高中物理 2-1 電源和電流 課后強(qiáng)化作業(yè)（含解析）新人教版選修3-1

【成才之路】-學(xué)年高中物理2-1電源和電流課后強(qiáng)化作業(yè)（含解析）新人教版選修3-11．(·東營高二檢測)關(guān)于電源，下列說法中正確的是()A．電源的作用是為電路提供自由電荷B．電源的作用是自己直接釋放出電能C．電源的作用是能保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流D．電源的作用是使自由電荷運動起來答案：C解析：電源的作用是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，為電路提供持續(xù)而穩(wěn)定的電壓，使導(dǎo)體中自由電荷定向移動釋放電能，所以只有C項正確。2．下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體中電荷運動就形成了電流B．在國際單位制中，電流的單位是安培(A)C．電流有方向，它是一個矢量D．任何物體，只要其兩端電勢差不為零，就有電流存在答案：B解析：自由電荷定向移動才形成電流，僅有電荷移動但不是定向移動則不行，故選項A錯誤。形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有電壓，且必須是導(dǎo)體而非任何物體，故選項D錯誤。電流有方向，但它是標(biāo)量，故選項C錯誤。3．(·衡水十四中高二檢測)關(guān)于電流，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．電子運動速率越大，電流越大C．單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大D．因為電流有方向，所以電流是矢量答案：C解析：由I＝eq\f(q,t)知q大，I不一定大，還要看t的大小，故A錯，由I＝nqSv知，電子運動的速率v大，電流不一定大，電流還與n、S有關(guān)，故B錯，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電量越多，電流越大，C對。電流雖有方向但不是矢量，合成遵循代數(shù)法則，故D錯。4．關(guān)于電流的方向，下列說法中正確的是()A．在電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端B．電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端C．電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同D．電容器充電時，電流從負(fù)極板流出，流入正極板答案：AD解析：在電源供電的外部電路中，電流從正極流向負(fù)極，在電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，電源正極電勢高于負(fù)極電勢，所以A正確，B錯誤。電子帶負(fù)電，電子運動形成的電流方向與電子運動的方向相反，C錯誤。電容器充電時，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。5．金屬導(dǎo)體內(nèi)電流增強(qiáng)，是因為()A．導(dǎo)體內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)增多B．導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動的速率增大C．導(dǎo)體內(nèi)電場的傳播速率增大D．導(dǎo)體內(nèi)自由電子的熱運動速率增大答案：B解析：對于確定的金屬導(dǎo)體，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)是一定的，而且導(dǎo)體內(nèi)電場的傳播速率也是一定的，所以A、C錯，導(dǎo)體內(nèi)電流增強(qiáng)是由于自由電子定向移動的速率增大，使得單位時間內(nèi)穿過導(dǎo)體橫截面的電荷量增大，B正確，導(dǎo)體內(nèi)自由電子的熱運動速率增大會阻礙電流增強(qiáng)，D錯誤。6．某品牌手機(jī)在待機(jī)工作狀態(tài)時，通過的電流是4微安，則該手機(jī)待機(jī)一天時間內(nèi)通過的電荷量是多少？通過的自由電子個數(shù)是多少？答案：0.35C2.16×1018個解析：通過的電量為：q＝It＝4×10－6×24×3600C＝0.35C通過的電子數(shù)為：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(4×10－6×24×3600C,1.6×10－19C)＝2.16×1018個7．如圖所示，在NaCl溶液中，正、負(fù)電荷定向移動，方向如圖所示，若測得2s內(nèi)有1.0×1018個Na＋和Cl－通過溶液內(nèi)部的橫截面M，試問：溶液中的電流方向如何？電流多大？答案：溶液中的電流大小為0.16A，方向由A指向B。解析：NaCl溶液導(dǎo)電是靠自由移動的Na＋和Cl－離子，它們在電場力作用下向相反方向運動。因為電流方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向，故溶液中電流方向與Na＋定向移動方向相同，即由A指向B。Na＋和Cl－都是一價離子，每個離子的電荷量為e＝1.6×10－19C，NaCl溶液導(dǎo)電時，Na＋由A向B定向移動，Cl－由B向A運動，負(fù)離子的運動可以等效地看做正離子沿相反方向的運動，可見，每秒鐘通過M橫截面的電荷量為兩種離子電荷量的絕對值之和，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(q1＋q2,t)＝eq\f(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19,2)A＝0.16A8．(·昌邑一中高二檢測)某型號汽車(如圖)發(fā)動時需要用電動機(jī)啟動，如果汽車發(fā)動時，蓄電池放電電流為15A，持續(xù)時間是3s，汽車發(fā)動后，蓄電池充電的電流是0.45A，那么充電時間至少應(yīng)該是多少秒才能補(bǔ)償放電的電荷量？答案：100s解析：由I＝Q/t得：Q＝It，即0.45t＝15×3，t＝100s。能力提升1．如圖所示，福娃歡歡帶正電，福娃貝貝帶負(fù)電，用導(dǎo)體棒連接的瞬間，就一系列問題兩人發(fā)生爭執(zhí)，你認(rèn)為下列說法不正確的是()A．福娃歡歡說，電流計指針偏轉(zhuǎn)，有瞬時電流B．福娃貝貝說，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，無電流C．福娃歡歡說，最終我們是等勢體D．福娃貝貝說，最終導(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度等于零答案：B解析：帶正電荷的福娃歡歡的電勢高于帶負(fù)電荷的福娃貝貝的電勢，用導(dǎo)體棒連接的瞬間，電流表指針偏轉(zhuǎn)，有瞬時電流，A正確、B錯誤；最終達(dá)到靜電平衡，成為等勢體，導(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度等于零，C、D正確。2．(·哈師大附中高二檢測)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)繞中心軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有()A．若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B．若電荷量不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C．若使ω、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ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小答案：AB解析：正電荷Q均勻分布在橡膠環(huán)上，當(dāng)環(huán)轉(zhuǎn)動時，在環(huán)上任取一截面，則一個周期T內(nèi)穿過此截面的電荷量為Q，由電流的定義式I＝eq\f(Q,T)及T＝eq\f(2π,ω)得，環(huán)中等效電流為I＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Qω,2π)，故選A、B。3．(·武漢大學(xué)附中高二月考)如圖所示，一根截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷，每米電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為()A．vq B.eq\f(q,v)C．qvS D．qv/S答案：A解析：在運動方向上假設(shè)有一截面，則在t時間內(nèi)通過截面的電荷量為Q＝vt·q等效電流I＝eq\f(Q,t)＝vq故A正確。4．如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線與右邊的鋁導(dǎo)線連接起來，已知鋁導(dǎo)線的橫截面積是銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍，在銅導(dǎo)線上取一個截面A，在鋁導(dǎo)線上取一個截面B，若在1秒內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩個截面的()A．電流相等B．電流不相等C．自由電子定向移動的速率相等D．自由電子定向移動的速率不相等答案：AD解析：由電流定義知I＝eq\f(q,t)，A正確，B錯誤。由電流的微觀表達(dá)式I＝nSqv知，I、n、q均相等，因為SA<SB，所以vA>vB，故C錯誤，D正確。5．關(guān)于導(dǎo)體中的恒定電場，下列說法中正確的是()A．導(dǎo)體中的電場是由電源兩極在空間直接形成的B．導(dǎo)體中的電場是導(dǎo)體內(nèi)自由電荷形成的C．導(dǎo)體中的電場線始終和導(dǎo)線平行D．導(dǎo)體中的電場分布隨電荷的移動而隨時間改變答案：C解析：導(dǎo)體中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的穩(wěn)定電場，電場的分布不隨時間發(fā)生改變。6．導(dǎo)線中的電流是10－8A，導(dǎo)線的橫截面積為1mm2(1)在1s內(nèi)，有多少個電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e＝1.6×10－19C(2)自由電子的平均移動速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.5×1028個自由電子)?(3)自由電子沿導(dǎo)線移動1cm，平均需要多少時間？答案：(1)6.25×1010個(2)7.4×10－13m/s(3)1.35×1010解析：(1)N＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝eq\f(10－8×1,1.6×10－19)個＝6.25×1010個。(2)由公式I＝neSv得v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(10－8,8.5×1028×1.6×10－19×1×10－6)m/s≈7.4×10－13m(3)由v＝eq\f(x,t)得t＝eq\f(x,v)＝eq\f(1×10－2,7.4×10－13)s≈1.35×1010s。7．夏季某日午后，某地區(qū)距地面約1km的空中有兩塊烏云，相距3km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢差能保持約為3×109V不變。已知空氣的電場擊穿場強(qiáng)為3×106V/m。請對以下問題進(jìn)行估算。(1)當(dāng)兩塊烏云相距多少米時會發(fā)生電閃雷鳴？(2)當(dāng)電閃雷鳴時，若兩塊烏云之間通過的電量為500C，可釋放多少能量？(3)這次放電現(xiàn)象歷時約0