2018年高中物理第3章恒定电流第1节电流随堂演练巩固提升鲁科版选修3_1

第1节 电流
[随堂检测]
1．(2018·甘肃天水一中高二月考)下列说法中正确的是(　　)
A．电流的方向与负电荷定向移动方向相同
B．电流的方向与正电荷定向移动方向相同
C．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源负极流向正极
D．在直流电源的内电路上，电流的方向是从电源正极流向负极
解析：选B．电流的方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反，选项A错误，B正确；在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极，选项C错误；在直流电源的内电路上，电流的方向是从电源负极流向正极，选项D错误．
2．通过一个电阻的电流是5 A，经过4 min，通过该电阻的一个截面的电量是(　　)
A．20 C　　　　　　　　　 B．50 C
C．1 200 C D．2 000 C
解析：选C．根据I＝，得q＝It＝5×240 C＝1 200 C，故C正确，A、B、D错误．
3．(2018·甘肃兰州第一高级中学月考)有一条长L横截面积为S的银导线，银的密度为ρ，银的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为N，若导线中每个银原子贡献一个自由电子， 电子电量为e，自由电子定向移动的速率为v，通过导线的电流为(　　)
A．I＝ B．I＝ρ
C．I＝ D．I＝
解析：选C．导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t.则导线的长度为L＝vt，体积为V＝SL＝Svt，质量为m＝ρvtS，这段导线中自由电子的数目为：n＝N＝N.在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：I＝＝，代入解得，I＝，故选C．
4．如图所示，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
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：选D．正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向是电流方向，有正、负电荷反向经过同一截面时，公式I＝中Q应该是正、负电荷量绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B.
[课时作业]
一、单项选择题
1．关于电流，下列说法中正确的是(　　)
A．电流是电荷运动形成的
B．电荷运动的方向就是电流的方向
C．同一段电路中，相同时间内通过各不同截面处的电量一定相等
D．电流有一定的方向，是矢量
解析：选C．电流是电荷的定向移动形成的，故A错误；电流的方向规定为正电荷的定向移动方向，故B错误；同一段电路中电流相等，即通过不同截面的电量q＝It一定相等，故C正确；电流虽有方向，但不遵守矢量合成法则，不是矢量，故D错误．
2．关于电流的说法中正确的是(　　)
A．根据I＝，可知I与q成正比
B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C．电流有方向，电流是矢量
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
解析：选D．依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选项A错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B错误．电流是标量，故选项C错误．
3．导体中电流I的表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是(　　)
A．导体运动的速率
B．导体传导的速率
C．电子热运动的速率
D．自由电荷定向移动的速率
解析：选D．从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动的速率，还与导体的横截面积有关，公式I＝nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率，故选D．
4．(2018·甘肃天水一中高二月考)在示波管中，电子枪每3秒内发射6×10－3C的电荷，则示波管中电流为(　　)
A．4.8×10－6 A　　　　　 B．2×10－3 A
C．9.6×10－6 A D．3×10－6 A
解析：选B．根据I＝，则示波管中电流大小为：I＝＝ A＝2×10－3 A，故选B．
5．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(　　)
A．1 h电池供给8 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：选B．由公式I＝，供给8 C电荷量时的通电时间t＝＝ s＝1 000 s.
6．(2018·河南南阳市第一中学月考)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：选C．根据动能定理，射出加速电场时，有mv2＝Ue，电子经过Δl所需要的时间为t＝，联立q＝It可得n＝，C正确．
二、多项选择题
7．金属导体内电流增强，是因为(　　)
A．导体内单位体积的自由电子数增多
B．导体内自由电子定向移动的速率增大
C．导体内电场的传播速率不变
D．导体内自由电子的热运动速率增大
解析：选BC．对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A错误、C正确；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B正确；导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D错误．
8．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是(　　)
A．电子定向移动速率很小
B．电子定向移动速率即是电场传导速率
C．电子定向移动速率是电子热运动速率
D．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
解析：选AD．电子定向移动的速率很小，数量级为10－5m/s，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了速率很小的定向移动，故A、D正确；电场的传导速率为光速c＝3×108 m/s，无规则热运动速率的数量级为105 m/s，故B、C错误．
9．关于电流，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．电子运动速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D．电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
解析：选CD．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，导体中的电流越大，故A错误，C正确；由电流的微观表达式I＝nqSv可知：电流的大小与电子定向移动的速率成正比，与电子运动速率无关，故B错误；电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，D正确．
10．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，以下说法中不正确的是(　　)
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度大小相等
解析：选ACD．由于单位时间内通过乙的横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错误、B正确．由于I＝nqSv(n为单位体积中的自由电荷数，q为自由电荷的电荷量，S为横截面积，v为定向移动速率)，所以v＝.由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断速率的大小关系，选项C、D错误．
三、非选择题
11．如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场．空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流强度I.(已知电子的电荷量为e，阿伏伽德罗常数为NA，一昼夜时间为t)
解析：根据电流强度的定义式I＝.只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q′＝Q.
因为Q′＝mneNA，Q＝It，
所以mneNA＝It，即I＝.
答案：
12．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，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109 V不变．已知空气的电场击穿场强为3×106 V/m.请对以下问题进行估算．
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500 C，可释放多少能量？
(3)这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？
解析：(1)由E＝得d＝＝ m＝1 000 m.
(2)释放的能量
E能＝qU＝500×3×109 J＝1.5×1012 J.
(3)由电流的定义得I＝＝ A＝5×104 A．
答案：(1)1 000 m　(2)1.5×1012 J　(3)5×104 A