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人教版物理高二选修3-1第2章
第1节电源和电流同步检测卷
一、选择题
1.重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5价重离子束,其电流强度为1.2×10-5A,则在1s内发射的重离子个数为(e=1.6×10-19A)( )
A.3.0×1012 B.1.5×1013 C.7.5×1013 D.3.75×1014
答案:B
解析:解答:设1s内发射的重离子个数为n,则1s内发射的电荷量q=5ne,由电流定义式可知所以 故A、C、D错误。
故选B
分析:利用电流定义式计算电流大小。
2.关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导线截面的电量越多,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
答案:C
解析:解答:电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量,故A错,C对;
电流的微观表达式I=nesv,电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定,故B错;
矢量运算遵循平行四边形定则,标量的运算遵循代数法则,电流的运算遵循代数法则,故电流是标量,故D错。
故选C
分析:电流是标量,且电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量。
3.关于电流的方向,下列叙述中正确的是( )
A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定
C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同
答案:C
解析:解答:正电荷定向移动的方向为电流的方向,所以选项C正确、D错误;
金属导体中自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反同,所以选项A错误;电解质导体时,电流方向与正离子定向移动方向相同,所以选项B错误;
故选C
分析:正电荷定向移动的方向为电流的方向,据此分析判断。
4.处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比
答案:D
解析:解答:设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,则
由,得,,环形电流,所以I与q的平方成正比,与v无关;与B成正比,与m成反比。
分析:利用带电粒子在匀强磁场中的运动求出带电粒子运动周期,即电荷通过横截面积的时间,利用可计算等效电流。
5.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q,此时电子的定向移动速度为v,在 Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为
A.nvS B.nvΔt C. D.
答案:C
解析:解答:在△t时间内,以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为v△t,由于铜导线的横截面积为S,则在△t时间内,电子经过的导线体积为v△tS.又由于单位体积的导线有n个自由电子,在△t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvS△t,选项A、B错误;
由于流经导线的电流为I,则在△t时间内,流经导线的电荷量为I△t,而电子的电荷量为q,则△t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为,选项C正确,D错误。
故选C
分析:利用电流微观定义式I=nesv计算自由电子数目。
6.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后,通过导体截面的电量q与通电时间t的图象如图所示,此图线的斜率(即tanα)等于( )
A.U B.R C. D.
答案:C
解析:解答:由q=It知道,在q-t图像中斜率表示电流,又因为,所以斜率,C正确。
故选C
分析:q-t图像的斜率表示电流大小。
7.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法,下列表达式中属于用比值定义物理量的是( )
A.加速度 B.电流
C.电场强度 D.磁感应强度
答案:ACD
解析:解答:A、加速度的定义是速度变化量与所用时间的比值,故属于比值定义法,故A正确;
B、电流中电流I与U成正比,与电阻R成反比,故不属于比值定义法,故B错误;
C、电场强度与放入电场中的电荷无关,所以属于比值定义法,故A正确;
D、磁感应强度与放入其中的电流无关,故也属于比值定义法;故D正确;
故选:ACD
分析:用比值法定义物理量是物理上常用的思想方法,可以根据定义出的物理量与两个物理量有无关系,判断是否是比值法定义。
8.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
答案:AD
解析:解答:将导线均匀拉长,使其半径变为原来的,横截面积变为原来的倍,导线长度要变为原来的4倍,金属丝电阻率不变,由电阻定律可知,导线电阻变为原来的16倍;电压变为2U,由欧姆定律可知,电流变为原来的;故A正确,B错误;
电流I变为原来的,横截面积变为原来的,单位体积中自由移动的电子数n不变,每个电子粒所带的电荷量e不变,由电流的微观表达式I=nesv可知,电子定向移动的速率变为原来的,故D正确,C错误。
故选AD
分析:利用阻决定式和欧姆定律可判断电流的变化情况。
9.下列数据最接近实际情况的是( )
A.使人感到舒适的温度约是23℃
B.台灯正常工作时的电流约是2A
C.中学生步行的速度约是5 m/s
D.中学生从一楼匀速上到三楼所做的功约是300J
答案:A
解析:解答:A.使人感到舒适的温度约是23℃;
B.台灯正常工作时的电流约是0.05A;
C.中学生步行的速度约是1 m/s;
D.中学生从一楼匀速上到三楼所做的功约是3000J。
故选A
分析:对于常见的物理量需要有一定的了解。
10.关于电流强度,下列说法中正确的是( )
A.单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流强度越大
B.电子运动的速率越大,电流强度越大
C.通过导线横截面的电量越多,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:A
解析:解答:根据可知,单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流强度越大,选项A正确;
根据I=nesv可知,电子运动的速率越大,电流强度不一定越大,选项B错误;
根据可知,通过导线横截面的电量越多,由于时间不确定,故电流强度不一定越大,选项C错误;
电流有方向,但是电流强度是标量,选项D错误;
故选A
分析:电流是标量,电流大小是指单位时间内通过横截面积的电荷量。
11.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。已知电子的电量为e、质量为 m,则在刚射出加速电场时,一小段长为△L的电子束内电子个数是 ( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:解答:电子在电场中被加速,根据动能定理得,得到
在刚射出加速电场时,一小段长为△L的电子束内电子电量为
电子数,所以电子数
故选B
分析:利用电流定义式计算出电荷量q,利用q=ne计算出电子个数。
12.根据学过的物理知识,下列说法中正确的是( )
A.自行车转弯时,车手一方面要适当的控制速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的
B.夏天,大树周围比较凉爽是因为树木吸收阳光,将阳光的能量转化为化学能,使环境温度变低
C.某一电解电容器外壳上标注的是:“300 V 5 μF”, 该电容器只能在300 V电压时正常工作
D.某普通7号锌锰干电池的容量是400 mA·h,则此电池以40 mA电流为用电器供电,可以工作10 h
答案:BD
解析:解答:惯性是物体的固有属性,大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其它任何因素无关,故A错误;
蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气,增加空气湿度,降雨量增多;蒸腾作用散失水分,吸收热量,使气温降低;夏天大树还能遮挡阳光,降低温度;故B正确;
300V是电容器允许的最高电压,5 μF是电容器的容量,与电压高低无关,故C错误;
根据得,故D正确。
故选BD
分析:惯性是物体的固有属性,质量是其唯一量度;利用可求出时间。
13.下列说法正确的是( )
A.电流的方向就是导体中自由电荷定向移动的方向
B.电流一定是自由电子定向移动形成的
C.有电压就一定有电流
D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位
答案:D
解析:解答:电流的方向就是导体中正电荷定向移动的方向 ,即负电荷定向移动相反的方向,选项A错误;
电流可能是自由电子定向移动形成的,也可能是正电荷定向移动形成的,选项B错误; 导体中有电压还必须有电荷移动的通路才会有电流,选项C错误;
在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位 ,选项D正确;故选D
分析:电荷定向移动形成电流,正电荷定向移动方向为电流方向。
14.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A
C.电流有方向,它是一个矢量 D.根据,可知I与q成正比
答案:B
解析:解答:导体中只要电荷能定向运动就形成电流,选项A错误;
在国际单位制中,电流的单位是A,选项B正确;
电流有方向,但它是一个标量,选项C错误;
根据可知电路中的电流强度用电量与时间的比值来量度,但是与电量和时间无关,选项D错误,
故选B
分析:在国际单位制中,电流的单位是A;电荷能定向运动就形成电流;电流有方向,但它是一个标量。
15.如图,若通电时间t=10s,有q=2C电量通过电阻R,则电流强度是 ( )
A. 20A B.2A C.0.2A D.5A
答案:C
解析:解答:根据电流强度的公式,可知电路的电流为,选项C正确。
故选C
分析:利用电流定义式计算电流。
16.以下物理量中,是矢量的是( )
A.电荷量 B.电场强度 C.电流 D.电势
答案:B
解析:解答:电场强度是矢量;电荷量,电流,电势是标量。
故选B
分析:既有大小又有方向的物理量为矢量,只有大小没有方向的物理量叫做标量。
17.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.O B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
答案:D
解析:解答:电流由正、负离子定向运动,则在2 s内通过截面的总电量应为:
q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。
根据电流的定义式得。
故选D
分析:电荷的定向移动形成电流,但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电量应是两者绝对值的和。
二、填空题
18.金属导体通电时,导体中自由电子定向移动的方向与电流方向 (选填“相同”或“相反”)。一段金属电阻丝的电阻为R,当在它的两端加上电压U时,则在通电时间t内通过金属电阻丝横截面的电子个数为n= (已知一个电子的电荷量为e)
答案:相反|
解析:解答:正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,所以导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反;根据欧姆定律,电量q=It,通过金属电阻丝横截面的电子个数。
分析:正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,自由电子定向移动的方向与电流方向相反;利用q=It和q=ne可计算电子个数。
19.一条导线中的电流为1.6A,在1秒内有 个电子通过导线横截面。(电子电量e=1.6×10-19C)
答案:1.0×1019
解析:解答:根据公式可得1s内通过导线横截面的电荷量为q=1.6C,又因为q=ne,所以。
分析:利用电流定义式,以及q=ne可求出1s内通过横截面的电子个数。
20.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,若电子的电量为e,那么在时间t内,通过某一横截面积的电量为 ;若导体中的电流I,则电子定向移动的速率为 。
答案:nesvt|
解析:解答:据电流的微观表达式I=nesv,,所以t内通过某一横截面积电量为q=It= nesvt,电子定向移动的速率。
分析:据电流的微观表达式I=nesv,和电流计算公式可以计算。
21.某种手机的电池上所标的容量是550mAh,它一次充满电后,最多能提供 C的电量。
答案:1980
解析:解答:电量。
分析:利用公式计算电荷量。
22.某品牌电动自行车的铭牌如下;
车型:20吋 车轮直径:508 mm 电池规格:36 V 12 A h(安 时)
整车质量:40 kg 额定转速:210 r/min(转/分)
电机:后轮驱动、直流永磁式电机 额定工作电压/电流:36 V/5 A
根据此铭牌中的有关数据,可知该车电机的额定功率为 W;如果以额定功率在平直公路上行驶,一次充满电最长可以行驶的时间为 h。
答案:180|2.4
解析:解答:由表格可知额定工作电压为36V,额定工作电流为5A;
额定功率为,根据容量得。
分析:本题考查电功率和电荷量的公式的应用。
三、计算题
23.某电阻两端电压为8V,20s通过的电荷为40C,则此电阻为多大? 20s内有多少电子通过它的横截面积?
答案:根据得通过导体的电流为;
根据欧姆定律得
一个电子的电荷量为:e=1.6×10-19C
所以
解析:解答:根据得通过导体的电流为;
根据欧姆定律得
一个电子的电荷量为:e=1.6×10-19C
所以
分析:本题考查欧姆定律和电流定义式的应用,属于基础题。
24.一个电阻元件两端电压是1.5V时,通过它的电流是4.5mA,如果在元件允许的范围内,这个电阻元件两端加的电压为24V时,20秒内有多少电子通过这个电阻器?
答案:由欧姆定律可知:;
电压为24V时,电流;
则20s内流过的电量q=It=7.2×10-3×20=0.144C;
通过的电子数
解析:解答:由欧姆定律可知:;
电压为24V时,电流;
则20s内流过的电量q=It=7.2×10-3×20=0.144C;
通过的电子数。
分析:本题考查欧姆定律和电流定义式的应用,属于基础题。
25. 某品牌手机在待机工作状态时,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?通过的自由电子个数是多少?
答案:由得通过的电荷量q=It=4×10-6×24×3 600 C≈0.35 C;
通过的电子个数为
解析:解答:由得通过的电荷量q=It=4×10-6×24×3 600 C≈0.35 C;
通过的电子个数为
分析:本题考查电流定义式的应用,属于基础题。
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