2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用1電源和電流檢測含解析新人教版必修第三冊

PAGE4-電源和電流(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)1.關(guān)于電流的說法中正確的是 ()A.國際單位制中,電流的單位是毫安B.我們把大小、方向都不隨時間改變的電流稱為恒定電流C.因?yàn)殡娏饔蟹较?所以電流是矢量D.通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,則流過導(dǎo)體的電流就越大【解析】選B。國際單位制中,電流的單位是安,故A錯誤。大小、方向都不隨時間改變的電流稱為恒定電流,故B正確。電流雖有方向,但運(yùn)算時不遵循矢量運(yùn)算法則,所以電流是標(biāo)量,不是矢量,故C錯誤。依據(jù)電流的定義式I=,可知單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流就越大,而通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流不肯定越多,還與時間有關(guān),故D錯誤。2.如圖所示,將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來,已知兩導(dǎo)線橫截面積滿意S鋁=2S銅,在銅導(dǎo)線上取一截面A,在鋁導(dǎo)線上取一截面B,若在1s內(nèi)垂直通過它們的電子數(shù)相等,那么通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 ()A.IA=IBB.IA=2IBC.IB=2IAD.不能確定【解析】選A。依據(jù)公式I=可知,電流的大小與導(dǎo)體橫截面積的大小無關(guān),而是取決于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量,選項(xiàng)A正確。3.關(guān)于電源的作用,下列說法不正確的是 ()A.電源的作用是能為電流供應(yīng)自由電子B.電源的作用是使導(dǎo)體中形成電場C.電源的作用是能夠保持導(dǎo)體兩端的電勢差D.電源的作用是使自由電荷定向移動起來【解析】選A。電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端的電勢差,使導(dǎo)體中形成電場,使導(dǎo)體中的自由電荷在靜電力作用下做定向運(yùn)動,故B、C、D均對。4.有甲、乙兩導(dǎo)體,甲的橫截面積是乙的2倍,而單位時間內(nèi)通過乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲導(dǎo)體的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【解析】選B。因?yàn)閱挝粫r間內(nèi)通過乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲導(dǎo)體的2倍,所以乙導(dǎo)體中的電流是甲的2倍,故A錯誤,B正確;由I=nqSv得v=,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)系無法推斷,C、D錯誤。二、非選擇題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)5.在一次閃電的過程中,流淌的電荷量大約為300C,持續(xù)的時間大約是0.005s,所形成的平均電流強(qiáng)度為多大?這些電荷量假如以0.5A的電流強(qiáng)度流過燈泡,可使燈泡照明多長時間?【解析】該次閃電形成的平均電流強(qiáng)度:I==A=6×104A。若閃電過程中流淌的電荷量以0.5A的電流通過燈泡,則照明的時間為:t'==s=600s。答案:6×104A600s(10分鐘20分)6.(6分)(多選)半徑為R的橡膠圓環(huán)勻稱帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直圓環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,關(guān)于由圓環(huán)產(chǎn)生的等效電流,下列推斷正確的是 ()A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍,則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B.若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍,則等效電流也將變?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,等效電流將變大D.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,等效電流將變小【解析】選A、B。截取圓環(huán)的任一橫截面S,如圖所示,在橡膠圓環(huán)運(yùn)動一周的時間T內(nèi),通過這個橫截面的電荷量為Q,則有I==,又T=,所以I=,由上式可知,選項(xiàng)A、B正確。7.(14分)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,平均須要多少時間?【解析】(1)N===個=6.25×1010個。(2)由公式I=neSv得v==m/s≈7.4×10-13m/s。(3)由v=得t==s≈1.35×1010s。答案:(1)6.25×1010個(2)7.4×10-13m/s(3)1.35×1010s【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.一段粗細(xì)勻稱的金屬導(dǎo)體兩端加肯定電壓后產(chǎn)生了恒定電流,已知該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,電子的電荷量為e,自由電子定向移動的速率為v,要想得出通過導(dǎo)體的電流,除以上給出的條件外,還須要以下哪個條件 ()A.導(dǎo)體的長度L B.導(dǎo)體的電阻RC.導(dǎo)體的橫截面積S D.導(dǎo)體兩端的電壓U【解析】選C。求解電流可以依據(jù)I=以及微觀表達(dá)式I=nqvS求解;依據(jù)題意可知,已知電量e、定向移動速率v以及導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n,故只須要再知道導(dǎo)體的橫截面積S即可求出電流大小,故C正確,A、B、D錯誤。2.對電流的正確理解是 ()A.通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流越大B.導(dǎo)體的橫截面越大,電流越大C.導(dǎo)體中的自由電荷越多,電流越大D.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流越大【解析】選D。通過導(dǎo)體橫截面的電量多,但不知道通電時間,所以不能得出導(dǎo)體中的電流大小,故A錯誤;依據(jù)電流的定義可知,導(dǎo)體中的電流與橫截面大小無關(guān),故B錯誤;電流與自由電荷無關(guān),故C錯誤;依據(jù)電流的定義可知,單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流越大,故D正確。3.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荷量為500C,可釋放多少能量?(3)這次放電現(xiàn)象歷時約0.01s,則其平均電流約