3.1 电流 同步练习（含答案解析) (3)

3.1
电流
同步练习
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1．关于对电源的认识，下列说法正确的是(　　)
A．电源是为电路提供自由电荷的装置
B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差
C．电源的作用是使绝缘材料体变成导体
D．电源使导体中的自由电子发生定向移动
解析：电源的作用是维持导体两端有持续的电势差，在导体中产生恒定的电场，从而使导体中的自由电子在电场力作用下发生定向移动，故B、D正确．
答案：BD
2．关于电流的概念，下列说法中正确的是(　　)
A．导体中有电荷运动就形成电流
B．电流是一个矢量
C．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
D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
解析：本题考查的知识点是电流的概念．导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A错．
电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则．为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错．
在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确．
对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D正确．故正确答案为C、D.
答案：CD
3.如图1所示，一根截面积为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匀速直线运动时，棒运动形成的等效电流为I，则棒的运动速度为(　　)
图1
A.
B.
C.
D.
解析：在运动方向上取一截面，设在t时间内通过的电荷量为Q＝vtq，则I＝＝qv，即v＝，A选项正确．
答案：A
4．下列说法正确的是(　　)
A．导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率
B．电子运动的速率越大，电流强度越大
C．电流强度是一个矢量
D．在国际单位制中，电流强度是一个基本物理量，其单位安培是基本单位
解析：导线内自由电子定向移动速率比电流的传导速率小得多，A错误；电流强度的大小与电子定向移动速率有关，B错误；电流强度虽然有方向，但是标量，C错误；电流强度为国际单位制中七个基本物理量之一，其单位为安培，D正确．
答案：D
5．关于电流的概念，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．某一导体内电子定向移动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
D．电流的传导速率越大，电流越大
解析：由电流的定义式I＝可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，A错误，C正确；由I＝nvSq可知，v越大，I越大，B正确；电流的传导速率等于光速，与电流大小无关，D错误．
答案：BC
6．某电解液中，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横截面，那么通过这个横截面的电流是(　　)
A．0
B．0.8
A
C．1.6
A
D．3.2
A
解析：本题考查的知识点是电流的定义．由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2
s内通过某横截面的总电荷量应为：q＝1.6×10－19×2×1.0×1019
C＋1.6×10－19×1×2.0×1019
C＝6.4
C.
由电流的定义式知：I＝q/t＝
A＝3.2
A．故正确答案为D.
答案：D
7．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的两倍，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两倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
解析：由I＝可知，I乙＝2I甲，B正确，A错误；由I＝nvSq可知，同种金属材料制成的导体，n相同，因S甲＝2S乙，故有v甲∶v乙＝1∶4，C、D均错误．
答案：B
8．关于导线中的电场，下列说法正确的是(　　)
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
解析：导线内的电场线与导线是平行的，故A错．导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对．导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错．故正确答案为B.
答案：B
9.如图2所示，电解池内有一价的电解液．时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，元电荷为e，以下解释中正确的是(　　)
A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→A
B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消
图2
C．溶液内电流方向从A→B，电流I＝
D．溶液内电流方向从A→B，电流I＝
解析：电流的方向为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，正、负电荷移动方向相反，因此形成的电流方向相同，故A、B错误；由I＝可得，D正确，C错误．
答案：D
10．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.
解析：设单位体积电子束中含有n个自由电子，由电流的定义知：I＝＝＝neSv，所以n＝.电子经加速电场加速后，满足eU＝mv2，得n＝
.长为Δl的电子束内的电子个数为N＝nΔlS＝
，故正确选项为B.
答案：B
二、非选择题(本题包括2小题，共40分)
11．(20分)来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800
kV的直线加速器加速，形成电流强度为1
mA的细柱形质子流．已知质子电荷e＝1.60×10－19
C，这束质子流每秒钟打到靶上的质子数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，那么为多少？
解析：由电流定义可得I＝，n＝＝个＝6.25×1015个．
由v－0＝2ax可得l和4l两处的质子速度之比：＝＝，由于各处电流相同，由I＝neSv得＝.
答案：6.25×1015个　2
12．(20分)一根长为L＝2
m，横截面积S＝1×10－3
m2的铜棒两端电势差为U＝5.44×10－2
V，铜棒中的电流强度I＝2.72×103
A，铜内自由电子的密度为n＝8.5×1029
m－3，求：
(1)铜棒内电场强度；
(2)自由电子定向移动速率．
解析：(1)由E＝可得，
E＝
V/m＝2.72×10－2
V/m.
(2)由I＝nvSe可得
v＝＝
m/s
＝2×10－5
m/s.
答案：(1)2.72×10－2
V/m　(2)2×10－5
m/s