高中物理人教版選修31課時跟蹤檢測（十）電源和電流

課時跟蹤檢測（十）電源和電流1．關(guān)于電流的概念，下列說法中正確的是()A．通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大B．某一導(dǎo)體內(nèi)電子運動的速率越大，電流越大C．單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大D．電流的傳導(dǎo)速率越大，電流越大解析：選C由電流的定義式I＝eq\f(q,t)及電流的微觀表達式I＝neSv可知，選項C正確。2．關(guān)于導(dǎo)線中的電場，下列說法正確的是()A．導(dǎo)線內(nèi)的電場線可以與導(dǎo)線相交B．導(dǎo)線內(nèi)的電場E是由電源電場E0和導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷形成的電場E′疊加的結(jié)果C．導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷分布是穩(wěn)定的，故導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài)D．導(dǎo)線中的電場是靜電場的一種解析：選B導(dǎo)線內(nèi)的電場線與導(dǎo)線是平行的，故A錯；導(dǎo)線中的電場是電源電場和導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷形成的電場疊加而成的，故B對；導(dǎo)線內(nèi)電場不為零，不是靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)線中的電場是恒定電場，并非靜電場的一種，故C、D錯。3．關(guān)于公式I＝eq\f(q,t)，下列說法中正確的是()A．式中的q表示單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量B．式中的q表示通過導(dǎo)體單位橫截面積的電荷量C．比值eq\f(q,t)能表示電流的強弱D．該公式表明電流跟通過導(dǎo)體橫截面的電荷量成正比，跟通電時間成反比解析：選C公式I＝eq\f(q,t)中q表示在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，選項A、B錯誤；比值eq\f(q,t)表示電流的強弱，選項C正確；由電流的微觀表達式可知，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動的速率以及導(dǎo)體的橫截面積，故選項D錯誤。4．電路中，每分鐘有6×1013個自由電子通過橫截面積為0.64×10－6m2的導(dǎo)線，那么電路中的電流是()A．0.016mA B．1.6mAC．0.16μA D．16μA解析：選C電流的大小是通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與所用的時間的比值，即：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,60)A＝0.16μA，故選C。5．通過甲、乙兩導(dǎo)線橫截面的電荷量之比為3∶5，甲、乙兩導(dǎo)線通電時間之比為3∶2，則通過甲、乙兩導(dǎo)線的電流強度之比為()A．1∶5 B．2∶5C．5∶2 D．5∶1解析：選B由電流的計算式I＝eq\f(q,t)得：eq\f(I1,I2)＝eq\f(q1,t1)×eq\f(t2,q2)＝eq\f(q1,q2)×eq\f(t2,t1)＝eq\f(3,5)×eq\f(2,3)＝eq\f(2,5)，B正確。6．通常一次閃電過程歷時約0.2～0.3s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成，每個閃擊持續(xù)時間僅40～80μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中。在某一次閃電前云、地之間的電勢差約為1.0×109V，云、地間距離約為1km；第一個閃擊過程中云、地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時間約為60μs。假定閃電前云、地間的電場是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A．閃電電流的瞬時值可達到1×105AB．整個閃電過程的平均功率約為1×1014WC．閃電前云、地間的電場強度約為2×106V/mD．整個閃電過程向外釋放的能量約為6×106J解析：選A由I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6,6×10－5)A＝1×105A知，A對；由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(1.0×109,1×103)V/m＝1×106V/m知，C錯；由W＝qU＝6×1.0×109J＝6×109J知，D錯；eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(6×109,0.2)W＝3×1010W，B錯。7．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個一價負離子到達負極和正極，那么這個電路中的電流為()A．0 B．0.8AC．1.6A D．3.2A解析：選C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，本題中正、負極不是同一個截面，計算時電荷量不能相加。電解池中正極只有負離子參與反應(yīng)，負極只有正離子參與反應(yīng)，因此計算時只需用一個電極的電荷量計算即可。I＝eq\f(q,t)＝eq\f(1.0×1019×2×1.6×10－19,2)A＝1.6A，故正確選項為C。8．一段粗細均勻的導(dǎo)線的橫截面積為S，導(dǎo)線內(nèi)自由電子的電荷量為e，導(dǎo)線單位長度內(nèi)自由電子數(shù)為n，自由電子做無規(guī)則運動的速率為v，單位時間內(nèi)通過某一橫截面的自由電子數(shù)為N。則導(dǎo)線中的電流為()A．neSv B．nevC．N D．Ne解析：選D若由電流的微觀表達式I＝nqSv來解，本題中I＝nev′，其中v′應(yīng)為電子定向移動的速率，故A、B錯；由電流定義式I＝eq\f(q,t)可知I＝Ne，故D正確。9．如圖1所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)元電荷為e，以下說法正確的是()圖1A．當(dāng)n1＝n2時電流強度為零B．當(dāng)n1＞n2時，電流方向從A→B，電流強度為I＝eq\f(n1－n2e,t)C．當(dāng)n1＜n2時，電流方向從B→A，電流強度I＝eq\f(n2－n1e,t)D．電流方向從A→B，電流強度I＝eq\f(n1＋n2e,t)解析：選D在電解液導(dǎo)電時，定向移動的電荷有正離子和負離子，它們同時向相反方向移動形成電流，所以，電流強度應(yīng)該是I＝eq\f(n1＋n2e,t)，電流方向應(yīng)是從A→B。10．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，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。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()A.eq\f(IΔl,eS)eq\r(\f(m,2eU)) B.eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))C.eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU)) D.eq\f(ISΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))解析：選B設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n，對電子加速過程應(yīng)用動能原理：eU＝eq\f(1,2)mv2所以電子剛出電場時定向移動速度v＝eq\r(\f(2eU,m))由電流的微觀表達式I＝nSqv得：n＝eq\f(I,Sqv)＝eq\f(I,Se)eq\r(\f(m,2eU))，Δl內(nèi)的電子數(shù)為：N＝n·ΔlS＝eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))，故B正確。11．如果導(dǎo)線中的電流為1mA，那么1s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少個？若“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時的電流為273mA，則20s內(nèi)通過燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個？解析：q＝It＝1×10－3×1C＝1×10－3C，設(shè)電子的數(shù)目為n，則：n＝eq\f(q,e)＝eq\f(1×10－3,1.6×10－19)個＝6.25×1015個。當(dāng)“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時，I＝273mA。q＝It＝273×10－3×20C＝5.46C。設(shè)電子的數(shù)目為N，則N＝eq\f(q,e)＝eq\f(5.46,1.6×10－19)個≈3.4×1019個。答案：6.25×1015個3.4×1019個12.盛夏的入夜，正當(dāng)大地由喧鬧歸于沉睡之際，天空卻不甘寂寞地施放著大自然的煙火，上演著一場精彩的閃電交響曲。某攝影愛好者拍攝到的閃電如圖2所示，閃電產(chǎn)生的電壓、電流是不穩(wěn)定的，假設(shè)這次閃電產(chǎn)生的電壓可等效為2.5×107V，電流可等效為2×105A，歷時1×10－3s，則：圖2(1)若閃電定向移動的是電子，這次閃電產(chǎn)生的電荷量以0.5A的電流給小燈泡供電，能維持多長時間？(2