2024-2025學(xué)年高中物理第2章恒定電流1電源和電流作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE2-電源和電流(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．下列有關(guān)電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是()A．導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)就是電源所形成的電場(chǎng)B．在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，而導(dǎo)體外部的場(chǎng)強(qiáng)不為零，所以導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不是穩(wěn)定的C．因?yàn)閷?dǎo)體處于電源的電場(chǎng)中，所以導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)到處為零D．導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導(dǎo)體內(nèi)的電荷處于平衡狀態(tài)，電荷分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)也是穩(wěn)定的D[導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)是電源和導(dǎo)線積累電荷所形成的兩部分電場(chǎng)的矢量和，穩(wěn)定后不同于靜電平衡(內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零)，而是場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，方向與導(dǎo)線切線一樣，是一種動(dòng)態(tài)的平衡，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]2．重離子腫瘤治療裝置中的回旋加速器可放射＋5價(jià)重離子束，電流強(qiáng)度為1.2×10－5A，則在1s內(nèi)放射的重離子個(gè)數(shù)為(e＝1.6×10－19A．3.0×1012 B．1.5×1013C．7.5×1013 D．3.75×1014B[離子是＋5價(jià)的，則每個(gè)離子的電荷量是q＝5×1.6×10－19C＝8×10－19C,1s內(nèi)的電荷量是Q＝1.2×10－5C，所求離子的個(gè)數(shù)為N＝eq\f(Q,q)＝1.5×1013，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。]3．在探討長(zhǎng)度為l、橫截面積為S的勻稱(chēng)導(dǎo)體中的電流時(shí)，在導(dǎo)體兩端加上電壓U，于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生，在導(dǎo)體中移動(dòng)的自由電子受勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用而加速，但又和做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速，這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動(dòng)。可以認(rèn)為阻礙電子向前運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k為恒量)。電場(chǎng)力和碰撞的阻力平衡時(shí)，導(dǎo)體中的電子移動(dòng)的平均速率v為肯定值，這肯定值是()A．eq\f(ekU,l) B．eq\f(eU,kl)C．eq\f(elU,k) D．elkUB[電場(chǎng)力和碰撞阻力平衡時(shí)，有kv＝eE＝eeq\f(U,l)，所以電子定向移動(dòng)的平均速率v＝eq\f(eU,kl)，B正確。]4．某一探測(cè)器因射線照耀，內(nèi)部氣體電離，在時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)二價(jià)正離子到達(dá)陰極，有2n個(gè)電子到達(dá)探測(cè)器的陽(yáng)極，則探測(cè)器電路中的電流為()A．0 B．eq\f(2ne,t)C．eq\f(3ne,t) D．eq\f(4ne,t)D[由題意可知，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)某橫截面的電荷量為n·2e＋2n·e＝4ne，故依據(jù)電流的定義可知探測(cè)器電路中的電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(4ne,t)，故選項(xiàng)D正確。]5．在10s內(nèi)通過(guò)電解槽某一橫截面對(duì)右遷移的正離子所帶的電荷量為2C，向左遷移的負(fù)離子所帶電荷量為3C，那么電解槽中電流強(qiáng)度大小為()A．0.1A B．0.2AC．0.3A D．0.5AD[10s內(nèi)通過(guò)截面的正離子所帶電荷量為2C，負(fù)離子所帶電荷量為3C，通過(guò)截面的正離子與負(fù)離子電荷量肯定值之和為Q＝2C＋3C＝5C，則電流為I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(5,10)A＝0.5A，故D正確。]6．銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，每個(gè)電子的電荷量為e，今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，電子平均定向移動(dòng)速率為()A．光速c B．eq\f(I,neS)C．eq\f(Iρ,neSm) D．eq\f(mI,neSρ)D[假設(shè)電子定向移動(dòng)的速率為v，那么在t時(shí)間內(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，摩爾數(shù)為eq\f(vtSρ,m)，所以電荷量q＝eq\f(vtSρne,m)，I＝eq\f(q,t)＝eq\f(vSρne,m)，于是得：v＝eq\f(Im,neSρ)。]二、非選擇題(共14分)7．假如導(dǎo)線中的電流為1mA，那么1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少個(gè)？若“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273mA，則20s內(nèi)通過(guò)燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個(gè)？[解析]q＝It＝1×10－3×1C＝1×10－3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(gè)＝6.25×1015個(gè)當(dāng)“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)，I＝273mAq＝It＝273