11.1电源和电路 同步练习（Word版含答案）

2021—2022学年上学期高二物理第三册第十一章电路及其应用
11.1电源和电路
一、选择题（本大题共6小题，7,8为多选题,每小题为8分,选不全得6分,共64分）
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. 导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越大
D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
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. vq B. C. qvS D.
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。设氢原子核外电子以速率绕原子核做半径为r的匀速圆周运动，已知电子电荷量为其形成环形电流的大小为( )
A. B. C. D.
如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，内通过溶液内横截面S的正离子数是，负离子数是，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A
B. 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
D. 溶液内电流方向从A到B，电流
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. 电子定向运动的速率越大，电流越大
C. 单位体积内的自由电子数越少，电流越大
D. 因为电流有方向，所以电流是矢量
某导线中的电流是，则通过导线横截面的电荷量为所需要的时间为
A. B. C. D.
关于电流，下列说法中正确的是
A. 由可知，通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B. 由可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比
C. 由可知，同一导体内电荷定向移动的速率越大，电流越大
D. 电流虽有方向，但电流是标量
一段长度为L、电阻率为，粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为，导体中通过的电流为I，以下说法中正确的有( )
A. 自由电子定向移动的速率为
B. 自由电子定向移动的速率为
C. 单位时间内通过导体横截面积的电量为I
D. 导体两端的电压为
二、填空题（本大题共2小题，共16分）
电荷的_________形成电流，物理学规定_________定向移动的方向为电流的方向。在金属中能够自由移动的是________。在电源外部的电路中，电流从电源的_______流向_______。
电荷间的相互作用是通过电场发生的，电荷量为的负试探电荷放在某电场中，受到电场力的大小为F，方向水平向右，则该点的电场强度大小为_____，方向是________。电荷沿着导线定向移动形成电流，某导线中流过大小恒为电流，则在内通过导线横截面积的电荷量为_______C．
三、计算题（本大题共2小题，每小题各10分,共20分）
电荷的定向移动形成电流。通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫做电流，定义式为。如果导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e，自由电子定向移动的速率为v，试推导出金属导体内电流的微观表达式。
某金属导体两端所加电压为8V时，10s内通过某一横截面的电荷量为，求：
通过金属导体的电流及导体的电阻分别为多少？
若导体内自由电子电量，自由电子定向移动的速率为，导体的横截面积为求导体单位体积的自由电子数目？
11.1电源和电路参考答案
1. D解析:A.电荷的定向移动形成电流，在金属导体中形成电流时，定向移动的是电子。在电解液中形成电流时，正离子和负离子都在定向移动，故A错误。
B.电流的传递速率等于光速，电荷定向移动的速度很小，远远小于电流传导的速度，故B错误。
C.由电流的微观表达式可知，可知，导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越小；故C错误；
D.根据电流的定义可知，单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大，故D正确。
故选D。
2.A
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，则等效电流，故A正确，BCD错误。
3.B
解析电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期，根据电流的定义式、
故答案为B
4.D
解析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也从A到B，不会相互抵消，故AB错误；
溶液内电流方向从A到时间内通过溶液截面S的电荷量，则根据电流的定义式，故C错误，D正确；
故选D。
5.B
解析A.通过某一横截面积的电量与所用时间的比值等于通过导体的电流强度，故电流强度由通过导线截面的电量和通电时间共同决定，故A错误；
由电流的微观表达式可知，其他条件相同时，单位体积内的自由电子数n越少，电流越小；电子定向运动的速率越大，电流越大，故B正确，C错误；
D.矢量的运算满足平行四边形定则，标量的运算满足代数法则，而电流的运算满足代数法则，故电流是标量．故D错误。
6.D
解析由可知：通过导线横截面的电荷量为15C所需要的时间为
故选D。
7.CD
解析A.通过导线截面的电量多，若时间长，电流不一定大，故A错误；
B.公式是电阻的定义式，与导体两端的电压无关，跟导体中的电流无关，故B错误；
C.由可知，同一导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大，故C正确；
D.电流有方向，但是标量，故D正确。
故选CD。
8.BC
解析A.电流是由自由电子定向移动形成的；与光速及自由电子定无规则运动的速率无关；故A错误；
B.由电流的微观表达式可知：时间t内通过的电量；由电流的定义可知电流的微观表达式为：，则，故B正确；
C.通过导体横截面积的电量与时间的比值是电流，故单位时间内通过导体横截面积的电量为I ，故C正确；
D.导体两端的电压为，故D错误。
故选BC。
9.答案:定向移动，正电荷，自由电子，正极，负极
解析由电流的定义可知，电荷的定向移动形成电流；物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；电子在金属中能够自由移动，由电路中的电流方向可知，在电源外部的电路中，电流从电源的正极流向负极。
故填：定向移动，正电荷，自由电子，正极，负极。
10.答案: ；水平向左；20
解析该点的电场强度大小；电场强度的方向水平向左；
在内通过导线横截面积的电荷量：
故填： ；水平向左；20
11.解：由题意可知，自由电子沿导体内以定向移动速率v做匀速运动。沿电流方向选取一段长度为的导线

在时间内，体积内的所有自由电子均通过截面S
则在时间t内通过导体横截面S的电子数为N
在时间t内通过导体横截面S的电荷量为

则由电流的定义式，得出
导体电流的微观表达式
12.解：内通过某一横截面的电荷量为，则电流为：，
由欧姆定律得：
根据电流的微观表达式，得，代入数据解得。
故答案为通过金属导体的电流为，导体的电阻为；
导体单位体积的自由电子数目为个。
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