高中物理人教版1第二章恒定電流第1節(jié)電源和電流 省賽獲獎(jiǎng)

&科&網(wǎng)]選修3-1第二章第一節(jié)《電源和電流》課后鞏固提升（40分鐘）1．有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，乙是甲的2倍，以下說(shuō)法中，正確的是()A．甲、乙兩導(dǎo)體的電流強(qiáng)度相同B．乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍C．乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速度是甲導(dǎo)體的2倍D．甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速度大小相等2．關(guān)于電流的說(shuō)法中正確的是()A．根據(jù)I＝eq\f(q,t)，可知I與q成正比B．如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量相等，則導(dǎo)體中的電流是恒定電流C．電流有方向，電流是矢量D．電流的單位“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位3.以下說(shuō)法正確的是()A.只要有可以自由移動(dòng)的電荷,就能存在持續(xù)電流B.金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)作用下形成的C.電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率D.在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí),它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了4．關(guān)于導(dǎo)線中的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線可以與導(dǎo)線相交B．導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)E是由電源電場(chǎng)E0和導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷形成的電場(chǎng)E′疊加的結(jié)果C．導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷分布是穩(wěn)定的，故導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài)D．導(dǎo)線中的電場(chǎng)是靜電場(chǎng)的一種5．如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線與右邊的鋁導(dǎo)線連接起來(lái)，已知鋁導(dǎo)線的橫截面積是銅導(dǎo)線橫截面積的兩倍，在銅導(dǎo)線上取一個(gè)截面A，在鋁導(dǎo)線上取一個(gè)截面B，若在1秒內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等，那么，通過(guò)這兩個(gè)截面的()A．電流相等B．電流不相等C．自由電子定向移動(dòng)的速率相等D．自由電子定向移動(dòng)的速率不相等6.有一橫截面積為s的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為I；設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電量為e，此電子的定向移動(dòng)速率為v，在Δt時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為()A.nvsΔtB.nvΔtC.IΔt/eD.IΔt/se#X#77.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S，電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)是()A.B.C.D.8.某電解池中，若在2s內(nèi)各有×1019個(gè)二價(jià)正離子和×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是（）A.0B.AC.AD.A9．某品牌手機(jī)在待機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，通過(guò)的電流是4微安，則該手機(jī)待機(jī)一天時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量是多少？通過(guò)的自由電子個(gè)數(shù)是多少？10.在某次閃電中，持續(xù)時(shí)間為s所形成的平均電流為×104A，若閃電過(guò)程中產(chǎn)生的電荷以的電流通過(guò)電燈，試求可供電燈照明的時(shí)間。11．一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m，橫截面積S＝1×10－3m2的銅棒，兩端電勢(shì)差為U＝×10－2V，銅棒的電阻R＝2×10－5Ω，銅內(nèi)自由電子的密度為n＝×1029個(gè)·m－(1)通過(guò)銅棒的電流；(2)銅棒內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度；(3)自由電子定向移動(dòng)速率．12.夏季某日午后，某地區(qū)距地面約1km的空中有兩塊烏云，相距3km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢(shì)差能保持約為3×109V不變。已知空氣的電場(chǎng)擊穿場(chǎng)強(qiáng)為3×106V/m。請(qǐng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行估算。(1)當(dāng)兩塊烏云相距多少米時(shí)會(huì)發(fā)生電閃雷鳴？(2)當(dāng)電閃雷鳴時(shí)，若兩塊烏云之間通過(guò)的電量為500C，可釋放多少能量？(3)這次放電現(xiàn)象歷時(shí)約，則其平均電流約為多大？參考答案解析：由于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)乙橫截面的電量是甲的2倍，因此通過(guò)乙導(dǎo)體的電流是甲的2倍，故A錯(cuò)而B(niǎo)正確．由于I＝nqSv(n單位體積中的自由電荷數(shù)，q自由電荷的電量，S橫截面積，v定向移動(dòng)速率)，所以v＝eq\f(I,nqS)，由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)(n、q不知道)，所以無(wú)法判斷．解析：依據(jù)電流的定義式可知，電流與q、t皆無(wú)關(guān)，顯然選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的；雖然電流是標(biāo)量，但是卻有方向，因此在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量雖然相等，方向變化，電流也不是恒定電流，所以，選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的．電流是標(biāo)量，故選項(xiàng)C也不對(duì)．3.B解析:要有持續(xù)電流必須有持續(xù)的電壓,A不對(duì);導(dǎo)體中形成電流的原因是導(dǎo)體兩端加上電壓,于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場(chǎng),導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將在靜電力作用下定向移動(dòng),形成電流,B正確;電流的傳導(dǎo)速度等于真空中的光速,電子定向移動(dòng)的速率很小,C不對(duì);在形成電流時(shí)自由電子定向移動(dòng),但是熱運(yùn)動(dòng)并沒(méi)有消失,其實(shí)電子仍然做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),D不對(duì)。4.B解析：導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線與導(dǎo)線是平行的故A錯(cuò)，導(dǎo)線中的電場(chǎng)是電源電場(chǎng)和導(dǎo)線側(cè)面的堆積電荷形成的電場(chǎng)疊加而成的，故B對(duì)，導(dǎo)線內(nèi)電場(chǎng)不為零，不是靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)線中的電場(chǎng)是恒定電場(chǎng)，并非靜電場(chǎng)的一種．故C、D錯(cuò)．5.AD解析：由電流定義知I＝eq\f(q,t)，A正確，B錯(cuò)誤。由電流的微觀表達(dá)式I＝nSqv知，I、n、q均相等，因?yàn)镾A<SB，所以vA>vB，故C錯(cuò)誤，D正確。6.AC解析:因?yàn)镮=q/Δt，所以q=I·Δt自由電子數(shù)目為：N=q/e=IΔt/e，則選項(xiàng)C正確。又因?yàn)殡娏鲝?qiáng)度的微觀表達(dá)式為I=nev·s，所以自由電子數(shù)目為N=q/e=IΔt/e=nevsΔt/e=nvsΔt則選項(xiàng)A正確。解析:設(shè)加速后電子的速度為v，則.又，n為單位體積內(nèi)電子的數(shù)目，故Δl長(zhǎng)內(nèi)的電子數(shù)目：.8.D解析:電荷的定向移動(dòng)形成電流，但“+”“一”電荷同時(shí)向相反方向定向移動(dòng)時(shí)，通過(guò)某截面的電量應(yīng)是兩者絕對(duì)值的和。故由題意可知，電流由正、負(fù)離子定向運(yùn)動(dòng)形成，則在2s內(nèi)通過(guò)截面的總電量應(yīng)為：q=×10-19×2××1019C+×10-19×1××1019C=。根據(jù)電流的定義式得：I=q/t=2=9.×1018個(gè)解析：通過(guò)的電量為：q＝It＝4×10－6×24×3600C＝通過(guò)的電子數(shù)為：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(4×10－6×24×3600C,×10－19C)＝×1018個(gè)10.6×103s解析:由于總的電荷量不變，設(shè)供電時(shí)間為t，則有：××104=，解得t=6×103s11.(1)×103A(2)×10－2V/m(3)2×10－解析：(1)I＝eq\f(U,R)＝×103A(2)E＝eq\f(U,d)＝×10－2V/m(3)V＝eq\f(I,neS)＝eq\f×103,×1029××10－19×10－3)m/s＝2×10－5m/s12.答案：(1)1000m(2)×