2024-2025学年高中物理第二章1第1节电源和电流练习含解析新人教版选修3-1

PAGE5-电源和电流(建议用时：40分钟)【A组基础巩固】1．下列有关含有电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是()A．导线内部的电场就是电源所形成的电场B．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强到处为零D．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D.导线内部的电场是电源和导线积累的电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强到处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一样，是一种动态的平衡，故A、B、C错，D对．2．(多选)(2024·西藏高二期中)对电源的相识，下列说法正确的是()A．电源是为电路供应自由电荷的装置B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差C．电源的作用是使绝缘体变成导体D．电源使导体中的自由电子发生定向移动解析：选BD.电源是将其他形式的能转化为电能的装置，凡是能供应电能的装置都可以作为电源，并不是供应电荷的装置，其作用是保持导体两端的电压，能使导体中形成电场，使自由电荷受到电场力而定向移动起来，使导体内的自由电子定向移动，并不是使绝缘体变成导体，故A、C错误，B、D正确．3．关于电流的说法中正确的是()A．依据I＝eq\f(q,t)，可知I与q成正比B．假如在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位解析：选D.依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，选项A错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但假如方向改变，电流也不是恒定电流，所以选项B、C错误，选项D正确．4．金属导体内电流增加，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解析：选B.对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是肯定的，而且导体内电场的传播速率也是肯定的，所以A、C错误；导体内电流增加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与电流的大小无干脆关系，D错误．5．(2024·云南玉溪高二期中)关于电流，下列说法正确的是()A．只有正电荷的定向移动才能形成电流B．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向C．金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同D．方向不变的电流叫恒定电流解析：选B.正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A错；人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B对；金属导体导电的时候，导体中定向移动的电荷是自由电子，定向移动方向和电流方向相反，故C错；方向不变的电流叫直流电，方向和大小都不变的电流叫恒定电流，故D错．6．(多选)给一粗细不匀称的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是()A．粗的地方电流大，细的地方电流小B．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C．各处的电流大小相同D．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD.同一根导线上的电流相等，故C对；由I＝nqSv可得v＝eq\f(I,nqS)，故D对．7．某一探测器因射线照耀，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为()A．0 B.eq\f(2ne,t)C.eq\f(3ne,t) D.eq\f(4ne,t)解析：选D.由题意可知，在时间t内通过某横截面的电荷量为n·2e＋2n·e＝4ne，故依据电流的定义可知探测器电路中的电流为I＝eq\f(q,t)＝eq\f(4ne,t)，故选项D正确．8．(2024·甘肃武威高二检测)在10s内通过电解槽某一横截面对右迁移的正离子所带的电荷量为2C，向左迁移的负离子所带电荷量为3C，那么电解槽中电流强度大小为()A．0.1A B.0.2AC.0.3A D.0.5A解析：选D.由题，10s内通过截面的正离子所带电荷量为2C，负离子所带电荷量为3C，通过截面的正离子与负离子电荷量肯定值之和为Q＝2C＋3C＝5C，则电流为I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(5,10)A＝0.5A，故D正确．【B组素养提升】9．(2024·新疆高二检测)示波管中，2s内有6×1013个电子通过截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为()A．4.8×10－6A B．9.6×10－6AC．3×1013A D．6×10－6A解析：选A.电流等于单位时间内通过导体横截面的电荷量I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,2)A＝4.8×10－6A，故A正确，B、C、D错误．10．一段粗细匀称的铜导线的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导线中通过的电流为I.则下列说法中正确的是()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：选D.v0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A错误．对于电流微观表达式I＝nqSv，式中n为单位体积内的自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt，电荷量Q＝nvte，所以电流I＝eq\f(Q,t)＝nev，所以v＝eq\f(I,ne)，故B、C错误，D正确．11．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为()A．1500个 B．9.375×1019个C．9.375×1021个 D．9.375×1020个解析：选C.q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021个．12.如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2s内分别有1.0×1018个Na＋和Cl－通过溶液内部的横截面M，溶液中的电流方向如何？电流为多大？解析：NaCl溶液导电是靠自由移动的Na＋和Cl－，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na＋定向移动的方向相同，即由A流向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定向移动，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，每秒钟通过横截面M的电荷量为两种离子电荷量的肯定值之和，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＝0.16A.答案：由A流向B0.16A13．(2024·山西太原高二检测)有一条横截面积S＝1mm2的铜导线，通过的电流I＝2A．已知铜的密度ρ＝8.9×103kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，电子的电荷量大小e＝1.6×10－19C，每个铜原子可供应一个自由电子，求铜导线中自由电子定向移动的速率．(结果保留两位有效数字)解析：设铜导线长为L，则体积为V＝LS，质量为m＝LSρ，摩尔