11.1 电源和电流 （word版含答案）

11.1 电源和电流 能力
一、单项选择题（共3小题；共12分）
1. 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
2. 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。设电荷量为 的电子以速率 绕原子核沿顺时针方向做半径为 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是
A. 电流大小为 ，电流方向为顺时针
B. 电流大小为 ，电流方向为顺时针
C. 电流大小为 ，电流方向为逆时针
D. 电流大小为 ，电流方向为逆时针
3. 有甲、乙两导体，甲的横截面是乙的 倍，而单位时间内通过横截面的电荷量，乙是甲的 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 倍
C. 乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的 倍
D. 甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等
二、双项选择题（共1小题；共4分）
4. 半径为 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为 ，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，关于由环产生的等效电流，下列判断正确的是
A. 若 不变而使电荷量 变为原来的 倍，则等效电流也将变为原来的 倍
B. 若电荷量 不变而使 变为原来的 倍，则等效电流也将变为原来的 倍
C. 若使 、 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大
D. 若使 、 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小
三、解答题（共3小题；共39分）
5. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为 的近似圆形轨道。当环中电子以光速的 的速度流动而形成的电流是 时，求环中运行的电子数目（已知光速 ，电子电荷量 ）。
6. 一根铜导线的橫截面积为 ，其中的自由电子数密度为 ，当此铜导线通过 的电流时，求：
（1） 内有多少个电子通过铜导线的横截面 （电子电荷量 ）
（2）电子定向移动的速率多大
7. 导线中的电流是 ，导线的横截面积为 。
（1）在 内，有多少个电子通过导线的横截面 （电子电荷量 ）
（2）自由电子的平均移动速率是多大 （设导体每立方米内有 个自由电子）
（3）自由电子沿导线移动 ，平均需要多少时间
答案
第一部分
1. 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.
2. C
【解析】电子做圆周运动的周期 ，
由 得
，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。
3. B
【解析】单位时间内通过横截面的电荷量，乙是甲的 倍，所以乙的电流是甲电流的两倍，故A错误，B正确；
根据电流的微观表达式 可知，，则导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的 倍，故CD错误。
第二部分
4. A， B
【解析】截取圆环的任一横截面 ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间 内，通过这个横截面的电荷量为 ，
则有
又 ，所以 ，由上式可知，选项A、B正确。
第三部分
5. 环中电子数目 个 个。
【解析】设单位长度上电子数目为 ，则单位长度上电子带的电荷量 ，
秒内电子通过的距离 ，
秒内通过某截面的电荷量 ，
由 得 ，。
环中电子数目 个 个。
6. （1）
【解析】 内通过铜导线横截面的电荷量 ，所以 内通过铜导线横截面的电子数 个。
（2）
【解析】由电流的微观表达式 得 。
7. （1）
【解析】（个）（个）。
（2）
【解析】由公式 ，得 。
（3）
【解析】自由电子沿导线移动 需用时 。
第1页（共1 页）