（课堂设计）高中物理 2.1 电源和电流每课一练 新人教版选修3-1

1电源和电流基础巩固1．关于电流的下列说法中，正确的是 ()A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多B．在相同时间内，通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流就越大C．通电时间越长，电流越大D．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大解析：本题考查对公式I＝eq\f(q,t)的理解．答案：BD2．以下说法正确的是 ()A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了解析：要有持续电流必须有电压，A不对．导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B正确．电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不对．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D不对．答案：B图2－1－53．如图2－1－5所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是 ()图2－1－5A．IA＝IB B．IA＝2IBC．IB＝2IA D．不能确定解析：这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝eq\f(q,t)可知电流强度相等．答案：A4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的2倍，下列说法中正确的是 ()A．通过甲、乙两导体的电流相同B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同解析：由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此乙导体中的电流是甲的2倍，故A错误，B正确；又I＝nqSv，则v＝eq\f(I,nqS)，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以v的关系无法判断，C、D错误．答案：B图2－1－65.如图2－1－6所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒运动而形成的等效电流大小为 ()图2－1－6A．vq B.eq\f(q,v) C．qvS D.eq\f(qv,S)解析：设在t时间内通过截面的电荷量为Q，则Q＝vt·q，所以I＝eq\f(Q,t)＝vq，应选A.答案：A6．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有 ()A．自由电子定向移动的速率为v0B．自由电子定向移动的速率为v＝eq\f(I,neS)C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD．自由电子定向移动的速率为v＝eq\f(I,ne)解析：本题考查的是对电流微观表达式I＝nqSv的理解，关键是理解v和n的物理意义，式中n为单位体积内自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是为长度vt内的自由电子数，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，所以电流I＝eq\f(q,t)＝nev，所以v＝eq\f(I,ne)，故正确答案为D.答案：D知能提升7.如图2－1－7所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是()A．当n1＝n2时电流强度为零图2－1－7B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度I＝eq\f(n1－n2e,t)图2－1－7C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝eq\f(n2－n1e,t)D．电流方向从A→B，电流强度I＝eq\f(n2＋n1e,t)解析：本题考查电流方向和电流强度的定义式I＝eq\f(q,t)，电荷的定向移动形成电流，金属导体中定向移动的电荷是带负电的自由电子，这时电流的方向与自由电子定向移动方向相反，在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以，电流强度应该是I＝eq\f(n2＋n1e,t)，电流方向应是从A→B.答案：D8．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有()A．若ω不变而使电荷量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．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：截取圆环的任一截面S，则在橡胶环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)，由上式可知A、B正确．答案：AB9．夏季某日午后，某地区距地面约1km的空中有两块乌云，相距3km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变．已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算．(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放多少能量？(3)这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为多大？解析：(1)由E＝eq\f(U,d)得d＝eq\f(U,E)＝eq\f(3×109,3×106)m＝1000m.(2)释放的能量E能＝qU＝500×3×109J＝1.5×1012J.(3)由电流的定义得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(500,0.01)A＝5×104A.答案：(1)1000m(2)1.5×1012J(3)5×104图2－1－810．如图2－1－8所示是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场．空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除尘mkg，计算高压电源的电流强度I.(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t)图2－1－8解析：根据电流强度的定义式I＝eq\f(Q,t).只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就能够求