2.1 电源和电流—2020-2021学年高中物理选修3-1练习册

1　电源和电流
知识点一　电源和电流
1.下列说法中正确的是
(　　)
A.导体中电荷运动就形成了电流
B.在国际单位制中,电流的单位是A
C.电流有方向,它是一个矢量
D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在
2.关于电流,下面说法中正确的是
(　　)
A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度
B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大
C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多
D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位
3.(多选)关于电流的方向,下列描述正确的是
(　　)
A.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
B.规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
C.在金属导体中,自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D.在电解液中,由于正、负离子的电荷量相等,定向移动的方向相反,故无电流
知识点二　I=的理解与应用
4.2
s内有0.1
C电荷通过一段横截面积为0.5
cm2的导体材料,则电流大小是
(　　)
A.0.1
A
B.0.15
A
C.0.25
A
D.0.05
A
5.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为
(　　)
A.1∶5
B.2∶5
C.5∶2
D.5∶1
6.(多选)如图L2-1-1所示,电解池内的电解液中只有一价离子,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是
(　　)
图L2-1-1
A.正离子定向移动形成的电流方向是A→B,负离子定向移动形成的电流方向是B→A
B.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同
C.溶液中电流方向从A到B,电流I=
D.溶液内电流方向从A到B,电流I=
7.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,通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为
(　　)
A.光速c
B.
C.
D.
8.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为多少?
9.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图L2-1-2所示.闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107
V,电流可等效为2×105
A,历时1×10-3
s.
图L2-1-2
(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5
A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?
(2)这次闪电释放的电能是多少?
1　电源和电流
1.B　[解析]
自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A错误;形成电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D错误;电流有方向,但它是标量,故选项C错误.
2.C　[解析]
电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A错误;根据电流的微观表达式I=nqSv可得,电子数目多,电流不一定大,选项B错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C正确;电流的单位是基本单位,选项D错误.
3.AC
4.D　[解析]
由电流的定义式得I==
A=0.05
A,D正确.
5.B　[解析]
由I=可得=·=·=×=,B正确.
6.BC　[解析]
正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.
7.D　[解析]
设电子定向移动的速率为v,那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积为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.
8.
[解析]
根据电流的定义式去求解.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==,
由库仑力提供向心力,有k=mr,解得T=,所以I=.
9.(1)400
s　(2)5×109
J
[解析]
(1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3
C=200
C,
供电时间t'==
s=400
s.
(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107
J=5×109
J.