2016-2017学年高中物理鲁科版选修3-1学业分层测评：9电流

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学业分层测评(九)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．关于电流的概念，下列说法正确的有(　　)
A．导体中有电荷运动就形成电流
B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向
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，当其两端电势差为零时，电流不一定为零
【解析】　导体中有大量的自由电荷，总在不停地做无规则运动，若没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值也是相等的，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，电荷不能定向运动，故电流为零，D错误．故选C.21*cnjy*com
【答案】　C
2．关于电流的方向，下列说法正确的是(　　)
A．电荷定向移动的方向为电流方向
B．因为电流有方向，所以电流是矢量
C．在电源外部电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极
D．在电路中电荷的定向移动方向总是沿着高电势到低电势的方向
【解析】　电流的方向是正电荷定向移动的方向，在电源外部从电源正极流向负极，故A错，C对；电流是标量，故B错；外电路中正电荷从高电势处向低电势处移动，但负电荷从低电势处向高电势处移动，故D错．
【答案】　C
3．金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v1，电子热运动速率为v2，电流的传导速率为v3，则(　　)21·世纪*教育网
A．v1最大 B．v2最大
C．v3最大 D．无法确定
【解析】　电场传播速率(或电流传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，其数量级约为105 m/s，自由电子定向移动速率数量级为10－5 m/s，所以C正确．www-2-1-cnjy-com
【答案】　C
4．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(　　)
A．1 h电池供给1 C的电荷量
B．1 000 s电池供给8 C的电荷量
C．1 s电池供给8 C的电荷量
D．1 min电池供给8 C的电荷量
【解析】　8 mA＝8×10－3 A．即1 s内电池供给8×10－3 C的电荷量，1 000 s供给的电荷量为q＝It＝8 C，故B正确．21世纪教育网版权所有
【答案】　B
5．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(　　)
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
6．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 5规律放电．则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为(　　) 【来源：21cnj*y.co*m】
图3 1 5
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．【出处：21教育名师】
【答案】　A
7．如图3 1 6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(　　)【版权所有：21教育】
图3 1 6
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
8．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω沿逆时针匀速转动，则由环产生的等效电流沿什么方向？电流多大？21教育名师原创作品
【解析】　依据电流的定义式I＝，选取圆环的任一截面S，在圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为q，则：I＝①21*cnjy*com
又有：T＝②
解①②两式得：I＝.
方向与正电荷定向移动的方向相同，即沿逆时针方向．
【答案】　沿逆时针方向　
[能力提升]
9．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，一小段长度为Δl的电子束内的电子个数为(　　)21cnjy.com
A. B.
C. D.
【解析】　求解本题时可先求出单位体积内的电子个数，然后再求出体积为Δl·S内的电子个数．
设电子束单位体积内含有n个电子，由电流的微观表达式可知I＝neSv，
所以n＝，
电子经加速电场加速后，满足eU＝mv2，
由以上各式解得n＝.
所以长度为Δl的电子束内的电子个数为N＝nSΔl＝，选项B正确．
【答案】　B
10．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是(　　)21教育网
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
【解析】　由I＝知通过乙的电流是甲的2倍，故选项A错，B正确；由于I＝nqSv(n是单位体积中的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率)，所以v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率的大小，故选项C、D错．21·cn·jy·com
【答案】　B
11．夏季某日午后，某地区距地面约1 km的空中有两块乌云，相距3 km，它们因与空气摩擦而带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约3×109 V不变．电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500 C.www.21-cn-jy.com
(1)求可释放多少能量．
(2)若电流放电现象历时约0.01 s，则其平均放电电流约为多大？
【解析】　(1)W＝Uq＝3×109×500 J＝1.5×1012 J，即释放1.5×1012 J的能量．(2)由电流的定义式I＝2·1·c·n·j·y
得放电电流I＝ A＝5×104 A.
【答案】　(1)1.5×1012 J　(2)5×104 A
12．北京正、负电子对撞机的储存环为周长240 m的圆形轨道，当环中电流为10 mA时，若电子的速度是光速的十分之一，则在整个环中运动的电子数目为多少？ 【来源：21·世纪·教育·网】
【解析】　若设环中电子数目为n，则在时间t＝内这些电子都可绕环运动一周，即通过环某横截面的电荷量q＝ne，而形成的电流I＝，所以n＝，代入数据得n＝5×1011.2-1-c-n-j-y
【答案】　5×1011个
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