魯科版（2019）高中物理必修第三冊(cè)課時(shí)分層作業(yè)10　電流練習(xí)題（含答案）

課時(shí)分層作業(yè)(十)電流(建議用時(shí)：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(shuō)法中正確的有()A．導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動(dòng)就可以形成電流B．電流是一個(gè)矢量，其方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向C．在國(guó)際單位制中，電流是一個(gè)基本物理量，其單位安培是基本單位D．對(duì)于導(dǎo)體，只要其兩端電勢(shì)差為零，電流也必為零CD[導(dǎo)體中的電荷定向移動(dòng)才能形成電流，故A錯(cuò)誤；電流是一個(gè)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(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，以區(qū)別于負(fù)電荷的定向運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；國(guó)際單位制中共有7個(gè)基本量，電流是其中之一，故C正確；對(duì)于導(dǎo)體，其兩端電勢(shì)差為零時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)無(wú)電場(chǎng)，自由電子不能定向移動(dòng)，故電流為零，故D正確。]2．關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)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(dòng)的方向B．在電解液中，電流的方向?yàn)樨?fù)離子定向移動(dòng)的方向C．無(wú)論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反D．在電解液中，由于是正負(fù)電荷定向移動(dòng)形成電流，所以電流有兩個(gè)方向C[電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)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(dòng)的反方向，A錯(cuò)誤；在電解液中，正離子定向移動(dòng)的方向或者負(fù)離子定向移動(dòng)的反方向是電流的方向，B、D錯(cuò)誤；無(wú)論在何種導(dǎo)體中，電流的方向都與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，C正確。]3．(多選)關(guān)于電流的下列說(shuō)法中，正確的是()A．電路中電流越大，表示通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多B．在相同時(shí)間內(nèi)，通過(guò)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(shí)間越長(zhǎng)，電流越大D．導(dǎo)體中通過(guò)一定的電荷量，所用時(shí)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(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，故A錯(cuò)誤；由電流的定義式I＝eq\f(q,t)知，在相同時(shí)間內(nèi)，通過(guò)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(shí)間無(wú)關(guān)，由導(dǎo)體兩端的電壓與電阻決定，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體中通過(guò)某一橫截面電荷量一定，所用時(shí)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(guān)表達(dá)式4．一根導(dǎo)線(xiàn)，分別通以不同的電流，并保持溫度不變，當(dāng)電流較大時(shí)，以下說(shuō)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(dòng)的速率較大C．自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率較大D．電流的傳導(dǎo)速度較大B[對(duì)于同一根導(dǎo)線(xiàn)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)是一樣的，A錯(cuò)誤；電流和自由電子的定向移動(dòng)的速率有關(guān)，與自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率無(wú)關(guān)，故B正確，C錯(cuò)誤；電流的傳導(dǎo)速度是電場(chǎng)的形成速度，等于光速c，和電流的大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]5．有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，乙是甲的2倍，下列說(shuō)法中正確的是()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)的速率大小相同B[由于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(cuò)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(wú)法判斷，故C、D錯(cuò)誤。]6．(多選)如圖所示為一半徑為R的絕緣圓盤(pán)，在圓盤(pán)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(pán)從上向下看以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，絕緣圓盤(pán)中產(chǎn)生的電流大小為I。則下列說(shuō)法正確的是()A．絕緣圓盤(pán)中的電流方向從上向下看為順時(shí)針B．如果僅使絕緣圓盤(pán)所帶的電荷量增大為原來(lái)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(pán)的半徑加倍，則I加倍AB[正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，則絕緣圓盤(pán)中的電流方向從上向下看為順時(shí)針，A正確；截取圓盤(pán)的外緣任一截面，則在圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)通過(guò)這個(gè)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(cuò)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(shí)間內(nèi)通過(guò)A、B橫截面的自由電荷數(shù)相等。則流過(guò)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(gè)題目中有些干擾項(xiàng)，例如兩個(gè)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(shí)間內(nèi)通過(guò)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(gè)二價(jià)正離子和2.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某一截面，那么2s內(nèi)通過(guò)這個(gè)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(guò)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(duì)原子質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子。今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，電子平均定向移動(dòng)的速率為多大？[解析]假設(shè)電子平均定向移動(dòng)的速率為v，那么在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)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(shí)：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(duì)的金屬板，等離子體(電離的氣體，由自由電子和陽(yáng)離子構(gòu)成，整體呈電中性)從左側(cè)進(jìn)入，在t時(shí)間內(nèi)有n個(gè)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(yáng)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(xiàn)，流經(jīng)其中的電流為I；設(shè)單位體積的導(dǎo)線(xiàn)中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為e，此電子的定向移動(dòng)速率為v，在Δt時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)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(cuò)誤；又因?yàn)殡娏鞯奈⒂^(guān)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(cuò)誤。]12．若氫原子的核外電子做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(dòng)的周期為多少？(2)電子繞核的運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流，求電子運(yùn)動(dòng)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(dòng)，由庫(kù)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(dòng)，一個(gè)周期通過(guò)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(dòng)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(guò)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(guò)這個(gè)橫截面的電子有多少個(gè)？(電子所帶電荷量的絕對(duì)值為1.6×10－19C)[解析](1)由電流的定義可得：導(dǎo)體中的電流