高中物理-电源和电流专题强化训练(解析版)
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第二章 第1节 电源和电流课后强化演练一、选择题1.(2015·南平松溪一中期中)关于电流,下列说法中正确的是( ) A .通过导线截面的电量越多,电流越大 B .电子运动的速率越大,电流越大C .单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大D .因为电流有方向,所以电流是矢量解析:电流由通过导线截面的电量和通电时间共同决定,单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大,A 选项错误,C 选项正确;根据电流的微观表达式I =nesv ,电流的大小由导体的材料,导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定,B 选项错误;电流是标量,D 选项错误.答案:C2.某导线中的电流是7.5×10-3A ,则通过导线横截面的电荷量为15 C 所需要的时间为( )A .2.0×104s B .2.0×106s C .2.0×105 sD .2.0×103s解析:根据电流的定义式I =q t 可得,t =q I ,代入数据,t =2.0×103s ,D 选项正确.答案:D3.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 .电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板解析:电流方向规定为正电荷定向移动的方向,在外电路从高电势一端流向低电势一端,电源内部电流由负极流向正极,因此A 正确,B 、C 错误;电容器充电时,如图所示,由图可知D 正确.答案:AD4.某电解池,如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )A .0 AB .0.8 AC .1.6 AD .3.2 A解析:I =q t =2×5×1018+1.0×1019×1.6×10-191 A =3.2 A .答案:D5.如图所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣.MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500 mA ,则以下说法正确的是( )A .1 s 通过电池某一横截面的电量为500 CB .1 s 通过电池某一横截面的电量为0.5C C .充电过程把其他形式的能转化为电能D .充电过程把电能转化为其他形式的能解析:由电流的定义式得q =It =0.5 C ,故A 错,B 对.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,故C 错,D 对.答案:BD6.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Q 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:时间t 内通过横截面的电荷量为Q ′=Q 2πR ·vt ,v =ωR ,I =Q′t =Qω2π,因此A 、B 正确.答案:AB 二、非选择题7.电子绕核运动可等效为一环形电流.设处于基态氢原子的电子绕核运动的半径为R ,电子质量为m ,电量为e ,求此环形电流的大小.(已知静电力常量为k )解析:电子绕核运动,库仑力提供向心力,ke2R2=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ,运动一周,通过某一横截面的时间为T =2πRe·mR k ,根据电流的定义式得,I =e T =e22πR kmR. 答案:e22πRk mR8.导线中的电流是10-8 A ,导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 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度是多大(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1 cm ,平均需要多少时间? 解析:(1)N =q e =It e =10-8×11.6×10-19个=6.25×1010个.(2)由公式I =neSv 得v =I neS =10-88.5×1028×1.6×10-19×1×10-6m/s ≈7.4×10-13m/s.(3)由v =xt得t =x v =1×10-27.4×10-13s≈1.35×1010s.答案:(1)6.25×1010个 (2)7.4×10-13m/s (3)1.35×1010s。
第十一章电路及其应用1 电源和电流【基础巩固】1.关于电流,下列说法正确的是()A.通过导线横截面的电荷量越大,电流越大B.电子定向运动的速率越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量答案:C2.2023年诺贝尔物理学奖颁给了三位研究阿秒激光的科学家,“阿秒(as)”是时间单位,1 as=10-18 s.若电子绕氢原子核运动的周期为160 as,则电子运动形成的等效电流为() A.1.5 mA B.0.15 mAC.1 mAD.0.1 mA答案:C3.电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流可达50 A,每秒放电150次,其放电情况可近似看作如图所示的图线,则电鳐1 s 放出的电荷量为()A.25 CB.50 CC.150 CD.250 C答案:A4.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核的运动可等效为环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动.关于该环形电流的说法正确的是() A.电流大小为ve2πr,电流方向为顺时针B.电流大小为ver,电流方向为顺时针C.电流大小为ve2πr,电流方向为逆时针D.电流大小为ver,电流方向为逆时针解析:电流大小I=qt =e2πrv=ve2πr,方向与电子运动的方向相反,即沿逆时针方向,选项C正确.答案:C5.显像管的电子枪中,从炽热的金属丝中不断放出的电子进入加速电场,设电子的初速度为0,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束,已知电子的电荷量为e,则单位时间内由金属丝放出的电子数为()A.ItB.IStC.Ie D.ISe解析:根据电流的定义可知,单位时间内由金属丝放出的电荷量q=I×1=I,放出的电子数n=qe =Ie,选项C正确.答案:C6.阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用以研究原子内部电子高速运动的过程.已知1 as=10-18 s,电子所带电荷量为1.6×10-19C,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为1×10-3A.目前阿秒光脉冲的最短时间为43 as,则电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的() A.2.8倍 B.3.7倍C.4.2倍D.5.5倍解析:由式子I=eT ,可知电子绕氢原子核一周的时间T=eI,则有T t = 1.6×10-191×10-3×43×10-18≈3.7,故选项B正确.答案:B7.电解槽内有一价离子的电解溶液,溶液中插有两根碳棒A、B作为电极,将它们接在直流电源上,溶液中就有电流通过,假设时间t内通过溶液内横截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷的电荷量为e,以下解释正确的是( )A.溶液内正负离子沿相反方向运动,电流相互抵消B.负离子定向移动的方向是从B到AC.溶液内电流方向从B到A,电流I=n1etD.溶液内电流方向从B到A,电流I=(n1+n2)et解析:溶液内正负离子沿相反方向运动,电流是叠加的,选项A错误;A棒为负极,B棒为正极,电场由B棒指向A棒,则负离子定向移动的方向是从A到B,选项B错误;电流方向从B到A,电流大小为I=qt =(n1+n2)et,选项C错误,选项D正确.答案:D【拓展提高】8.如图所示的心脏除颤器用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,使心脏恢复窦性心律.心脏除颤器的核心元件是电容器,治疗前先向电容器充电,工作时对患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,刺激心脏恢复正常跳动.该心脏除颤器的电容器电容是25 μF,充电至4 kV电压,若电容器在4 ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )。
第11章 1A 组·基础达标1.关于电流的说法中正确的是( ) A .根据I =qt,可知I 与q 成正比B .如果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】根据I =qt ,可以知道I 是通过某一横截面积的电量q 与通过这些电量所用时间t 的比值.当t 一定时,I 与q 成正比,当q 一定时,通电时间越长,电流越小,故A 错误;恒定电流的电流大小和方向都不随时间变化,而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,只能说明大小相等,不能说明方向也不变,故B 错误;电流有方向,但电流的运算满足代数法则,而矢量的运算满足平行四边形定则,故电流是标量,故C 错误;电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位,故D 正确.2.通过一个导体的电流是5 A ,经过4 min 通过该导体横截面的电荷量是( ) A .20 C B .50 C C .1 200 CD .2 000 C【答案】C 【解析】t =4 min =240 s ,通过导体横截面的电荷量Q =It =5 A ×240 s =1 200 C .故选C .3.关于电流下列说法中正确的是( ) A .只有正电荷的移动,才能形成电流 B .电子定向运动的速率越大,电流一定越大 C .通过导线截面的电量越多,电流一定越大D .单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大【答案】D 【解析】无论是正电荷还是负电荷,只要是电荷定向移动,都会形成电流,故A 错误;由电流的微观表达式I =neSv ,电流的大小跟导体的材料(决定n),导体的横截面积(S)和电荷定向移动的速率(v)共同决定,故电子定向移动的速率大时,电流不一定大,故B 错误;由I =qt 可得,单位时间内通过导线截面的电量越多,电流越大,故C 错误,D 正确.4.有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而乙在单位时间内通过横截面的电荷量是甲的2倍,以下说法正确的是( )A .甲、乙两导体的电流相同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【答案】B 【解析】由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,因此通过乙导体的电流是甲的2倍,A 错误,B 正确;由于I =nqSv ,所以v =InqS,由于不知道甲、乙两导体的性质(n 、q 不知道),所以无法判断v 的大小,C 、D 错误.5.(多选)如图所示,将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来,已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍,在细铜导线上取一个截面A ,在粗铜导线上取一个截面B ,若在1 s 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 =q t =net ,故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.6.在研究长度为l 、横截面积为S 的均匀导体中的电流时,在导体两端加上电压U ,于是导体中有匀强电场产生,在导体中移动的自由电子受匀强电场的作用而加速,但又和做热运动的阳离子碰撞而减速,这样边反复碰撞边向前移动.可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v 成正比,其大小可以表示成kv(k 为恒量).电场力和碰撞的阻力平衡时,导体中的电子移动的平均速率v 为一定值,这一定值是( )A .ekU lB .eU klC .elU kD .elkU【答案】B 【解析】电场力和碰撞阻力平衡时,有kv =eE =e Ul ,所以电子定向移动的平均速率v =eUkl,B 正确.7.如图所示,一根横截面积为S 的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动.棒单位长度所带电荷量为-q ,则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向为( )A .vq ,方向与v 的方向相反B .vqS ,方向与v 的方向相反C .vqS ,方向与v 的方向相反D .vqS,方向与v 的方向相同【答案】A 【解析】棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时,每秒通过的距离为v 米,v 米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面,则每秒内通过横截面的电量大小为Q =q ·v ,根据电流的定义式为I =Qt ,t =1 s ,得到等效电流为I =qv.由于棒带负电,则电流的方向与棒运动的方向相反,即与v 的方向相反.故A 正确,B 、C 、D 错误.8.(多选)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下列说法正确的是( )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Q 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】截取圆环的任一截面S ,如图所示,在橡胶圆环运动一周的时间T 内,通过这个截面的电荷量为Q ,则有I =q t =Q T ,又T =2πω,所以I =Q ω2π,可知,电流的大小只与Q 和ω有关,A 、B 正确,C 、D 错误.9.已知电子的电荷量为e ,质量为m ,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?【答案】e22πr2mkmr【解析】截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间T 内,通过这个横截面的电荷量q =e ,则有I =q t =e T①再由库仑力提供向心力,有ke2r2=m 4π2T2·r , 解得T =2πremr k②由①②解得I =e22πr2mkmr.B 组·能力提升10.一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后,通过电阻横截面的电荷量q 随时间变化的图像如图所示,此图像的斜率可表示为( )A .UB .RC .U RD .1R【答案】C 【解析】此图线的斜率表示电流,即I =q t ,又由欧姆定律知I =UR ,C 正确.11.铜的摩尔质量为m ,密度为ρ,每摩尔铜原子有n 个自由电子,今有一根横截面积为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cB .I neSC .ρIneSmD .mIneS ρ【答案】D 【解析】假设电子定向移动的速率为v ,那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数,而体积为vtS 的铜的质量为vtS ρ,摩尔数为vtS ρm ,所以电荷量q =vtS ρne m ,因电流I =q t =vS ρne m ,于是得到v =mI neS ρ.12.(多选)如图所示的电解池接入电路后,在t 秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S ,有n2个一价负离子通过溶液内某截面S ,设e 为元电荷,以下说法正确的是( )A .电流方向从A →B B .当n1>n2时,电流为I =()n1-n2etC .当n1<n2时,电流为I =()n2-n1etD .无论n1、n2大小如何,电流都为I =()n1+n2et【答案】AD 【解析】根据题意可以知道,流过溶液截面上的电量q =(n1+n2)e ,则电流I =(n2+n1)et ,方向与正电荷的定向移动方向相同,故由A 到B .故A 、D 正确,B 、C 错误.。
11.1 电源和电流考点精讲考点1:对电源的理解1.电源的作用(1)从电荷转移的角度看,电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。
(2)从能量转化的角度看,搬运电荷的过程是非静电力做功的过程,从而将其他形式的能转化为电能。
2.电流(1)电流的形成。
①形成原因:电荷的定向移动。
①形成条件:导体两端有电压。
①电路中产生持续电流的条件:电路中有电源且电路闭合。
(2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
3.形成电流的三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子,其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子,液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子,气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
【例1】(2020-2021学年江苏省南通中学高一(下)期末)关于电源和电流,下述说法正确的是( ) A.电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压B.由公式URI可知,导体的电阻与通过它的电流成反比C.从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能D.打开教室开关,日光灯立刻就亮了,表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速【技巧与方法】有电源不一定得到持续的电流,要得到持续的电流需要同时满足两个条件:(1)电路中有电源。
(2)电路还必须是闭合的,即必须用导体将电源连接起来。
【针对训练】【变式1】(2020-2021学年佳木斯第一中学高二(上)期中)关于电源和电流,下列说法正确的是() A.电流是矢量,规定正电荷定向运动的方向为电流的方向B.电源电动势,等于非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极所做的功C .电源是将其它形式的能转化为电能的装置D .电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差【变式2】(2020-2021学年郑州市铁六中高二期中)下列关于电流方向的说法中正确的是( )A .电荷的定向移动方向即为电流的方向B .电流的方向总是从电源的正极流向负极C .电流既有大小,又有方向,是一个矢量D .在电源内部,电流从负极流向正极【变式3】如图所示,两个带绝缘柄的金属球A 、B ,A 带负电,B 不带电,用导体棒连接A 、B 的瞬间,下列说法中错误的是( )A .有瞬时电流形成,方向由A 到BB .A 、B 两端的电势不相等C .导体棒内的电场强度不等于0D .导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动考点2:电流大小的计算1.金属导体中电流的计算金属导体中的自由电荷只有自由电子,运用I =q t计算时,q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
课后训练1.关于电流,以下说法正确的是A .通过截面的电荷数量就是电流的大小B .电流的方向就是电荷定向移动的方向C .在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流D .导体两端没有电压就不能形成电流 2.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 3.关于导线中的电场,下列说法正确的是 A .导线内的电场线可以与导线相交B .导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果C .导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态D .导线中的电场是静电场的一种4.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Q 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5.在显像管的电子枪中,从炽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。
已知电子的电荷量为e 、质量为m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是A.eUmeSl I 2∆ B.eUme l I 2∆ C.eU m eS I 2 D.eUme l IS 2∆6.银导线的横截面积为S ,通一大小为I 的电流,设银的密度为ρ,摩尔质量为M ,阿伏加德罗常数为N A 。
若每个银原子可以提供一个自由电子,则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n =______。
7.电子绕核运动可等效为一环形电流。
设氢原子中的电子沿半径为r 的圆形轨道运动,已知电子的质量为m ,电子的电荷量为e ,则其等效电流的大小等于______。
11.1 电源和电流一、电源1.关于电源的作用,下列说法不正确的是()A.为电流提供自由电子B.使导体中形成电场C.保持导体两端的电压D.使自由电荷定向移动起来解析:选A 电源是提供电能的装置,电源是将其他形式的能转换为电能的装置,它可以使导体中始终存在一定的电场,并使两端保持一定的电压,从而使导体中的电子运动起来形成电流,故B、C、D正确,A错误。
2.关于导线中的电场,下列说法正确的是()A.导线内的电场线可以与导线相交B.导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C.导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态D.导线中的电场是静电场的一种解析:选B 导线内的电场线与导线是平行的,故A错;导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的,故B对;导线内电场不为零,不是静电平衡状态,导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种,故C、D错。
3、关于电源,下列说法正确的是()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解析:选C 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,选项C正确.4、下列对通有恒定电流的导体中的电场的叙述正确的是()A.导体中电场线的方向与导体表面垂直B.导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的C.导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的D.导体内部的场强处处为零解析:选C通电导体内的电场线的方向与导体表面是平行的,选项A错误;导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的,选项B错误,C正确;导体内部的电场的场强不为零,是恒定电场,选项D错误.5、(多选)下列关于电源的说法正确的是()A.电源是使电路中有持续电流的装置B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极,从而保持两极之间有稳定的电势差C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量解析:选AB电源是使电路中有持续电流的装置,故选项A正确;电源是把内部的正电荷从负极不断地搬运到正极,或者把电子由正极不断地搬运到负极,从而保持两极间有稳定的电势差,故选项B 正确;只有在有电源的闭合回路中才能形成电流,故选项C 错误;电源是提供电能的装置,不需要外界提供能量,故选项D 错误.6、如图所示,两个带绝缘柄的金属球A 、B ,A 带负电,B 不带电,用导体棒连接A 、B 的瞬间,下列说法中错误的是( )A .有瞬时电流形成,方向由A 到B B .A 、B 两端的电势不相等C .导体棒内的电场强度不等于0D .导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动解析:选A A 、B 两个金属球,由于A 带负电,在A 金属球周围存在指向A 的电场,故B 球所在处的电势应高于A 球所在处的电势。
电源和电流(建议用时:40分钟)◎题组一对电源的理解1.现代生活离不开电源,电子表、照相机、手机、计算器及许多电子产品都需要配备各式各样的电源。
关于电源,以下说法正确的是( )A.电源的作用是在电源内部把自由电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源内部电流的方向是从低电势一端流向高电势一端C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量B[电源能把正极上的电子搬运到负极,从而保持两极间稳定的电势差,故A错误;在闭合电路中,电流的方向:电源外部由正极流向负极,电源内部由负极流向正极,则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,内部电流的方向是从低电势一端流向高电势一端,故B正确;有电源和闭合回路才能形成电流,故C错误;电源是提供电能的装置,不再需要外界提供能量,故D错误。
]2.下列有关电源的电路中,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,导体内部的场强为零,而导体外部的场强不为零,所以导体内部的电场不是稳定的C.因为导体处于电源的电场中,所以导体内部的场强处处为零D.导线内部的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导体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D[导线内部的电场是电源和导线堆积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(内部场强处处为零),而是场强大小恒定,方向与导线切线一致,是一种动态的平衡,故A错误,D正确;在静电平衡时,导体内部电场是稳定的,故B错误;在导体内部出现感应电荷的电场,该电场与点电荷的电场叠加后为零时,导体内部的场强处处为零,故C错误。
]◎题组二对电流的理解3.关于电流,下列说法正确的是( )A.导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B.同种材料制成的两个金属导体都通电,则电流大的那个导体内自由电荷定向移动速率大C .由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动的速率大得多,故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多D .电荷做无规则热运动不形成电流D [电流是自由电荷定向移动形成的,导体内的自由电子时刻都在做无规则的热运动,A 错误;由电流的微观表达式I =nqSv 可知,同种材料制成的导体,电流大小不单是由自由电荷定向移动速率决定的,B 错误;无规则的热运动不会形成电流,只有电荷定向移动才会形成电流,C 错误,D 正确。
第二章恒定电流1 电和电流A级抓基础1.以下说法正确的是( )A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率.导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越大D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,电流越大答案:D2.以下说法正确的是( )A.只要有可以自由移动的电荷,就存在持续电流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.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答案:B3.关于电流,下列说法中正确的是( )A.通过导线横截面的电量越多,电流越大B.电子运动的速率越大,电流越大.单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量答案:4.某导线中的电流是75×10-3 A,则通过导线横截面的电荷量为15 所需要的时间为( )A.20×104B.20×106.20×105D.20×103答案:D5.有一个电子射线管(阴极射线管),当从阴极射出的电子形成的电流为56 μA时,每秒从阴极发射出的电子目为多少(已知=160×10-19 )?解析:由I=56×10-6 A,所以每秒阴极射出电子的总电荷量Q=I=56×10-6,则电子N=35×1013B级提能力6(多选)如图所示,将左边的铜导线与右边的铝导线连接起,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相等,那么,通过这两个截面的( )A.电流相等B.电流不相等.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解析:由电流定义知I=错误!未定义书签。
,故选项A正确,选项B错误;由电流的微观表达式I=Sqv知,I、、q均相等,因为S A<S B,所以v A>v B,故选项错误,选项D正确.答案:AD7如图所示,一根横截面积为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率为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错误!未定义书签。
高中物理必修第三册课时同步检测—电源和电流(含解析)一、单选题1.关于电流,下列说法正确的是()A.金属导体中自由电子定向移动速率增大时,电流变大B.电流既有大小又有方向,所以是矢量C.通过导体横截面积的电荷量越多,导体中电流就越大D.电流的方向就是正电荷定向移动的方向【答案】A【解析】A.根据I=nqvS可知,金属导体中自由电子定向移动速率增大时,电流变大,故A 正确;B.电流有方向,但其运算不符合平行四边形定则,故为标量,故B错误;C.根据电流的定义=qIt可知,故电流大小取决于电量与时间的比值,电量多,但如果用时很长,则电流较小,故C错误;D.电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,故D错误。
故选A。
2.半径为R的均匀带电圆环,横截面积为S,所带电荷量为Q,现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流为()A.QSωB.2QSωπC.2QRωπD.2Qωπ【答案】D【解析】环转动一周的时间为2t πω=一周内通过某一截面的电量为Q ,则电流为2q Q I t ωπ== 故选D 。
3.关于电流,下列说法正确的是( ) A .通过导线横截面的电荷量越多,电流越大 B .电子运动的速率越大,电流越大 C .因为电流有方向,所以电流是矢量 D .在国际单位制中,电流的单位是安培 【答案】D【解析】A .电流的大小取决于电量与时间的比值;电荷量多可能时间长导致的;故A 错误; B .由I =nevs 可知,电流不但与电子定向一定的速率有关,还与n 以及s 有关,所以电子定向移动速率越大,电流不一定越大;故B 错误;C .电流有方向,但电流的不能按平行四边形规则进行运算,故电流是标量;故C 错误;D .在国际单位制中,电流的单位是安培,符号是A ;故D 正确。
故选D 。
4.下列说法中正确的是( ) A .导体中正电荷的运动就形成了电流 B .在国际单位制中,电流的单位是安培 C .电流有方向,它是一个矢量D .任何一个物体,只要其两端电压不为零,就有电流存在 【答案】B【解析】A .导体中只有产生电荷的定向移动才能形成电流,故A 错误; B .在国际单位制中,电流的单位是安培,符号是A ,故B 正确;C .电流有方向,但电流的计算不能用平行四边形定则,故是标量,故C 错误;D .任何导体,只要其两端电势差不为零,根据公式=UI R可知就有电流存在,故D 错误。
高中物理-电源和电流专题强化训练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.示波器是电子技术实验测量中常用的仪器,若示波器中显象管的电子枪在2s内发射6×1013个电子,则示波管中电流强度大小为()A.4.8×10-6A B.3×10-3AC.9.6×10-6A D.3×10-6A2.下列属于矢量的物理量是()A.电势B.电场强度C.重力势能D.电流3.下列说法中正确的有()A.元电荷就是最小电量的点电荷B.电场线就是电荷静止释放后电荷运动的轨迹C.电流强度有方向,它是一个矢量D.电场是电荷周围空间实际存在的物质4.下列说法正确的是()A.如果没有电压导体中的电荷是静止的B.在国际单位制中,电流的单位是AC.电流有方向,他是一个矢量D.任何物体,只要其两端电势差不为0,就有电流存在5.下列物理量属于矢量的是()A.时间B.电流C.速率D.电场强度6.关于电流强度的概念,下列叙述正确的是()A.因为电流有方向,所以电流强度是矢量B.电流强度越大,通过导线横截面的电荷量越多C.电子定向移动的平均速率越大,电流强度一定越大D.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,电流强度一定越大7.下列说法中正确的是()A.导体中只要电荷运动就形成电流B.在国际单位制中,电流的基本单位是mAC.电流有方向,它是一个矢量D.闭合回路下任何导体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在8.一段粗细均匀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,铜导线内的每个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v 0,导线中通过的电流为I 。
则下列说法正确的是( )A .自由电子定向移动的速率为v 0B .自由电子定向移动的速率为I v 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I v ne =9.下列说法中正确的是( )A .导体中的电流是正电荷定向移动形成的B .电荷定向移动的速率等于电流的传递速率C .单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D .在导体中,只要自由电子在运动,就一定会形成电流10.地球表面附近存在一竖直向下的电场,晴天时在电场作用下,大气中的正离子向下运动、负离子向上运动,由此形成的微弱电流称为地空电流。
这电流是稳恒的,不随高度变化,全球地空电流的总电流强度为1800A 。
假设正、负离子带电量均为191.610C -⨯,则1s 时间内穿过以地心为球心半径略大于地球半径的球壳的电荷个数约为( )A .182.010⨯个B .201.810⨯个C .221.110⨯个D .231.610⨯个 二、多选题11.下列关于电流的说法正确是的A .电荷定向移动形成电流B .电荷定向移动的方向就是电流方向C .只要导体两端存在电压,电路中就有电流D .电流的国际单位是安培12.截面积为S 的导线中通有电流I ,已知导线每单位体积中有n 个自由电子,每个自由电子的电荷量是e ,自由电子定向移动的速率是v ,则在时间t ∆内通过导线截面的自由电子数是( )A .nS t ∆vB .nv t ∆C .I t e ∆D .I t Se∆ 13.下列说法正确的是( )A .电路中的电流越大,表示通过的导体横截面的电荷量越多B .如果在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 .导体中有电流通过时,电子定向移动速率很小D .在金属导体中,自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动14.甲、乙为同种材料做成的两柱状导体,横截面积之比为1∶2,长度之比为2∶1。
相同时间内,通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2,则甲、乙两导体中( )A .电流之比为1∶2B .电流之比为1∶1C .自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1D .自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶215.如图所示,电解池内有一价的电解液,t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1,负离子数是n 2,设元电荷为e ,则以下解释中正确的是( )A .正离子定向移动形成的电流方向是从A →B ,负离子定向移动形成的电流方向是B →AB .溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同C .溶液内电流方向从A 到B ,电流I =1n e t D .溶液中电流方向从A 到B ,电流I =12()n n e t三、填空题16.一个元电荷的电荷量是___C ,若电子手表的工作电流是20μA ,则在一分钟内通过导体横截面的电子有____个。
17.恒定电流(1)恒定电场a.定义:由___________所产生的稳定的电场。
b.形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由___________、___________等电路元件所积累的电荷共同形成的。
c.特点:任何位置的___________和___________都不随时间变化,其基本性质与静电场相同。
(2)恒定电流a.定义:___________都不随时间变化的电流称为恒定电流,电流的强弱程度用___________这个物理量表示。
b.公式:qIt,其中:I表示电流,q表示在时间t内通过导体横截面的___________c.单位:___________,简称___________,符号是___________;常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。
1 A=___________ mA;1 A=___________ μA。
18.由于电场力的作用,导体内的自由电荷发生______(选填“热运动”或“定向移动”),从而形成电流。
电流强度I的定义式是______。
19.在以下物理量中,属于矢量的是____________(填序号)∶静电力∶电场强度∶电势∶电势能∶电流20.金属导体内部,10s内通过导体横截面的电荷量为10C,则导体中的电流是_____,通过导体横截面的电子的数目是______。
21.如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,其中Na+水平向右移动.若测得4s内分别有1.0×1018个Na+和Cl﹣通过溶液内部的横截面M,那么溶液中的电流方向_____,大小为_____(e=1.6×10﹣19c)22.某电解池,如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是多少_____A?23.如图是一种手机电池的标签,在标签中的容量“1100mA·h”所表示的是物理学中的_________(填“电流”、“电功率”或“电荷量”),如果该电池充满电后连续使用,工作电流保持为0.05A,请问该电池能使用________h。
24.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。
当环中电子以光速的110的速度顺时针流动而形成的电流是10mA时,则环中电流方向为___________(填“顺时针”或“逆时针”);环中运行的电子数目为___________个。
25.在氢原子模型中,电子绕核的运动可视为一个环型电流。
设氢原子中电子沿半径为r的圆形轨道上运动,已知电子的质量为m,电子的电量为e,则其等效电流的电流强度等于________。
四、实验题26.如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置.电源输出电压恒为8V,S 是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器.(1)当开关S接_______时(选填“1”或“2”)平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时________(选填“相同”或“相反”),此过程中电容器的电容将__________(选填“增大”或“减小”或“不变”).(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如乙图所示,由图可算出电容器的电容为_________F(计算结果保留两位有效数字).27.如图所示,甲是一种测量电容的实验电路图,实验是通过高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电至电压为U时所带电荷量Q,从而再求出待测容器的电容C.某同学在一次实验时的情况如下:a.按如图甲所示电路图接好电路;b.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是I0=45μA,电压表的示数U0=8.0V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;c.断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测读一次电流I的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标),结果如图中小黑点所示.∶在图乙中画出i-t图线______;∶图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是______;∶该电容器电容为C=______F(结果保留两位有效数字);∶若某同学实验时把电压表接在E、D两端,则电容的测量值比它的真实值______(填“大”、“小”或“相等”).五、解答题28.现有一铜导线,横截面积为21mm。
若通过该铜导线的电流为2.4A,单位体积内的自由电子数为283⨯求自由电子定向移动的平均速率。
8.410m-29.一太阳能电池为一家用电器供电时,电流为40mA,求在10s内通过该家用电器的电荷量。
30.李老师刚买了一个手机,该手机电池的额定容量为1200mAh,额定电压为3.7.V用了一段时间后,他发现手机的待机时间为10天,请你分析一下,该手机待机状态下的电流是多大?参考答案:1.A【解析】【详解】试题分析:电流强度的大小为:13196 610 1.6104.810A2qI At--⨯⨯⨯===⨯考点:电流强度的定义式.点评:解决本题的关键掌握电流强度的定义式:qIt =.2.B【解析】【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量,而标量只有大小没有方向,ACD.电势、重力势能、电流都只有大小没有方向,故为标量,ACD错误;B.电场强度既有大小又有方向,为矢量,B正确。
故选B。
3.D【解析】【详解】元电荷是带电量的最小值,不是最小电量的点电荷,故A错误;电场线上某点的切线方向即为电场强度的方向,若是正电荷,电场力方向与电场强度方向相同,而电荷运动的轨迹在电场线上,电场线必须是直线,故B错误;电流有方向,但电流的运算满足代数法则,而矢量的运算满足平行四边形定则,故电流是标量,故C错误;电场是实际存在的一种物质,故D正确.故选D.【点睛】解决本题的关键知道电场是实际存在的一种物质,看不见也摸不着.为了形象地描述电场引入电场线,电场线不存在,特别注意电场线不是电荷运动轨迹.点电荷实际不存在,是理想化的,就像质点一样.自身大小对研究的问题没有影响时,就可看成点电荷.4.B【解析】【详解】试题分析:如果没有电压导体中的电荷是自由移动的,选项A错误;在国际单位制中,电流的单位是A,选项B正确;电流有方向,但它是一个标量,选项C错误;对导体而言,如果其两端电势差不为0,就有电流存在,选项D错误;故选B.考点:电流【名师点睛】本题考查电路有持续电流的原因,有电源、电路是通路.两个原因缺一不可,电流是标量,但有方向;相对比较简单,属于基础题.5.D【解析】【详解】时间和速率都是只有大小无方向的物理量,是标量;电流虽有大小和方向,但是电流的合成不遵循平行四边形定则,则电流是标量;只有电场强度既有大小又有方向,是矢量。