2024高中物理刷题首秧第二章第1节电源和电流对点练+巩固练含解析新人教版选修3-1

PAGEPAGE6第1节电源和电流对应学生用书P271.带电粒子的加速：利用eq\o(□,\s\up1(10))大小都不随时间改变的电流。定义式：I＝eq\o(□,\s\up1(11))eq\f(q,t)。5．电流的微观说明设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为eq\o(□,\s\up1(12))nSvt；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为eq\o(□,\s\up1(13))enSvt，导体中的电流为I＝eq\o(□,\s\up1(14))neSv，则电子定向移动的速率为eq\o(□,\s\up1(15))eq\f(I,neS)。对应学生用书P33考点一对电源、电流的理解1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是()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，电场也是稳定的答案D解析导线内部的电场是电源和导线积累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，方向与导线切线方向一样，是一种动态的平衡，A、B、C错误，D正确。考点二公式I＝eq\f(q,t)的理解与应用2.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不肯定大，还要看t的大小，A错误；电子做无规则热运动速率很大，不能形成电流，B错误；单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，C正确；电流虽然有方向但不是矢量，因为其运算遵循代数运算法则，D错误。3．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个答案C解析q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021个。

对应学生用书P331．(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是()A．导线中的电场强度到处为零B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行C．导线处于静电平衡状态D．导线内沿电流方向各点的电势渐渐降低答案BD解析在电源和导线中的感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B正确，A错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势渐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势渐渐降低，D正确。2．(多选)关于电流的方向，下列说法中正确的是()A．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．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反答案AD解析在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，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，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答案D解析依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，明显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，B错误，C错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，D正确。4．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U的作用下被加速，且形成电流强度为I的平均电流。若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏汲取，在t秒内打在荧光屏上的电子数为()A.eq\f(I,e)B.eq\f(It,e)C.eq\f(U,e)D.eq\f(Ut,e)答案B解析设t时间内打在荧光屏上的电子数为n，即总电荷量为：q＝ne，由电流的定义式：I＝eq\f(q,t)，解得：ne＝It，解得：n＝eq\f(It,e)，B正确。5．一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则以下关系正确的是()A．I＝mvSB．I＝nevC．I＝nevSD．I＝neS答案C解析在Δt时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vΔt，因为铜导线的横截面积为S，则在Δt时间内，电子经过的导线对应体积为vΔtS。又因为单位体积的导线有n个自由电子，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N＝nvSΔt，则电流I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(Ne,Δt)＝eq\f(nevSΔt,Δt)＝nevS，C正确，A、B、D错误。6．如图所示的电解池，在1s的时间内，共有3C的正离子和3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是()A．0AB．1.5AC．3AD．6A答案D解析电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I＝eq\f(q,t)得，电路中的电流I＝eq\f(3＋3,1)A＝6A，D正确。7．(多选)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)＝eq\f(ne,t)，A正确，B错误；由电子电流的微观表达式I＝neSv知，I、n、e均相等，因为SA＜SB，所以vA＞vB，C错误，D正确。8．一段粗细匀称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)答案D解析对电流微观表达式I＝nqSv式中n为单位体积内自由电荷数，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为长度是vt内的自由电子，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)，D正确。9．有一条横截面积为S的铜导线，通过的电流为I。已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e。若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为()A.eq\f(IM,ρSNAe)B.eq\f(Iρ,MSNAe)C.eq\f(IMS,ρNAe)D.eq\f(IMρ,SNAe)答案A解析设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，则导线的长度为l＝vt，体积为V＝Sl＝Svt，质量为m＝ρvtS，这段导线中自由电子的数目为n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρvtS,M)·NA，在t时间内这些电子都能通过另一端截面，则电流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，代入计算得出，I＝eq\f(ρvSNAe,M)，则电子定向移动的速率：v＝eq\f(IM,ρSNAe)，所以A正确。10．假如导线中的电流为1mA，那么1s内通过导体横截面的自由电子数是多少个？若“220V60W”的白炽灯正常发光时的电流为273mA，则20s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？答案6.25×1015个3.4×1019个解析q＝It＝1×10－3×1C＝1×10－3C，设电子的数目为n，则：n＝eq\f(q,e)＝eq\f(1×10－3,1.6×10－19)个＝6.25×1015个。当“220V60W”的白炽灯正常发光时，I′＝273mA。q′＝I′t′＝273×10－3×20C＝5.46C。设电子的数目为N，则：N＝eq\f(q′,e)＝eq\f(5.46,1.6×10－19)个≈3.4×1019个。11．如图所示的电解槽中，假如在4s内各有8C的正、负电荷通过面积为0.8m2的横截面AB，那么(1)在图中标出正、负离子定向移动的方向；(2)电解槽中的电流方向如何？(3)4s内通过横截面AB的电荷量为多少？(4)电解槽中的电流为多大？答案(1)见解析(2)向右(3)16C(4)4A