【红对勾】2020-2021学年人教版高中物理选修3-1作业：2-1电源和电流

课后作业45分钟eq\o(\s\up7(限时：45分钟总分：100分),\s\do5())一、选择题(8×5′，共40分)1．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量，乙是甲的2倍，以下说法中，正确的是()A．甲、乙两导体的电流强度相同B．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度是甲导体的2倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等解析：由于单位时间内通过乙横截面的电量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错而B正确．由于I＝nqSv(n单位体积中的自由电荷数，q自由电荷的电量，S横截面积，v定向移动速率)，所以v＝eq\f(I,nqS)，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法推断．答案：B2．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量越多B．在相同时间内，通过导体截面的电量越多，导体中的电流就越大C．通电时间越长，电流越大D．导体中通过肯定的电量所用时间越短，电流越大解析：由I＝q/t，当t肯定时，通过导体横截面的电量q越多，电流I就越大；当q肯定时，通电时间越短，电流越大．答案：BD3．金属导体中满足下列哪一个条件，就产生恒定电流()A．有自由电子B．导体两端有电势差C．导体两端有方向不变的电压D．导体两端有恒定电压解析：由产生电流条件可知，D正确．答案：D4．电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6mA．0.016μA B．1.6mAC．16μA D．0.16μA解析：I＝q/t＝0.16μA.答案：D5．某电解池，假如在1s内共有5×1018个2价正离子和1.0×1019个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A．0A B．0.8AC．1.6A D．3.2A解析：I＝q/t＝eq\f(2×5×1018＋1.0×1019×1.6×10－19,1)＝3.2A.答案：D6．铜的原子量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为()A．光速c B.eq\f(I,neS)C.eq\f(ρI,neSm) D.eq\f(mI,neSρ)解析：假设电子定向移动的速率为v，那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为eq\f(vtSρ,m)，所以电量q＝eq\f(vtSρne,m).因电流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(vSρne,m)，于是得：v＝eq\f(Im,neSρ).答案：D7．一个半径为r米的细橡胶圆环，均匀地带上Q库仑的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()A．Q B.eq\f(Q,2π)C.eq\f(Qω,2π) D.eq\f(2Qω,π)解析：I＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Qω,2π).答案：C8．在显像管的电子枪中，从酷热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电子个数是()A.eq\f(IΔl,eS)eq\r(\f(m,2eU)) B.eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))C.eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU)) D.eq\f(ISΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))解析：设加速后电子的速度为v，则eU＝eq\f(1,2)mv2又I＝neSv，n为单位体积内的电子数目，故Δl长内的电子数目N＝nΔlS＝eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU))·ΔlS＝eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))答案：B二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)9．只要导体两端存在________，导体中的自由电子就在________力的作用下，从电势________处向电势________处定向移动．移动的方向与导体中电流的方向________．答案：电压电场低高相反10．在某次闪电中，持续时间为0.005s，所形成的平均电流为6×104A，若闪电过程中流过某横截面的电荷以答案：600图111．图1是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB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mmol电子，每昼夜能除尘nkg，计算高压电源的电流强度I，电子电量设为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t.解：依据电流强度定义式I＝eq\f(Q,t)，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电量Q，就能够求解电流强度I，需要留意的是，流过电源的电量Q跟煤粉吸附的电量Q′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电量Q′＝eq\f(1,2)Q.∵Q′＝mnNAe，Q＝It，∴mnNAe＝eq\f(1,2)It，I＝2mnNAe/t.12．设横截面积为1.0mm2铜导线中通过1.0A电流．铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028m－3，电子的电荷量为1.6×10－19C，试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热平均速率约为105解：由I＝eq\f(q,t)，且q＝nVe＝nSvte，即I＝neSv，所以v＝eq\f(I,neS)，可算出自由