11.1电源和电流 同步练习-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

11.1电源和电流 同步练习-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册
一、单选题
1.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
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，导体内部场强为零，外部场强不为零，所以导体内部电场不稳定
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、电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
3.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. B.
C. D.
4.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
5.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，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． B．
C． D．不能确定
6.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． B．
C． D．
7.如图，验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中不正确的是(　　)
A．有瞬时电流形成，方向由A到B
B．A、B两端的电势不相等
C．导体棒内的电场强度不等于零
D．导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动
8.铜的原子量为m，密度为，每摩尔铜原子有个自由电子，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．
9.一个半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(　　)
A．1 h电池供给1 C的电量
B．1 000 s电池供给8 C的电量
C．1 s电池供给8 C的电量
D．1 min电池供给8 C的电量
10.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
二、多选题
11.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
12.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
13.当导体中有电流通过时，下列说法中正确的是（ ）
A．电子定向移动速率很小
B．电子定向移动速率即是电流传导速率
C．电子定向移动速率是电子热运动速率
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一个速率很小的定向移动
14.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1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
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6×106 J
15.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匀速转动，则由环产生的等效电流（ ）
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，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大
D．若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
三、计算题
16.如图所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为的横截面AB，那么
（1）指出正、负离子定向移动的方向；
（2）电解槽中的电流方向如何？
（3）4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？
（4）电解槽中的电流为多大？
17.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？
参考答案
1.【解析】电流的微观表达式I=nqSv,可知，电流增强与电子定向移动的速率有关；故B正确C，D错；而金属导体确定，其内单位体积的自由电子确定，故A错。
【答案】B
2.【解析】电流方向为正电荷定向移动的方向。
【答案】D
3.【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＝mv2，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＝ .
【答案】B
4.【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．
【答案】D
5.【解析】根据公式可得，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】A
6.【解析】t 秒内棒通过的长度，总电荷量，由于，故选项B正确。
【答案】B
7.【解析】A、B两个验电器，A带负电，在A验电器周围存在指向A的电场，故B端所在处的电势φB应高于A端电势φA；导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发生定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A指向B，电流方向应由B到A.
【答案】A
8.【解析】假设电子定向移动的速率为v，那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积中的自由电子数，而体积为的铜的质量为，摩尔数为，所以电荷量，因电流，于是得到。
【答案】D
9.【解析】根据I＝知，1 h电池供电量q1＝8×10－3×3.6×103 C＝28.8 C，A错误；1 000 s电池供电量q2＝1 000×8×10－3 C＝8 C，B正确；1 s电池供电量q3＝1×8×10－3 C＝8×10－3 C，C错误；1 min电池供电量q4＝60×8×10－3 C＝0.48 C，D错误。
【答案】B
10.【解析】q＝It，n＝＝＝9.375×1021个．
【答案】C
11.【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．
【答案】BC
12.【解析】在电源和导线等电路元件所积累的电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导线中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，A错误，B正确；导线内有电场，说明导线不处于静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确．
【答案】BD
13.【解析】电流的传导速率与光速相等，但电子定向移动速率很小，电子热运动的速率较大，但热运动是无规则的。
【答案】AD
14.【解析】由电流的定义式I＝知I＝ A＝1×105 A，A正确；整个过程的平均功率P＝＝＝ W＝3×1010 W(t代0.2或0.3)，B错误；由E＝＝ 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＝6×109 J，D错．
【答案】AC
15.【解析】截取圆环的任一截面S，如图所示
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：
，又，所以，，由上式可知，选项A、B正确。
【答案】AB
16.【解析】（1）电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动。
（2）电解槽中的电流方向向右。
（3）8 C的正电荷向右通过横截面AB，而8 C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8 C正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16 C。
（4）由电流的定义得。
【答案】（1）见解析 （2）向右 （3）16 C （4）4 A
17.【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，则有。
再由库仑力提供向心力有：得，解得。
【答案】
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