2024版新教材高中物理课时分层作业十四电源和电流新人教版必修第三册

课时分层作业(十四)电源和电流A组基础达标练1．(多选)下列说法正确的是()A．电源的作用是使电路中产生电荷B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向D．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位2.如图所示是通有恒定电流的某段导体．在5s内有10C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是()A．2A、向右B．2A、向左C．50A、向右D．50A、向左3．某移动电源上标识的“4500mA·h”反映的物理量是()A．电压B．电功C．功率D．电量4．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下列四个选项中应用了比值定义法的是()①加速度a＝eq\f(Δv,Δt)②电场强度E＝eq\f(kQ,r2)③电容C＝eq\f(Q,U)④电流I＝eq\f(q,t)A．①③B．②③C．②③④D．①③④5．雷云一般聚集大量的负电荷Q.假设雷云与大地构成了一个大电容器，把它视作平行板电容器，其电容为C，则下列说法正确的是()A．雷云与大地之间的电压为CQB．雷云与大地之间的电场线方向向下C．若这片云与大地之间的距离减小，则C减小D．若雷云持续放电时间为t，则放电电流的平均值为eq\f(Q,t)6．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I.设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子的定向移动速率为v.则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目为()A．SvΔtB．eq\f(IΔt,e)C．nvΔtD．eq\f(IΔt,Se)7.(多选)如图所示，半径为R(远大于圆环横截面半径)的橡胶圆环带均匀正电荷，总电荷量为Q.现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，将产生等效电流．下列说法正确的是()A．使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C．若ω、Q不变，使环的半径增大，电流将变大D．若ω、Q不变，使环的半径增大，电流将变小B组能力提升练8．(多选)如图为一半径为R的绝缘盘，在盘的外缘均匀地分布着总电荷量为Q的正电荷．现使绝缘盘以角速度ω顺时针(从上向下看)匀速转动，绝缘盘中产生的电流大小为I.下列说法正确的是()A．绝缘盘中的电流方向从上向下看为顺时针B．如果仅使绝缘盘所带的电荷量增大为原来的两倍，则I加倍C．如果仅使角速度ω加倍，则I不变D．如果仅使绝缘盘的半径加倍，则I加倍9．(多选)如图甲所示电路中，定值电阻R1＝R2＝5Ω，电容器电容C＝500μF，电源电动势E＝3.0V，内阻不计．开始时，单刀双掷开关S断开，电容器不带电．图乙和图丙分别为电容器两极间电压UC、电容器支路中电流IC随时间t变化的关系图线，规定电容器支路中电流方向向右为正方向．下列说法正确的是()A．图乙是开关S先置于1时的图像，图丙是开关S置于1足够长时间后再置于2后的图像B．图乙中a＝3.0V，图丙中图线与坐标轴围成的面积等于1.5×10－3CC．图乙中的t1和图丙中的t2相等D．若开关S先置于1足够长时间后再置于2，经过0.1s电容器放电完毕，则流过定值电阻R2的平均电流为15mA10．(多选)等离子体推进器的原理结构如图所示，由电子枪产生高速电子流，经过碰撞，电子将等离子体发生器内的惰性气体电离，形成等离子体，然后等离子体中的正离子经过静电加速层加速后高速飞出，从而对等离子推进器产生作用力．假设正离子的质量为m，电荷量为q，经电压为U的静电加速层加速后形成电流为I的离子束，忽略离子进入静电加速层的初速度，不计离子重力和离子间的相互作用力．下列说法正确的是()A．离子推进器是将化学能转化为机械能的装置B．离子由静电加速层喷出时的速度大小为eq\r(\f(qU,2m))C．单位时间内，由静电加速层喷出的离子数为eq\f(I,q)D．离子推进器产生的推力大小为Ieq\r(\f(2mU,q))11．盛夏的入夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地释放着大自然的烟火，上演着一场精彩的闪电交响曲．某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示．闪电产生的电压、电流是不稳定的，假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V，电流可等效为2×105A，历时1×10－3s.(1)闪电定向移动的是电子，若这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电，供电时间为多长？(2)这次闪电释放的电能是多少？课时分层作业(十四)电源和电流1．解析：电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷(并不是创造了电荷，而是使正、负电荷发生了分离)，这样电源两端就会产生电压，电压使电路中的电荷发生定向移动形成电流，而不是产生电荷，故A错误，B正确；电流虽有方向，但它是一个标量，故C错误；在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故D正确．答案：BD2．解析：根据电流的定义式I＝eq\f(q,t)，可得电流的大小为I＝eq\f(10,5)A＝2A，电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与其定向移动的方向相反，故电流向左．B正确．答案：B3．解析：移动电源上标志的4500mA·h反映的物理量是电量，表示以4500mA放电，可以放一个小时，故D正确，A、B、C错误．答案：D4．解析：加速度a＝eq\f(Δv,Δt)，电容C＝eq\f(Q,U)，电流I＝eq\f(q,t)均采用比值定义法，电场强度E＝eq\f(kQ,r2)不是比值定义法．故选D.答案：D5．解析：雷云与大地之间的电压为U＝eq\f(Q,C)，A错误；雷云与大地之间的电场线指向带负电的雷云，故电场线的方向向上，B错误；根据电容的定义式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知云与地面间的距离减小时，电容C增大，C错误；若雷云持续放电时间为t，由电流的定义式可得，放电电流的平均值为I＝eq\f(Q,t)，D正确．答案：D6．解析：根据电流的定义式I＝eq\f(q,t)可知，在Δt时间内通过导体横截面的自由电子的电量q＝IΔt，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，又N＝nV＝nSvΔt，故B正确．答案：B7．解析：在圆环上取很小的一段长度Δs，根据电流的定义可得等效环形电流为I＝eq\f(Δq,Δt)＝eq\f(\f(Δs,2πR)Q,Δt)＝eq\f(vQ,2πR)＝eq\f(ωQ,2π)，所以使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，而I与R无关，所以若ω、Q不变，使环的半径增大，电流不变．故A、B正确，C、D错误．答案：AB8．解析：盘的外缘均匀地分布着正电荷，从上向下看，盘顺时针匀速转动，正电荷顺时针匀速转动，正电荷的定向移动方向是电流方向，因此绝缘盘中的电流方向从上向下看为顺时针，故A正确；截取盘的外缘任一截面，设在盘运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q，即I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Q,\f(2π,ω))＝eq\f(Qω,2π)，如果仅使绝缘盘所带的电荷量增大为原来的两倍，则I加倍，故B正确；由上述分析可知电流为I＝eq\f(Qω,2π)，如果仅使角速度ω加倍，则I加倍，故C错误；由上述分析可知电流为I＝eq\f(Qω,2π)，电流与绝缘盘的半径R无关，如果仅使绝缘盘的半径加倍，则I不变，故D错误．答案：AB9．解析：开关接1时，电容器处于充电过程，电压逐渐增大，开关接2时，电容器处于放电过程，电流逐渐减小，则题图乙是开关S先置于1时的图像，题图丙是开关S置于1足够长时间后再置于2后的图像，A正确．充电时电容器两极板的最大电压等于电源电动势，即UC＝E＝3.0V，则题图乙中a＝3.0V；放电时，电容器所储存的电荷量为Q＝CU＝500×10－6×3.0C＝1.5×10－3C，根据q＝It，所以题图丙中图线与坐标轴围成的面积等于1.5×10－3C，则B正确．电容器的充、放电时间不同，C错误；若开关S先置于1足够长时间后再置于2，经过0.1s电容器放电完毕，则有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(1.5×10－3,0.1)A＝15mA，则流过定值电阻R2的平均电流为15mA，D正确．答案：ABD10．解析：离子推进器可将静电加速层中的电能转化为机械能，A错误；根据动能定理有qU＝eq\f(1,2)mv2，则离子由静电加速层喷出时的速度大小为v＝eq\r(\f(2qU,m))，B错误；若n表示单位时间内由静电加速层喷出的离子数，根据电流的定义有I＝nq，则单位时间内，由静电加速层喷出的离子数为n＝eq\f(I,q)，C正确；Δt时间内喷出离子的动量为Δp＝nΔtmv，根据