2020-2021物理魯科版第三冊課時分層作業(yè) 3.1電流含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年物理新教材魯科版第三冊課時分層作業(yè)3.1電流含解析課時分層作業(yè)(十）電流（建議用時：25分鐘)◎考點(diǎn)一電流的理解與計(jì)算1．（多選)關(guān)于電流的概念，下列說法中正確的有()A．導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動就可以形成電流B．電流是一個矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向C．在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是基本單位D．對于導(dǎo)體，只要其兩端電勢差為零，電流也必為零CD[導(dǎo)體中的電荷定向移動才能形成電流，故A錯誤；電流是一個標(biāo)量，因?yàn)槠溥\(yùn)算不符合矢量運(yùn)算法則，為了便于研究電流，人們規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍詤^(qū)別于負(fù)電荷的定向運(yùn)動,故B錯誤；國際單位制中共有7個基本量，電流是其中之一，故C正確；對于導(dǎo)體，其兩端電勢差為零時，導(dǎo)體內(nèi)無電場，自由電子不能定向移動，故電流為零,故D正確.］2．關(guān)于電流的方向，下列說法正確的是()A．在金屬導(dǎo)體中電流的方向是自由電子定向移動的方向B．在電解液中，電流的方向?yàn)樨?fù)離子定向移動的方向C．無論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動的方向相反D．在電解液中,由于是正負(fù)電荷定向移動形成電流，所以電流有兩個方向C［電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，與負(fù)電荷定向移動的方向相反.在金屬導(dǎo)體中電流的方向是自由電子定向移動的反方向，A錯誤;在電解液中，正離子定向移動的方向或者負(fù)離子定向移動的反方向是電流的方向，B、D錯誤；無論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動的方向相反，C正確。]3．(多選）關(guān)于電流的下列說法中,正確的是（）A．電路中電流越大，表示通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多B．在相同時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大C．通電時間越長，電流越大D．導(dǎo)體中通過一定的電荷量，所用時間越短，電流越大BD[電路中電流越大,由電流的定義式I＝eq\f（q,t）知，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，故A錯誤；由電流的定義式I＝eq\f（q,t）知,在相同時間內(nèi),通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大，故B正確;電流的大小與通電時間無關(guān)，由導(dǎo)體兩端的電壓與電阻決定，故C錯誤；導(dǎo)體中通過某一橫截面電荷量一定，所用時間越短，電流越大，故D正確。]◎考點(diǎn)二三種速率及電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式4．一根導(dǎo)線,分別通以不同的電流，并保持溫度不變,當(dāng)電流較大時，以下說法正確的是（）A．單位體積內(nèi)自由電子數(shù)較多B．自由電子定向移動的速率較大C．自由電子的熱運(yùn)動速率較大D．電流的傳導(dǎo)速度較大B[對于同一根導(dǎo)線單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)是一樣的，A錯誤；電流和自由電子的定向移動的速率有關(guān)，與自由電子的熱運(yùn)動速率無關(guān)，故B正確，C錯誤；電流的傳導(dǎo)速度是電場的形成速度，等于光速c，和電流的大小無關(guān)，選項(xiàng)D錯誤。］5．有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量,乙是甲的2倍，下列說法中正確的是（）A．通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B．通過乙導(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的速率大小相同B[由于單位時間內(nèi)通過乙橫截面的電荷量是甲的2倍，因此乙導(dǎo)體中的電流是甲的2倍，故A錯誤，B正確;又I＝nqSv，則v＝eq\f(I，nqS),由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)（n、q不知道），所以v的關(guān)系無法判斷，故C、D錯誤。]6．（多選)如圖所示為一半徑為R的絕緣圓盤，在圓盤的外緣均勻地分布著電荷量為Q的正電荷.現(xiàn)使絕緣圓盤從上向下看以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動，絕緣圓盤中產(chǎn)生的電流大小為I。則下列說法正確的是()A．絕緣圓盤中的電流方向從上向下看為順時針B．如果僅使絕緣圓盤所帶的電荷量增大為原來的兩倍,則I加倍C．如果僅使角速度ω加倍，則I不變D．如果僅使絕緣圓盤的半徑加倍，則I加倍AB［正電荷運(yùn)動的方向?yàn)殡娏鞣较?則絕緣圓盤中的電流方向從上向下看為順時針，A正確；截取圓盤的外緣任一截面，則在圓盤運(yùn)動一周的時間內(nèi)通過這個截面的電荷量為Q，即I＝eq\f（q,t）＝eq\f（Q,T)＝eq\f（Q,\f（2π，ω)）＝eq\f(Qω，2π),由上式可知B正確，C、D錯誤。］7．如圖所示，一由不同金屬材料制成的導(dǎo)體，左、右部分分別為A、B，且兩部分導(dǎo)體的橫截面積關(guān)系為SB＝2SA。如果在相等的時間內(nèi)通過A、B橫截面的自由電荷數(shù)相等。則流過A、B的電流的關(guān)系為（)A．IA＝IB B．IA＝2IBC．IB＝2IA D．不能確定A［這個題目中有些干擾項(xiàng)，例如兩個橫截面的面積不相等，導(dǎo)體的組成材料不同，但關(guān)鍵是在單位時間內(nèi)通過兩橫截面的自由電荷數(shù)相等，根據(jù)I＝eq\f(q，t)可知電流相等,故A正確。]8．某電解池中，若在2s內(nèi)分別有1.0×1019個二價正離子和2。0×1019個一價負(fù)離子通過某一截面，那么2s內(nèi)通過這個截面的電流為()A．0 B．0。8AC．1。6A D．3.2AD［電路中的電流大小I＝eq\f（q，t）,q應(yīng)為通過某一橫截面的電荷量，I＝eq\f（q，t）＝eq\f（1。0×1019×2×1.6×10－19,2）A＋eq\f（2.0×1019×1。6×10－19,2）A＝3.2A，選項(xiàng)D正確。]9．銅的相對原子質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個自由電子。今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線,當(dāng)通過的電流為I時，電子平均定向移動的速率為多大？[解析]假設(shè)電子平均定向移動的速率為v，那么在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積vtS中的自由電子數(shù)，而體積為vtS的銅的質(zhì)量為vtSρ，物質(zhì)的量為eq\f(vtSρ,m），所以電荷量q＝eq\f（vtSρne,m).電流I＝eq\f(q，t）＝eq\f(vSρne，m),所以v＝eq\f(Im，neSρ)。［答案］eq\f（mI,neSρ）(建議用時：15分鐘)10．如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，A、B是平行正對的金屬板，等離子體（電離的氣體，由自由電子和陽離子構(gòu)成，整體呈電中性）從左側(cè)進(jìn)入，在t時間內(nèi)有n個自由電子落在B板上，則關(guān)于R中的電流大小及方向判斷正確的是（）A．I＝eq\f（ne，t），從上向下 B．I＝eq\f(2ne，t),從上向下C．I＝eq\f(ne,t),從下向上 D．I＝eq\f(2ne，t)，從下向上A[由于自由電子落在B板上，則陽離子落在B板，因此R中的電流方向?yàn)樽陨隙?，電流大小I＝eq\f（q，t)＝eq\f（ne，t)，A正確。］11．（多選）有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I;設(shè)單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子,電子的電荷量為e，此電子的定向移動速率為v，在Δt時間內(nèi),通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為(）A．nvSΔt B．nvΔtC.eq\f(IΔt，e） D。eq\f(IΔt,Se）AC[因?yàn)镮＝eq\f（q，Δt)，所以q＝IΔt，自由電子數(shù)目為N＝eq\f(q,e）＝eq\f(IΔt，e）,C正確，D錯誤；又因?yàn)殡娏鞯奈⒂^表達(dá)式為I＝nevS，所以自由電子數(shù)目為N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e）＝nvSΔt，A正確，B錯誤。]12．若氫原子的核外電子做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動,已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,靜電力常量為k，則：（1)核外電子繞核運(yùn)動的周期為多少?(2）電子繞核的運(yùn)動可等效為環(huán)形電流，求電子運(yùn)動的等效電流的大小.[解析]（1）氫原子的核外電子做勻速圓周運(yùn)動，由庫侖力提供向心力,可得keq\f(e2,r2)＝meq\f(4π2，T2)r,解得T＝2πeq\r(\f(mr3,ke2)）。（2）氫原子的核外電子做勻速圓周運(yùn)動，一個周期通過橫截面的電荷量為e，根據(jù)定義式I＝eq\f（q，t），可得電子運(yùn)動的等效電流的大小I＝eq\f(e，T)，把T代入，解得I＝eq\f（e2，2πr）eq\r(\f（k，mr)）。[答案］(1）2πeq\r（\f(mr3，ke2))(2)eq\f（e2，2πr)eq\r（\f（k,mr))13．某導(dǎo)體的電阻為10Ω,15s內(nèi)通過該導(dǎo)體的某一橫截面的電荷量為18C。(1)該導(dǎo)體兩端的電壓為多少?(2)5s內(nèi)通過這個橫截面的電子有多少個?（電子所帶電荷量的絕對值為1.6×10－19C［解析]（1）由電流的定義可得：導(dǎo)體中的電流I＝eq\f(Q,t1）由歐姆定律可得:U＝IR＝eq\f(Q，t1）R＝eq\f(18,15）×10V＝12V。(2）電子所帶電荷量的絕對值為1