2.1 电源和电流 —人教版高中物理选修3-1巩固练习
文档属性
| 名称 | 2.1 电源和电流 —人教版高中物理选修3-1巩固练习 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 32.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-10 07:59:33 | ||
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文档简介
电源和电流同步练习
一、单选题
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.
电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
以下说法正确的是
A.
导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.
电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.
导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越大
D.
单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
如图所示，一根横截面积为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速率为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
A.
vq
B.
C.
qvS
D.
在示波管中，电子枪2s内发射了个电子，则示波管中电流的大小为?
?
A.
B.
C.
D.
在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中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，一小段长为的电子束内的电子个数是
A.
B.
C.
D.
如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在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.
B.
C.
D.
不能确定
一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过导体截面的电量q与通电时间t的图象如图所示，此图线的斜率即等于
A.
U
B.
R
C.
D.
一台半导体收音机，电池供电的电流是，也就是说
A.
内电池供给的电荷量
B.
内电池供给的电荷量
C.
内电池供给的电荷量
D.
内电池供给的电荷量
二、多选题
关于电流强度，下列说法正确的是
A.
根据可知，I与t一定成正比
B.
根据可知，当电流I一定时，q与t成正比
C.
因为电流有方向，所以电流是矢量
D.
电流强度的单位“安培”是国际单位
将一个充电的平行板电容器的两极板用一根铜导线相连，这时
A.
导线中有短暂的电流通过
B.
导线中有持续的电流通过
C.
导线中自由电子逆着场强方向移动，形成放电电流
D.
导线中铜离子沿着场强方向移动，形成放电电流
有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为
A.
B.
C.
D.
三、计算题
一根铜导线的横截面积为，其中的自由电子密度为个，当此铜导线通过的电流时，求：
内有多少个电子通过铜导线的横截面？电子电荷量
电子定向移动的速率多大？
如果导线中的电流为，那么内通过导体横截面的自由电子数是多少？若标有“”的白炽灯正常发光时的电流为，则内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？
夏季某日午后，某地区距地面约的空中有两块乌云，相距，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差保持约为不变。已知空气的击穿电场强度为。请对以下问题进行估算。
当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为，可释放多少能量？
这次放电现象历时约，则其平均电流约为多大？
如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q．
导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？
这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？
导体AD中的电流是多大？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】略
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题要注意无论是正电荷还是负电荷，只要定向移动都会形成电流，不要将电流的形成速度与电流的方向的规定混淆；同时注意电流的微观表达式的应用。
【解答】
A.电荷的定向移动形成电流，在金属导体中形成电流时，定向移动的是电子。在电解液中形成电流时，正离子和负离子都在定向移动，故A错误。
B.电流的传递速率等于光速，电荷定向移动的速度很小，远远小于电流传导的速度，故B错误。
C.由电流的微观表达式可知，可知，导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越小；故C错误；
D.根据电流的定义可知，单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大，故D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
求出时间t内通过导体横截面的电荷量，再利用电流的定义式直接求出。
正确理解电流的定义是解题的关键。
【解答】
在运动方向上假设有一横截面，在t时间内通过横截面的电量，则等效电流，故A正确，BCD错误。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题首先要了解电子的电荷量等于元电荷，是个常量．其次要掌握电流的定义式。
【解答】
电子枪发射的电荷量??C，
所以示波管中的电流大小为??A，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
根据动能定理求出电子刚出加速电场时的速度v，在一小段长为内电子可以看成做匀速运动，由求出电子运动的时间，根据电流求出长为电子束的电量，再求解电子数。
本题关键是建立物理模型，对电子束运动情况进行简化，中等难度。
【解答】
根据动能定理得：，?
?得到，
在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内电子电量为
电子数
联立得，，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查电流的概念和定义，掌握串联电路中的电流规律，根据电流的定义可分析电流的大小，明确串联电路各处电流都相等；
【解答】
两导线串联，由于通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据可知电流相等?，所以，故A
正确，BCD
错误；
故选：A．
7.【答案】C
【解析】解：在图象中可知，所以斜率代表的就是电流，
代表的也是电流，
故选：C．
给出的图象是图象，其斜率为，所以斜率代表的是电流，
能找出图象中所提供的信息是本题的关键，也是识图题的共同特点，注重公式的灵活运用．
8.【答案】B
【解析】略
9.【答案】BD
【解析】解：A、由电流定义式可知，电流I与t不会成正比，在电荷量q一定时，电流I与t成反比，故A错误；
B、由电流定义式可知，，在电流I一定时，q与t成正比，故B正确；
C、电流有大小，有方向，运算的时候遵守代数运算法则，电流是标量，故C错误；
D、电流强度的单位安培是国际单位制中的基本单位之一，故D正确；
故选：BD。
本题考查电流的概念和定义式，比较简单。
10.【答案】AC
【解析】
【分析】
充电的平行板电容器容纳的电荷只能提供瞬时电流；
金属导电中载流子为自由电子，其中铜离子因为不能自由移动，所以不能充当载流子．
【解答】
A，C、充电的平行板电容器容纳的电荷只能提供瞬时电流，故A正确；
C，D、自由电子是负电荷，负电荷受电场力与场强方向相反，自由电子受到的电场力与场强方向相反，所以自由电子受到逆着场强方向的电场力，逆着场强方向移动，形成放电电流，故C正确。
故选A，C
11.【答案】AC
【解析】
【分析】
根据电子定向移动的速度和时间，求出自由电荷时间内移动的距离，再求出体积，即可求解通过导体横截面的自由电子数目；也可以根据电量公式，求出电量，也求解电子数目。
本题计算自由电子的个数，要注意从不同的角度来分析问题，一是从微观运动的角度，二是从电流强度的角度。
【解答】
在时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为，由于铜导线的横截面积为S，则在时间内，电子经过的导线对应体积为。又由于单位体积的导线有n个自由电子，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故A正确，B错误；
由于流经导线的电流为I，则在时间内，流经导线的电荷量为，而电子的电荷量为e，则时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故C正确，D错误。
故选AC。
12.【答案】解：内通过铜导线横截面的电荷量
所以内通过铜导线横截面的电子数个
由电流的微观表达式得：
答：内有个电子通过铜导线的横截面。
电子定向移动的速率为。
【解析】灵活应用、是解题的关键。
利用和求通过的电子数目；
利用求平均移动速率。
13.【答案】解：由可知，1s内通过的电量为：
则自由电子数为：个
20s内通过灯泡的电量为：
通过的电子数为：个
【解析】略
14.【答案】解：由可得乌云与建筑物间的距离为：释放的能量为电场力做功：
?
答：当两块乌云相距1000米时会发生电闪雷鸣；
?当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放；
这次放电现象历时约，则其平均电流约为．
【解析】略
15.【答案】解：
导体中自由电荷总数：
总电荷量：
这些电荷通过横截面积D所需要的时间
根据公式，可得导体AD中的电流
答：导体中自由电荷总数是nls，总电荷量是nlSq
这些电荷通过横截面积D所需要的时间
导体AD中的电流
【解析】本题主要考查电流的定义，电流的微观表达式的推导过程。
结合电荷的定向移动可确定电流的微观表达式。
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一、单选题
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.
电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
以下说法正确的是
A.
导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.
电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.
导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越大
D.
单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
如图所示，一根横截面积为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速率为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
A.
vq
B.
C.
qvS
D.
在示波管中，电子枪2s内发射了个电子，则示波管中电流的大小为?
?
A.
B.
C.
D.
在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中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，一小段长为的电子束内的电子个数是
A.
B.
C.
D.
如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在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.
B.
C.
D.
不能确定
一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过导体截面的电量q与通电时间t的图象如图所示，此图线的斜率即等于
A.
U
B.
R
C.
D.
一台半导体收音机，电池供电的电流是，也就是说
A.
内电池供给的电荷量
B.
内电池供给的电荷量
C.
内电池供给的电荷量
D.
内电池供给的电荷量
二、多选题
关于电流强度，下列说法正确的是
A.
根据可知，I与t一定成正比
B.
根据可知，当电流I一定时，q与t成正比
C.
因为电流有方向，所以电流是矢量
D.
电流强度的单位“安培”是国际单位
将一个充电的平行板电容器的两极板用一根铜导线相连，这时
A.
导线中有短暂的电流通过
B.
导线中有持续的电流通过
C.
导线中自由电子逆着场强方向移动，形成放电电流
D.
导线中铜离子沿着场强方向移动，形成放电电流
有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为
A.
B.
C.
D.
三、计算题
一根铜导线的横截面积为，其中的自由电子密度为个，当此铜导线通过的电流时，求：
内有多少个电子通过铜导线的横截面？电子电荷量
电子定向移动的速率多大？
如果导线中的电流为，那么内通过导体横截面的自由电子数是多少？若标有“”的白炽灯正常发光时的电流为，则内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？
夏季某日午后，某地区距地面约的空中有两块乌云，相距，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差保持约为不变。已知空气的击穿电场强度为。请对以下问题进行估算。
当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为，可释放多少能量？
这次放电现象历时约，则其平均电流约为多大？
如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q．
导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？
这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？
导体AD中的电流是多大？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】略
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题要注意无论是正电荷还是负电荷，只要定向移动都会形成电流，不要将电流的形成速度与电流的方向的规定混淆；同时注意电流的微观表达式的应用。
【解答】
A.电荷的定向移动形成电流，在金属导体中形成电流时，定向移动的是电子。在电解液中形成电流时，正离子和负离子都在定向移动，故A错误。
B.电流的传递速率等于光速，电荷定向移动的速度很小，远远小于电流传导的速度，故B错误。
C.由电流的微观表达式可知，可知，导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越小；故C错误；
D.根据电流的定义可知，单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大，故D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
求出时间t内通过导体横截面的电荷量，再利用电流的定义式直接求出。
正确理解电流的定义是解题的关键。
【解答】
在运动方向上假设有一横截面，在t时间内通过横截面的电量，则等效电流，故A正确，BCD错误。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题首先要了解电子的电荷量等于元电荷，是个常量．其次要掌握电流的定义式。
【解答】
电子枪发射的电荷量??C，
所以示波管中的电流大小为??A，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
根据动能定理求出电子刚出加速电场时的速度v，在一小段长为内电子可以看成做匀速运动，由求出电子运动的时间，根据电流求出长为电子束的电量，再求解电子数。
本题关键是建立物理模型，对电子束运动情况进行简化，中等难度。
【解答】
根据动能定理得：，?
?得到，
在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内电子电量为
电子数
联立得，，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查电流的概念和定义，掌握串联电路中的电流规律，根据电流的定义可分析电流的大小，明确串联电路各处电流都相等；
【解答】
两导线串联，由于通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据可知电流相等?，所以，故A
正确，BCD
错误；
故选：A．
7.【答案】C
【解析】解：在图象中可知，所以斜率代表的就是电流，
代表的也是电流，
故选：C．
给出的图象是图象，其斜率为，所以斜率代表的是电流，
能找出图象中所提供的信息是本题的关键，也是识图题的共同特点，注重公式的灵活运用．
8.【答案】B
【解析】略
9.【答案】BD
【解析】解：A、由电流定义式可知，电流I与t不会成正比，在电荷量q一定时，电流I与t成反比，故A错误；
B、由电流定义式可知，，在电流I一定时，q与t成正比，故B正确；
C、电流有大小，有方向，运算的时候遵守代数运算法则，电流是标量，故C错误；
D、电流强度的单位安培是国际单位制中的基本单位之一，故D正确；
故选：BD。
本题考查电流的概念和定义式，比较简单。
10.【答案】AC
【解析】
【分析】
充电的平行板电容器容纳的电荷只能提供瞬时电流；
金属导电中载流子为自由电子，其中铜离子因为不能自由移动，所以不能充当载流子．
【解答】
A，C、充电的平行板电容器容纳的电荷只能提供瞬时电流，故A正确；
C，D、自由电子是负电荷，负电荷受电场力与场强方向相反，自由电子受到的电场力与场强方向相反，所以自由电子受到逆着场强方向的电场力，逆着场强方向移动，形成放电电流，故C正确。
故选A，C
11.【答案】AC
【解析】
【分析】
根据电子定向移动的速度和时间，求出自由电荷时间内移动的距离，再求出体积，即可求解通过导体横截面的自由电子数目；也可以根据电量公式，求出电量，也求解电子数目。
本题计算自由电子的个数，要注意从不同的角度来分析问题，一是从微观运动的角度，二是从电流强度的角度。
【解答】
在时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为，由于铜导线的横截面积为S，则在时间内，电子经过的导线对应体积为。又由于单位体积的导线有n个自由电子，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故A正确，B错误；
由于流经导线的电流为I，则在时间内，流经导线的电荷量为，而电子的电荷量为e，则时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故C正确，D错误。
故选AC。
12.【答案】解：内通过铜导线横截面的电荷量
所以内通过铜导线横截面的电子数个
由电流的微观表达式得：
答：内有个电子通过铜导线的横截面。
电子定向移动的速率为。
【解析】灵活应用、是解题的关键。
利用和求通过的电子数目；
利用求平均移动速率。
13.【答案】解：由可知，1s内通过的电量为：
则自由电子数为：个
20s内通过灯泡的电量为：
通过的电子数为：个
【解析】略
14.【答案】解：由可得乌云与建筑物间的距离为：释放的能量为电场力做功：
?
答：当两块乌云相距1000米时会发生电闪雷鸣；
?当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放；
这次放电现象历时约，则其平均电流约为．
【解析】略
15.【答案】解：
导体中自由电荷总数：
总电荷量：
这些电荷通过横截面积D所需要的时间
根据公式，可得导体AD中的电流
答：导体中自由电荷总数是nls，总电荷量是nlSq
这些电荷通过横截面积D所需要的时间
导体AD中的电流
【解析】本题主要考查电流的定义，电流的微观表达式的推导过程。
结合电荷的定向移动可确定电流的微观表达式。
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