高中人教版物理選修3-1課時分層作業(yè)2-1電源和電流

課時分層作業(yè)十電源和電流(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分)1.關(guān)于電流強度,下列說法中正確的是 ()A.導(dǎo)體中的電流強度越大,表示通過其橫截面的電荷量越多B.在相同時間內(nèi),通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中電流強度就越小C.通電時間越短,電流強度越大D.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中電流強度越大【解析】選D。根據(jù)電流強度的定義:I=QUOTE,即電流強度等于單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體橫截面的電荷量,與通電的時間無關(guān),所以A、B、C不符合題意。電流的大小等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量大小,電流越大,單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)越多。2.如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷,每米電荷量為q,當此棒沿軸線方向做速率為v的勻速直線運動時,由于棒運動而形成的等效電流大小為 ()A.vqB.QUOTEC.qvSD.QUOTE【解析】選A。在運動方向假設(shè)有一截面,在t時間內(nèi)通過截面的電量Q=vt·q。等效電流I=QUOTE=vq,故A項正確。3.安培提出了著名的分子電流假說,根據(jù)這一假說,電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電量為e的電子以速率v繞原子核沿順時針方向做半徑為r的勻速圓周運動,關(guān)于該環(huán)形電流的說法,正確的是 ()A.電流強度為QUOTE,電流方向為順時針B.電流強度為QUOTE,電流方向為順時針C.電流強度為QUOTE,電流方向為逆時針D.電流強度為QUOTE,電流方向為逆時針【解析】選C。電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流,電子運動周期為T=QUOTE,根據(jù)電流的定義式得:電流強度為I=QUOTE=QUOTE=QUOTE。因為電子帶負電,所以電流方向與電子定向移動方向相反,即沿逆時針方向,所以C正確。4.如圖所示的電解槽接入電路后,在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S,有n2個1價負離子通過溶液內(nèi)截面S,設(shè)e為基元電荷,以下說法正確的是()A.當n1=n2時電流強度為零B.當n1>n2時,電流方向從A→B,電流強度為I=QUOTEC.當n1<n2時,電流方向從B→A,電流強度I=QUOTED.電流方向從A→B,電流強度I=QUOTE【解析】選D。本題考查電流方向和電流強度的定義式I=QUOTE,電荷的定向移動形成電流,金屬導(dǎo)體中定向移動的是帶負電的自由電子,這時電流的方向與自由電子定向移動方向相反,在電解液導(dǎo)電時,定向移動的電荷有正離子和負離子,它們同時向相反方向移動形成電流,所以,電流強度應(yīng)該是I=QUOTE,電流方向應(yīng)是從A→B。5.在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場,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時,一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是 ()A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.QUOTE【解析】選B。設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n,對電子加速過程應(yīng)用動能定理:eU=QUOTEmv2,所以電子剛出電場時定向移動速度v=QUOTE由電流的微觀表達式I=nSqv得:n=QUOTE=QUOTE,Δl內(nèi)的電子數(shù)為:N=n·ΔlS=QUOTE,故B正確。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)6.(10分)已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動,則電子運動形成的等效電流大小為多少?【解析】取電子運動軌道的任一截面,在電子運動一周的時間T內(nèi),通過這個截面的電荷量q=e,則有:I=QUOTE=QUOTE再由庫侖力提供向心力有:kQUOTE=mQUOTE·r得T=QUOTE解得I=QUOTE。答案:QUOTE7.(10分)如圖是靜電除塵器示意圖,A接高壓電源的正極,B接高壓電源的負極,AB之間有很強的電場,空氣被電離為電子和正離子,電子奔向正極A的過程中,遇到煙氣的煤粉,使煤粉帶負電荷,吸附到正極A上,排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附mmol電子,每晝夜能除塵nkg,計算高壓電源的電流強度I。(電子電荷量設(shè)為e,阿伏加德羅常數(shù)為NA,一晝夜時間為t)【解析】根據(jù)電流的計算式I=QUOTE可知,只要求出通過電源的電荷量即可求出高壓電源的電流;由于空氣電離后空氣中的正離子和電子都可以移動,兩者產(chǎn)生的電流方向相同,所以流向電源的電荷量Q是煤粉吸附的負電荷電荷量Q′的兩倍;煤粉吸附的電荷量Q′=mnNAe,Q′=QUOTEQ,I=QUOTE,聯(lián)立即可解得電流大小I=QUOTE。答案:QUOTE(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.關(guān)于電流的說法中正確的是 ()A.根據(jù)I=QUOTE可知I與q成正比B.如果在兩段相等的時間內(nèi)通過導(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”是國際單位制中的基本單位【解析】選D。依據(jù)電流的定義式可知,電流與q、t皆無關(guān),顯然選項A是錯誤的;在任何相等的時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量相等,電流才是恒定電流,所以,選項B也是錯誤的;電流是標量,故選項C也不對。2.(2019·安慶高二檢測)關(guān)于電源和電流,下列說法中正確的是 ()A.電流是由大量電荷的無規(guī)則運動形成的B.電路中只要有電源,就一定會有電流C.在電源外部,電流從電源的正極流向負極D.電流的方向總是從電源的正極流向負極【解析】選C。電荷的定向移動形成電流,電荷的無規(guī)則運動不會形成電流,故A錯誤;電路中有電源,如果電路沒有閉合,則電路中沒有電流,故B錯誤;在電源外部,電流由電源正極流向電源負極,故C正確;在電源的內(nèi)部,電流由電源的負極流向正極,故D錯誤。故選C。3.我國北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為240m的近似圓形軌道。當環(huán)中的電流是10mA時(已知電子的速度是3×107m/s,電荷量為A.105 B.108 C.1011 【解析】選C。電子運動一周用的時間為t=QUOTE=QUOTEs=8×106s,而電流表達式為I=QUOTE,則總電荷量為Q=It=0.01×8×10-6C=8×10-8C,在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為n=QUOTE=QUOTE個=5×1011個,數(shù)量級為1011。故選C。4.(多選)半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有()A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B.若電荷量不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,電流將變大D.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,電流將變小【解析】選A、B。截取圓環(huán)的任一截面S,則在橡膠環(huán)運動一周的時間內(nèi)通過這個截面的電荷量為Q,即I=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE,由上式可知,A、B正確。5.(多選)充電寶是當今流行的移動充電電源,人們可以隨時隨地給充電。如圖為某容量為12000mA·h的充電寶,下列說法正確的是 ()A.該充電寶儲存的電荷量為43200B.該充電寶能給充電12000hC.該充電寶充電的電流大小為12000mAD.若通話時平均電流為200mA,則該充電寶能支持通話最長可達60h【解析】選A、D。根據(jù)公式:q=It=12000×103×3600C=43200C,12000mA·h是充電寶的容量,不知道充電寶給充電時的電流,所以不能判斷出充電的時間,故B錯誤;12000mA·h是充電寶的容量,不表示該充電寶充電的電流大小為12000mA,故C錯誤;若通話時平均電流為200mA,則該充電寶能支持通話最長時間為:t′=QUOTE=QUOTEs=216000s=60h,故D正確。6.在彩色電視機的顯像管中,從電子槍射出的電子在加速電壓U的作用下被加速,且形成電流強度為I的平均電流。若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收,在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為 ()A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE【解析】選B。在任何相等時間里,電子流動通過的任一橫截面的電荷量是相等的,熒光屏是最后的一個橫截面,故t時間里通過該橫截面的電荷量為:Q=It,可得t時間里打在熒光屏上的電子數(shù)目為n=QUOTE=QUOTE。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)7.(10分)(2019·宜春高二檢測)導(dǎo)線中的電流是10-8A,導(dǎo)線的橫截面積為1mm(1)在1s內(nèi),有多少個電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e=1.6×10-19C(2)自由電子的平均移動速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.5×1028個自由電子)?(3)自由電子沿導(dǎo)線移動1cm,【解析】(1)N=QUOTE=QUOTE=QUOTE個=6.25×1010個。(2)由公式I=neSv得v=QUOTE=QUOTEm/s≈7.4×10-13m(3)由v=QUOTE得t=QUOTE=QUOTEs≈1.35×1010s。答案:(1)6.25×1010個(2)7.4×10-13(3)1.35×1010