高中物理人教必修三11.1 電源和電流（練習(xí)題）（解析版）

1、淘寶：知行書(shū)屋知行合一 第十一章 電路及其應(yīng)用11.1 電源和電流一、單選題：1.關(guān)于電流，下列說(shuō)法正確的是()A通過(guò)截面的電荷量多少就是電流的大小B電流的方向就是電荷定向移動(dòng)的方向C在導(dǎo)體中，只要自由電荷在運(yùn)動(dòng)，就一定會(huì)形成電流D導(dǎo)體兩端沒(méi)有電壓就不能形成電流【解析】根據(jù)電流的概念，電流是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)截面的電荷量，知A項(xiàng)錯(cuò)規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，知B項(xiàng)錯(cuò)自由電荷持續(xù)的定向移動(dòng)才會(huì)形成電流，C錯(cuò)，D對(duì)【答案】D2.以下說(shuō)法正確的是()A只要有可以自由移動(dòng)的電荷，就存在持續(xù)電流B金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)作用下形成的C電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率D在

2、金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí)，它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了答案B解析要有持續(xù)電流必須有電壓，A錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)體中形成持續(xù)電流的原因是在導(dǎo)體兩端加上電壓，于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流，B正確；電流的傳導(dǎo)速率等于光速，電子定向移動(dòng)的速率很小，C錯(cuò)誤；在形成電流時(shí)電子定向移動(dòng)，并不是熱運(yùn)動(dòng)就消失了，其實(shí)電子仍然做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤3.某電解池，如果在1 s內(nèi)共有51018個(gè)二價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()A0 B0.8 AC1.6 A D3.2 A【解析】由于電解液中，是正、負(fù)兩種離子的定向移動(dòng)形成電流，故1 s內(nèi)流

3、過(guò)某截面的電荷量為正、負(fù)離子所帶電荷量的代數(shù)和即q(5101821.01019)1.61019 C3.2 C，故通過(guò)這個(gè)截面的電流為Ieq f(q,t)eq f(3.2,1) A3.2 A.【答案】D4有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲的2倍，以下說(shuō)法正確的是()A通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B通過(guò)乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍C乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的2倍D甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率相等答案B解析由于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲的2倍，因此通過(guò)乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍，故A錯(cuò)，B對(duì)由于InqSv，所以veq f(I

4、,nqS)，由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)(n、q不知道)，所以無(wú)法判斷v，故C、D錯(cuò).5.北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道當(dāng)環(huán)中電子以光速的eq f(1,10)流動(dòng)而形成10 mA的電流時(shí)，環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為(已知光速c3108 m/s，電子電荷量e1.61019 C)()A51010個(gè) B51011個(gè)C1102個(gè) D1104個(gè)答案B解析電子運(yùn)動(dòng)一周所需要的時(shí)間：teq f(240,f(1,10)3108) s8106 s在圓形軌道上任取一橫截面，則在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)該橫截面的電荷量為：qIt101038106 C8108 C環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目Neq f(q,e)eq

5、f(8108,1.61019)個(gè)51011個(gè)6.如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來(lái)，已知截面積S鋁2S銅在銅導(dǎo)線上取一橫截面A，在鋁導(dǎo)線上取一橫截面B，若在1 s 內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等，那么通過(guò)這兩個(gè)橫截面的電流的大小關(guān)系是()AIAIB BIA2IBCIB2IA D不能確定答案A解析這個(gè)題目中有很多干擾項(xiàng)，例如兩個(gè)橫截面的面積不相等、導(dǎo)線的組成材料不同等但解題關(guān)鍵是通過(guò)兩橫截面的電子數(shù)在單位時(shí)間內(nèi)相等，根據(jù)Ieq f(q,t)可知電流相等7.一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S，導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n，金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e，自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度為v

6、0，導(dǎo)體中通過(guò)的電流為I.則下列說(shuō)法中正確的是()A自由電子定向移動(dòng)的速率為v0B自由電子定向移動(dòng)的速率為veq f(I,neS)C自由電子定向移動(dòng)的速率為真空中的光速cD自由電子定向移動(dòng)的速率為veq f(I,ne)答案D解析t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量qnvte，則Ieq f(q,t)nve，v為自由電子定向移動(dòng)的速率，由此可得veq f(I,ne)，選項(xiàng)D正確8如圖所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)1價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為基元電荷，以下說(shuō)法正確的是()A當(dāng)n1n2時(shí)電流強(qiáng)度為零B當(dāng)n1n2時(shí)，電流方向從AB，電流強(qiáng)度為Ieq f(n1

7、n2e,t)C當(dāng)n1n2時(shí)，電流方向從BA，電流強(qiáng)度Ieq f(n2n1e,t)D電流方向從AB，電流強(qiáng)度Ieq f(n2n1e,t)【解析】本題考查電流方向和電流強(qiáng)度的定義式Ieq f(q,t)，電荷的定向移動(dòng)形成電流，金屬導(dǎo)體中定向移動(dòng)的是帶負(fù)電的自由電子，這時(shí)電流的方向與自由電子定向移動(dòng)方向相反，在電解液導(dǎo)電時(shí)，定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子，它們同時(shí)向相反方向移動(dòng)形成電流，所以，電流強(qiáng)度應(yīng)該是Ieq f(n2n1e,t)，電流方向應(yīng)是從AB.【答案】D9.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束已

8、知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為l的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是()A.eq f(Il,eS)eq r(f(m,2eU) B.eq f(Il,e)eq r(f(m,2eU)C.eq f(I,eS)eq r(f(m,2eU) D.eq f(ISl,e)eq r(f(m,2eU)【解析】設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n，對(duì)電子加速過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：eUeq f(1,2)mv2所以電子剛出電場(chǎng)時(shí)定向移動(dòng)速度veq r(f(2eU,m)由電流的微觀表達(dá)式InSqv得：neq f(I,Sqv)eq f(I,Se)eq r(f(m,2eU) ，l內(nèi)的電子數(shù)為：NnlSeq f(Il,e)eq

9、r(f(m,2eU)，故B正確【答案】B多選題10.關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)法中正確的是()A電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端B電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端C電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同D電容器充電時(shí)，電流從負(fù)極板流出，流入正極板【解析】在電源的外部電路中，電流從電源正極流向負(fù)極，在電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，電源正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)，所以A正確，B錯(cuò)誤電子帶負(fù)電，電子運(yùn)動(dòng)形成的電流方向與電子運(yùn)動(dòng)的方向相反，C錯(cuò)誤電容器充電時(shí)，電子流入負(fù)極板，所以電流從負(fù)極板流出，流入正極板，D正確【答案】AD11一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其

10、中的電流為I，設(shè)單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為q.此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v，在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()AnvSt BnvtCIt/q DIt/Sq【解析】在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)銅導(dǎo)線橫截面的電荷量為It，通過(guò)銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為NIt/q，故C正確，D錯(cuò)誤；把InqSv代入NIt/q可得NnvSt，故A正確，B錯(cuò)誤【答案】AC12半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有()A若不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B若電荷量不變而使變?yōu)樵瓉?lái)

11、的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變大D若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小【解析】截取圓環(huán)的任一截面S，則在橡膠環(huán)運(yùn)動(dòng)一周期的時(shí)間內(nèi)通過(guò)這個(gè)截面的電荷量為Q，即Ieq f(q,t)eq f(Q,T)eq f(Q,f(2,)eq f(Q,2)，由上式可知A、B正確【答案】AB非選擇題13.已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，氫原子的電子在氫原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？【解析】截取電子運(yùn)動(dòng)軌道的任一截面，在電子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間T內(nèi)，通過(guò)這個(gè)截面的電荷量qe，則有Ieq f(q,t)eq f(e,T).再由庫(kù)侖力提供向心力有：keq f(e2,r2)meq f(42,T2)r得Teq f(2r,e) eq r(f(mr,k)，解得Ieq f(e2,2r2m) eq r(kmr).【答案】eq f(e2,2r2m) eq r(kmr)14.夏季某日午后，某地區(qū)距地面約1 km的空中有兩塊烏云，相距3 km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢(shì)差能保持約為3109 V不變已知空氣的電場(chǎng)擊穿場(chǎng)強(qiáng)為3106 V/m.請(qǐng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行估算(1)當(dāng)兩塊烏云相距多少米時(shí)會(huì)發(fā)生電閃雷鳴？(2)當(dāng)電閃雷鳴時(shí)，若兩塊烏云之間通過(guò)的電荷量為500 C，可釋放多少能量？(3)這