第二章 第1节 电源与电流 课后作业 Word版含解析

1．(电源)下列关于电源的说法正确的是(　　)
A．电源就是电压
B．电源的作用是使电源的正、负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
C．在电源内部电子由负极被搬向正极
D．只要有电源，电路中就能产生持续的电流
答案　B
解析　电源能在其正、负极间维持一定的电压，但是电源不是电压，A错误，B正确；在电源内部电子由电源正极被搬向负极，在电源外部，电子由电源负极流向正极，C错误；有电源且电路闭合，才能产生持续的电流，D错误。
2．(电流方向)(多选)关于电流的方向，下列说法中正确的是(　　)
A．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反
答案　AD
解析　在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误；电子带负电，电子运动形成的等效电流方向与电子运动的方向相反，C错误，D正确。
3.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
答案　D
解析　依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然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，B错误；电流是标量，故C错误。
4.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是(　　)
A．IA＝IB B．IA＝2IB
C．IB＝2IA D．不能确定
答案　A
解析　这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等，但解题关键是通过两横截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流相等。
5.在示波管中，电子枪2 s发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为(　　)
A．4.8×10－6 A B．3×10－13 A
C．3×10－6 A D．9.6×10－6 A
答案　A
解析　电子枪2 s发射的电荷量q＝6×1013×1.6×10－19 C＝9.6×10－6 C，所以示波管中的电流大小为I＝＝ A＝4.8×10－6 A，故A正确，B、C、D错误。
6.电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为(　　)
A．1500个 B．9.375×1019个
C．9.375×1021个 D．9.375×1020个
答案　C
解析　q＝It，n＝＝＝9.375×1021个。
7.我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，在整个环中运行的电子数目为5×1011个，设电子的运行速度是3×107 m/s，则环中的电流是(　　)
A．10 mA B．1 mA
C．0.1 mA D．0.01 mA
答案　A
解析　电子运动一周的时间为T＝，在T时间内通过任意横截面的电荷量为：q＝ne，电流为：I＝＝＝ A＝10 mA。
8．(电流微观表达式的应用)有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是(　　)
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率大小相等
答案　B
解析　由于单位时间内通过乙导体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，所以v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n·q不知道)，所以无法判断自由电荷定向移动的速率v，故C、D错误。
B组：等级性水平训练
9．(综合)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，电流可达50 A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似如图所示，则放电1秒钟非洲电鳐放出的电荷量为(　　)
A．25 C B．50 C C．150 C D．250 C
答案　A
解析　由题图可得1秒钟非洲电鳐的放电时间为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。
10.如图所示，电解池内有一价的电解质溶液，t s内通过溶液内部截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是(　　)
A．正离子定向移动形成的电流方向为A→B，负离子定向移动形成的电流方向为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到B，电流为I＝
D．溶液中电流方向从A到B，电流为I＝
答案　D
解析　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也是电流方向。正、负离子经过同一截面时，I＝公式中q应该是正、负离子电荷量的绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B，故D正确。
11．(电流微观表达式的应用)(多选)一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设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t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)
A．nvSt B．nvt C. D.
答案　AC
解析　在t时间内，通过铜导线横截面的电荷量为It，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为N＝，故C正确，D错误；把I＝nqSv代入N＝可得N＝nvSt，故A正确，B错误。
12．(电流微观表达式的应用)铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为(　　)
A．光速c B. C. D.
答案　D
解析　设电子定向移动的速率为v，那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为，自由电子数为，所以电荷量q＝，由I＝＝得v＝，故D正确，A、B、C错误。
13．(综合)如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导线横截面的自由电子数是多少？若“220 V　60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20 s内通过灯丝的横截面的自由电子数目是多少个？
答案　6.25×1015个　3.4×1019个
解析　q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C
设自由电子数目为n，则
n＝＝6.25×1015个。
当“220 V　60 W”的白炽灯正常发光时，I′＝273 mA，
q′＝I′t＝273×10－3×20 C＝5.46 C
设自由电子数目为N，则
N＝≈3.4×1019个。
14．(综合提升)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？
答案　
解析　根据电流大小的定义式去求解，截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量Q＝e，则有：I＝＝，
再由库仑力提供向心力，有：
k＝mr
得T＝ ，解得I＝。