高中物理 2-1 电源和电流 课后强化作业（含解析）新人教版选修3-1

【成才之路】-学年高中物理2-1电源和电流课后强化作业（含解析）新人教版选修3-11．(·东营高二检测)关于电源，下列说法中正确的是()A．电源的作用是为电路提供自由电荷B．电源的作用是自己直接释放出电能C．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用是使自由电荷运动起来答案：C解析：电源的作用是把其他形式的能转化为电能，为电路提供持续而稳定的电压，使导体中自由电荷定向移动释放电能，所以只有C项正确。2．下列说法中正确的是()A．导体中电荷运动就形成了电流B．在国际单位制中，电流的单位是安培(A)C．电流有方向，它是一个矢量D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在答案：B解析：自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，故选项A错误。形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误。电流有方向，但它是标量，故选项C错误。3．(·衡水十四中高二检测)关于电流，下列说法中正确的是()A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动速率越大，电流越大C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量答案：C解析：由I＝eq\f(q,t)知q大，I不一定大，还要看t的大小，故A错，由I＝nqSv知，电子运动的速率v大，电流不一定大，电流还与n、S有关，故B错，单位时间内通过导线横截面的电量越多，电流越大，C对。电流虽有方向但不是矢量，合成遵循代数法则，故D错。4．关于电流的方向，下列说法中正确的是()A．在电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板答案：AD解析：在电源供电的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A正确，B错误。电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误。电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D正确。5．金属导体内电流增强，是因为()A．导体内单位体积的自由电子数增多B．导体内自由电子定向移动的速率增大C．导体内电场的传播速率增大D．导体内自由电子的热运动速率增大答案：B解析：对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A、C错，导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B正确，导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D错误。6．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机待机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？答案：0.35C2.16×1018个解析：通过的电量为：q＝It＝4×10－6×24×3600C＝0.35C通过的电子数为：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(4×10－6×24×3600C,1.6×10－19C)＝2.16×1018个7．如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？答案：溶液中的电流大小为0.16A，方向由A指向B。解析：NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－离子，它们在电场力作用下向相反方向运动。因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na＋定向移动方向相同，即由A指向B。Na＋和Cl－都是一价离子，每个离子的电荷量为e＝1.6×10－19C，NaCl溶液导电时，Na＋由A向B定向移动，Cl－由B向A运动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过M横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(q1＋q2,t)＝eq\f(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19,2)A＝0.16A8．(·昌邑一中高二检测)某型号汽车(如图)发动时需要用电动机启动，如果汽车发动时，蓄电池放电电流为15A，持续时间是3s，汽车发动后，蓄电池充电的电流是0.45A，那么充电时间至少应该是多少秒才能补偿放电的电荷量？答案：100s解析：由I＝Q/t得：Q＝It，即0.45t＝15×3，t＝100s。能力提升1．如图所示，福娃欢欢带正电，福娃贝贝带负电，用导体棒连接的瞬间，就一系列问题两人发生争执，你认为下列说法不正确的是()A．福娃欢欢说，电流计指针偏转，有瞬时电流B．福娃贝贝说，电流计指针不偏转，无电流C．福娃欢欢说，最终我们是等势体D．福娃贝贝说，最终导体棒内的电场强度等于零答案：B解析：带正电荷的福娃欢欢的电势高于带负电荷的福娃贝贝的电势，用导体棒连接的瞬间，电流表指针偏转，有瞬时电流，A正确、B错误；最终达到静电平衡，成为等势体，导体棒内的电场强度等于零，C、D正确。2．(·哈师大附中高二检测)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕中心轴线以角速度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，电流将变小答案：AB解析：正电荷Q均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面，则一个周期T内穿过此截面的电荷量为Q，由电流的定义式I＝eq\f(Q,T)及T＝eq\f(2π,ω)得，环中等效电流为I＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Qω,2π)，故选A、B。3．(·武汉大学附中高二月考)如图所示，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，由于棒运动而形成的等效电流大小为()A．vq B.eq\f(q,v)C．qvS D．qv/S答案：A解析：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为Q＝vt·q等效电流I＝eq\f(Q,t)＝vq故A正确。4．如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的()A．电流相等B．电流不相等C．自由电子定向移动的速率相等D．自由电子定向移动的速率不相等答案：AD解析：由电流定义知I＝eq\f(q,t)，A正确，B错误。由电流的微观表达式I＝nSqv知，I、n、q均相等，因为SA<SB，所以vA>vB，故C错误，D正确。5．关于导体中的恒定电场，下列说法中正确的是()A．导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的B．导体中的电场是导体内自由电荷形成的C．导体中的电场线始终和导线平行D．导体中的电场分布随电荷的移动而随时间改变答案：C解析：导体中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的稳定电场，电场的分布不随时间发生改变。6．导线中的电流是10－8A，导线的横截面积为1mm2(1)在1s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19C(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1cm，平均需要多少时间？答案：(1)6.25×1010个(2)7.4×10－13m/s(3)1.35×1010解析：(1)N＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝eq\f(10－8×1,1.6×10－19)个＝6.25×1010个。(2)由公式I＝neSv得v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(10－8,8.5×1028×1.6×10－19×1×10－6)m/s≈7.4×10－13m(3)由v＝eq\f(x,t)得t＝eq\f(x,v)＝eq\f(1×10－2,7.4×10－13)s≈1.35×1010s。7．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量为500C，可释放多少能量？(3)这次放电现象历时约0