝12， 由电流的微观表达式I ＝ne v S 得n ＝I e v S ，所以n 1n 2＝v 2v 1＝21.。
2017人教版高中物理选修21《电源和电流》课后作业
课后作业45分钟错误！一、选择题（8X5,，共40分）1、有甲、乙两导体,甲的横截面积就是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电量，乙就是甲的2倍,以下说法中，正确的就是()A 、甲、乙两导体的电流强度相同B 、乙导体的电流就是甲导体的2倍C 、乙导体中自由电荷定向移动的速度就是甲导体的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横截面的电量就是甲的2倍，因此通过乙导体的电流就是甲的2倍■故A错而B正确.由于I = nqSv（〃单位体积中的自由电荷数皿自由电荷的电量,S横截面积定向移动速率）,所以。
二错豹，由于不知道甲.乙两导体的性质（几9不知道）•所以无法判断.答案:B2.关于电流的下列说法中，正确的就是（）A、电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电量越多B、在相同时间内，通过导体截面的电量越多，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量所用时间越短，电流越大解析:由2必•当f 一定时,通过导体横截面的电量q越多，电流I就越大;当q一定时,通电时间越短，电流越大.答案：BD3.金属导体中满足下列哪一个条件，就产生恒定电流（）A、有自由电子B、导体两端有电势差C、导体两端有方向不变的电压D、导体两端有恒定电压解析:由产生电流条件可知,D正确.答案：D4.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0、64X 10"6m2的导线，那么电路中的电流就是（）A、0、016pAB、1、6mAC、16pAD、0、16pA解析:Z 二= 16pA.答案:D5■某电解池,如果在1 s内共有5X1018个2价正离子与l、0X 10沙个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流就是（）A、0AB、0、8AC、1、6AD、3、2A解析：I = qlt=错误!=3. 2A.答案:D6.铜的原子量为加,密度为"，每摩尔铜原子有川个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为/时，电子平均定向移动的速率为（）A、光速cB、错误！C、错误！D、错误！解析：假设电子定向移动的速率为0,那么在f秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积Vt-S中的自由电子数r而体积为"S 的铜的质量为Vtsp摩尔数为警所以电量“错误!.因电流2错误!~错误!，于就是得二错误!、答案:D人一个半径为「米的细橡胶圆环，均匀地带上0库仑的负电荷, 当它以角速度弧度/秒）绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为（）A、QB、错误！C、错误！D、错误！解析:/二错误！二错课!.答案：C&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，经加速后形成横截面积为S、电流为？的电子束、已知电子的电量为0、质量为加，则在刚射出加速电场时，一小段长为AZ的电子束内电子个数就是（）A、栄错误!B.错误!错误!C、错误!错误！D、错误!错误!解析：设加速后电子的速度为P,贝（J 0U二错课!加又I =祝So , 71为单位体积内的电子数目.故A/长内的电子数目N = nMS =错误!错误\MS =错误!错误！答案:B二、非选择题（9、10题各10分,11、12题各20分洪60分）9、______________________ 只要导体两端存在,导体中的自由电子就在_力的作用下，从电势______ 处向电势________ 处定向移动、移动的方向与导体中电流的方向_______ 、答案:电压电场低高相反10.在某次闪电中，持续时间为0、005s,所形成的平均电流为6X104A,若闪电过程中流过某横截面的电荷以0、5A的电流通过电灯，可供电灯照明时间为_______ s、答案：600图111、图1就是静电除尘器示意图，A接高压电源正极0接高压电源的负极之间有很强的电场，空气被电离为电子与正离子,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加mol电子,每昼夜能除尘H kg,计算高压电源的电流强度人电子电量设为匕阿伏加德罗常数为N A,—昼夜时间为/、解:根据电流强度定义式？二错误!，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电量0就能够求解电流强度八需要注意的就是，流过电源的电量0跟煤粉吸附的电量0并不相等，由于电离出的气体中电子与正离子同时导电，煤粉吸附的电量0二错误!次\*Q r = mnNxe , Q =:jnnNxe =错误!〃 , I = 2mnNxe/t K12.设横截面积为1、Omn?铜导线中通过1、0A电流、铜在单位体积中的自由电子数为8、5X1028m-3,电子的电荷量为1、6X10 -1叱,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通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不就是自由电子的定向速率，而就是电场的传播速率, 且电场的传播速率就是光速3、0X108m/sM这些知识，您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、解：由/二错误！,且q = nVe = nSvte ,即I = neSv ,所以错误!, 由电子的定向移动速率。
高中物理选修3-1课时作业15：2.1电源和电流
2.1电源和电流A级抓基础1．关于电流，下列说法中正确的是()A．通过导线横截面的电量越多，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2．某导线中的电流是7.5×10－3 A，则通过导线横截面的电荷量为15 C所需要的时间为()A．2.0×104 s B．2.0×106 sC．2.0×105 s D．2.0×103 s3.(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的()A．电流相等B．电流不相等C．自由电子定向移动的速率相等D．自由电子定向移动的速率不相等4．有一个电子射线管(阴极射线管)，当从阴极射出的电子形成的电流为5.6 μA时，每秒从阴极发射出的电子数目为多少(已知e＝1.60×10－19 C)?B 级 提能力5.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( )A ．v q B.qv C ．q v S D.q v S6．(多选)如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA ，则以下说法正确的是( )A ．1 s 通过电池某一横截面的电量为500 CB ．1 s 通过电池某一横截面的电量为0.5C C ．充电过程把其他形式的能转化为电能D ．充电过程把电能转化为其他形式的能7.如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t s 内通过溶液内横截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷的电量为e ，以下解释正确的是( )A ．正离子定向移动形成电流，方向从A 到B ，负离子定向移动形成电流，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 ＝n 1etD ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝（n 1＋n 2）et8．电子绕核运动可等效为一环形电流．设处于基态氢原子的电子绕核运动的半径为R ，电子质量为m ，电量为e ，求此环形电流的大小(已知静电力常量为k )．--☆ 参 考 答 案 ☆--A 级 抓基础1．[答案]C 2．[答案]D3.[解析]由电流定义知I ＝qt ，故选项A 正确，选项B 错误；由电流的微观表达式I ＝nSq v知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，故选项C 错误，选项D 正确．[答案]AD4．[解析]由I ＝5.6×10－6 A ，所以每秒阴极射出电子的总电荷量Q ＝It ＝5.6×10－6 C ，则电子数N ＝3.5×1013.B 级 提能力5.[解析]在运动方向上假设有一横截面，在t 时间内通过横截面的电量Q ＝v t ·q ，等效电流I ＝Qt＝v q ，故选A.[答案]A6．[解析]由电流的定义式得q ＝It ＝0.5 C ，故A 错，B 对．充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，故C 错，D 对．[答案]BD7.[解析]电流的方向与正离子定向移动方向相同，故A 、B 错误．溶液内电流方向从A 到B 的电荷量q ＝n 1e ＋n 2e ＝(n 1＋n 2)e ，则I ＝q t ＝（n 1＋n 2）et，故C 错误，D 正确．[答案]D8．[解析]电子绕核运动，库仑力提供向心力，ke 2R 2＝m ⎝⎛⎭⎫2πT 2R ，运动一周，通过某一横截面的时间为T ＝2πRemR k ，根据电流的定义式得，I ＝e T ＝e 22πRkmR.。
新教材高中物理第11章电路及其应用1电源和电流课时分层作业含解析新人教版必修第三册
课时分层作业(十) 电源和电流(建议用时：25分钟)1．下列有关电源的电路中,导线内部的电场强度的说法正确的是( )A．导线内部的电场就是电源所形成的电场B．在静电平衡时,导体内部的场强为零,而导体外部的场强不为零,所以导体内部的电场不是稳定的C．因为导体处于电源的电场中,所以导体内部的场强处处为零D．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导体内的电荷处于平衡状态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的D[导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和,稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零),而是场强大小恒定,方向与导线切线一致,是一种动态的平衡,故A错误,D正确；在静电平衡时,导体内部电场是稳定的,故B错误；在导体内部出现感应电荷的电场,该电场与点电荷的场叠加后为零时,导体内部的场强处处为零,故C错误。
] 2．金属导体内电流增强,是因为( )A．导体内单位体积的自由电子数增多B．导体内自由电子定向移动的速率增大C．导体内电场的传播速率增大D．导体内自由电子的热运动速率增大B[对于确定的金属导体,单位体积内的自由电子数是一定的,而且导体内电场的传播速率也是一定的,A、C错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大,使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大,B正确；导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强,D错误。
]3．关于电流的方向,下列说法正确的是( )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C[无论在何种导体中,电流的方向都是正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,故A、B、D错误,C正确。
]4．关于导线中的电场,下列说法正确的是( )A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种B [导线内的电场线与导线是平行的,故A 错；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的,故B 对；导线内电场不为零,不是静电平衡状态,导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种,故C 、D 错。
课时作业22：2.1 电源和电流
1 电源和电流考点一 对恒定电流的理解 1．形成持续电流的条件是( ) A ．只要有电压加在物体的两端 B ．必须保持导体两端有电压 C ．只在导体两端加瞬时电压 D ．只要有大量的自由电荷 答案 B2．(2021·华中师大附中高二期中)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 ．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C ．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流D ．因为电流有方向，所以电流是矢量 答案 B解析 据I ＝qt 可知，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，并非通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，故A 错误，B 正确；电解液中正、负电荷向相反方向运动对形成电流是等效的，C 错误；电流有大小和方向，但电流是标量，故D 错误． 3．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是( ) A ．电子定向移动速率接近光速 B ．电子定向移动速率即是电场传导速率 C ．电子定向移动速率即是电子热运动速率D ．金属导体导电时，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动 答案 D解析 电子定向移动的速率很小，约为10－4 m/s ，金属导体导电时，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动，故A 错误，D 正确．电场的传导速率等于光速c ＝3×108 m/s ，无规则热运动速率的数量级为105 m/s ，故B 、C 错． 考点二 I ＝qt的理解与应用4．在示波管中，电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A ．4.8×10－6 AB ．3×10－13AC ．3×10－6 A D ．9.6×10－6 A答案 A解析 电子枪2 s 发射的电荷量q ＝6×1013×1.6×10－19C ＝9.6×10－6 C ，所以示波管中的电流大小为I ＝q t ＝9.6×10－62A ＝4.8×10－6 A ，故A 正确，B 、C 、D 错误．5．某电解池中，若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( ) A ．0 B ．0.8 A C ．1.6 A D ．3.2 A 答案 D解析 电荷的定向移动形成电流，但“＋”“－”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．在2 s 内通过截面的总电荷量应为q ＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C ＝6.4 C ．由电流的定义式知I ＝q t ＝6.42A ＝3.2 A.6．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其电流强度为1.2×10－5 A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.6×10－19C)( )A ．3.0×1012B ．1.5×1013C ．7.5×1013D ．3.75×1014答案 B解析 1 s 内发射的重离子的电荷量为Q ＝It ＝1.2×10－5×1 C ＝1.2×10－5 C ，每个重离子的电荷量为5e ，则1 s 内发射的重离子数为n ＝Q5e ＝ 1.2×10－55×1.6×10－19 个＝1.5×1013个，选项B 正确．考点三 I ＝nq v S 的理解与应用7．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相等D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 答案 CD解析 同一根导线上的电流相等，故A 错误，C 正确；由I ＝nqS v 可得v ＝InqS ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故B 错误，D 正确．8．(多选)(2021·无锡市江阴四校高二期中)一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速率为v ，在t 时间内，通过铜导线横截面的自由电子数量可表示为( ) A ．n v StB ．n v tC.It qD.It Sq答案 AC解析 在t 时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It ，通过铜导线横截面的自由电子数量可表示为N ＝It q ，故C 正确，D 错误；把I ＝nqS v 代入N ＝Itq可得N ＝n v St ，故A 正确，B 错误．9．(多选)(2020·临川二中高二期中)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 答案 AB解析 截取圆环的任一截面S ，则在橡胶环运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q ，即I ＝q t ＝Q T ＝Q 2πω＝Qω2π，由此可知，A 、B 项正确，C 、D 项错误．10．(2020·佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中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，经加速后形成横截面积为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Δl 的电子束内的电子个数是( ) A.I Δl eS m 2eU B.I Δl e m 2eU C.I eSm 2eUD.IS Δl em 2eU答案 B解析 加速过程，eU ＝12m v 2，则v ＝2eUm，由I ＝nq v S 知，一小段长为Δl 的电子束内的电子数N ＝n ΔlS ＝Δl I e v ＝I Δlem 2eU.。
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第二章 1基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．关于电源，下列说法中正确的是()A．电源的作用是为电路提供自由电荷B．电源的作用是自己直接释放出电能C．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用是使自由电荷运动起来答案：C解析：电源的作用是把其他形式的能转化为电能，为电路提供持续而稳定的电压，使导体中自由电荷定向移动释放电能，所以只有C项正确。
2．下列说法中正确的是()A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是安培(A)C．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在答案：B解析：自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，故选项A 错误。
形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误。
电流有方向，但它是标量，故选项C错误。
3．金属导体内电流增强，是因为()A．导体内单位体积的自由电子数增多B．导体内自由电子定向移动的速率增大C．导体内电场的传播速率增大D．导体内自由电子的热运动速率增大答案：B解析：对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A、C错，导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B正确，导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D错误。
4．关于电流强度的概念，下列叙述中正确的有( )A ．通过导线截面的电量越多，电流强度越大B ．电子运动的速率越大，电流强度越大C ．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流强度越大D ．因为电流有方向，所以电流强度是矢量答案：C解析：电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量，没有时间无法判断，所以A 错误；根据电流的微观表达I ＝nes v 知，电流的大小与电子的运动速率及电子的数量有关，故B 错误；根据电流定义I ＝q t知，单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流强度越大，所以C 正确；电流强度是标量，所以D 错误。
5．关于电流，下列叙述正确的是( )A ．只要将导体置于电场中，导体中就有持续电流B ．电源的作用可以使电路中有持续电流C ．导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D ．恒定电流是由恒定电场产生的答案：BD解析：电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端维持稳定的电压，从而在导体内部出现了恒定电场而产生恒定电流。
故B 、D 正确，A 、C 错误。
6．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．在电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板答案：AD解析：在电源供电的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误。
电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误。
电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D 正确。
二、非选择题7．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s 内有1.0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？答案：溶液中的电流大小为0.16A ，方向由A 指向B 。
解析：NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －离子，它们在电场力作用下向相反方向运动。
因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动方向相同，即由A 指向B 。
Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1.6×10－19C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 运动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过M 横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝q 1＋q 2t ＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A ＝0.16A 能力提升一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．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答案：B解析：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。
2．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 ．v qB ．q vC ．q v SD ．q v /S 答案：A解析：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 ＝v t ·q等效电流I ＝Q t＝v q 故A 正确。
3．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ，导体单位长度的自由电子数为n ，金属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v 0，导体中通过的电流为I 0。
则下列说法中正确的是( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne答案：D解析：本题考查的是对电流微观表达式I ＝nqS v 的理解，关键是理解v 和n 的物理意义，式中n 为单位体积内自由电子数，而本题n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度为v t 内的自由电子，其数量为n v t ，电荷量q ＝n v te ，所以电流I ＝q t ＝ne v ，所以v ＝I ne，故选项D 正确。
4．(合肥一中高二上学期期中)我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m 的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA 时(设电子的速度是3×107m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电量e ＝1.6×10－19C)( ) A ．5×1011B ．5×1010C ．1×102D ．1×104答案：A解析：电子转一圈的时间t ＝s v ＝8×10－6s ，整个环中电子的电量Q ＝It ＝8×10－8C ，所以电子的数目n ＝Q e＝5×1011，故A 正确。
5．半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕中心轴线以角速度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，电流将变小答案：AB解析：正电荷Q 均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面，则一个周期T内穿过此截面的电荷量为Q ，由电流的定义式I ＝Q T 及T ＝2πω得，环中等效电流为I ＝Q T ＝Qω2π，故选A 、B 。
6．(吉林一中度高二上学期11月)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 ．导体中的电场分布不随电荷的移动和时间而改变答案：CD解析：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。
二、非选择题7．导线中的电流是10－8A ，导线的横截面积为1mm 2。
(1)在1s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1cm ，平均需要多少时间？答案：(1)6.25×1010个 (2)7.4×10－13m/s (3)1.35×1010s解析：(1)N ＝q e ＝It e ＝10－8×11.6×10－19个＝6.25×1010个。
(2)由公式I ＝neS v 得v ＝I neS ＝10－88.5×1028×1.6×10－19×1×10－6m/s ≈7.4×10－13m/s 。
(3)由v ＝x t得 t ＝x v ＝1×10－27.4×10－13s ≈1.35×1010s 。
8．夏季某日午后，某地区距地面约1km 的空中有两块乌云，相距3km ，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V 不变。
已知空气的电场击穿场强为3×106V/m 。
请对以下问题进行估算。
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电量为500C ，可释放多少能量？(3)这次放电现象历时约0.01s ，则其平均电流约为多大？答案：(1)1 000m (2)1.5×1012J (3)5×104A解析：(1)由E ＝U d得 d ＝U E ＝3×1093×106m ＝1 000m 。
(2)释放的能量E 能＝qU ＝500×3×109J ＝1.5×1012J 。
(3)由电流的定义得I ＝q t ＝5000.01A ＝5×104A 。