3.1 电流 同步练习（含答案解析) (2)

3.1
电流
同步练习
1．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
【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．正确答案为选项B.
【答案】　B
2．一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v0，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v0
B．自由电子定向移动的速率为v＝
C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的速率为v＝
【解析】　t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，则电流I＝＝nev，所以v＝，故答案为D.
【答案】　D
3．一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上电荷量为Q的负电荷，当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为(　　)
A．Q　
　　B.　　　
C.　　
　D.
【解析】　由电流的定义式I＝，且t取1个周期T，则T＝，I＝＝＝.故正确选项为
C.
【答案】　C
4.如图3－1－2所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，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(　　)
图3－1－2
A．vq
B.
C．vqS
D.
【解析】　由题意，经过时间t通过横截面的电荷量Q＝qvt，根据I＝得，I＝vq，故A正确．
【答案】　A
5．下列说法正确的是(　　)
A．只要物体内有自由电荷，就会有电荷的热运动，就会形成电流
B．电荷的定向移动速率远小于热运动速率，所以电流大小主要由热运动速率决定
C．每当接通电路时，电路中各处几乎同时有了电流，说明电荷定向移动速率非常大
D．电荷在外电场的电场力作用下定向移动时，就形成了电流
【解析】　自由电荷的热运动是无规则的，不能形成电流．A、B、C均错．D正确．
【答案】　D
6．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多少(　　)
A．4.8×10－6A　　　　　　B．3×1013
A
C．9.6×10－16
A
D．3×10－6
A
【解析】　在2
s内通过示波管的电荷量为：
q＝ne＝6×1013×1.6×10－19
C＝9.6×10－6
C，
I＝＝
A＝4.8×10－6
A．故只有A正确
【答案】　A
7．横截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线横截面的电子数是(　　)
A．nSvΔt
B．nvΔt
C.
D.
【解析】　(1)根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量q＝IΔt.所以，在这段时间内通过的自由电子数为N＝＝，C对．
(2)自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于横截面为S、长为l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面．Δt内通过横截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt，A对．
【答案】　AC
8.非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100
V，电流50
A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看做如图3－1－3规律放电．则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为(　　)
图3－1－3
A．25
C
B．50
C
C．150
C
D．250
C
【解析】　由图象可得1秒钟该鱼的放电时间为0.5
s，根据电流的定义式I＝，可得q＝It＝50×0.5
C＝25
C，故A正确．
【答案】　A
9．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，正在以5
m/s的相对速度靠近，由于与空气摩擦带电．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3×106
V/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＝
①
而：t＝＝
②
由①②得t＝400
s.
由I＝知，I＝A＝5×104
A.
【答案】　400　5×104
10．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________，通过的电子的数目约为________．
【解析】　由电流的定义式I＝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＝＝个＝2.16×1018个．
【答案】　0.35
C　2.16×1018个
11．如图3－1－4所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示．若测得2
s内有1.0×1018个Na＋和1.0×1018个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？
图3－1－4
【解析】　NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－，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＋定向移动的方向相同，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＝1.6×10－19
C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A定向移动，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＝＝
＝
A＝0.16
A.
【答案】　电流方向由A指向B　I＝0.16
A
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？
【解析】　截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】