高二物理同步訓(xùn)練《電源和電流》（新人教版選修）

PAGEPAGE3高二物理同步訓(xùn)練試題解析一、選擇題1．關(guān)于電源的作用，下列說(shuō)法正確的是()A．電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷B．電源的作用是能直接釋放出電能C．電源的作用就是能保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流D．電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)解析：選C.電源并不是產(chǎn)生電荷的裝置，它的作用是保持導(dǎo)體兩端有一定的電勢(shì)差，從而使電路中有持續(xù)的電流產(chǎn)生，故只有C正確．2．金屬導(dǎo)體中有電流時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的速率為v1，電子熱運(yùn)動(dòng)速率為v2，電流的傳導(dǎo)速率為v3，則()A．v1最大 B．v2最大C．v3最大 D．無(wú)法確定解析：選C.電場(chǎng)傳播的速率(或電流的傳導(dǎo)速率)等于光速，而電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，常溫下數(shù)量級(jí)為105m/s，自由電子定向移動(dòng)的速率數(shù)量級(jí)一般為10－3．在示波管中，電子槍2s內(nèi)發(fā)射了6×1013個(gè)電子，則示波管中電流的大小為()A．4.8×10－6A B．3×10－C．9.6×10－6A D．3×10－6解析：選A.I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,2)A＝4.8×10－6A4．有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(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)體橫截面的電荷量，乙是甲的兩倍，以下說(shuō)法中正確的是()A．甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B．乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍C．乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的兩倍D．甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相等解析：選B.由I＝eq\f(q,t)知A錯(cuò)B對(duì)；由I＝nqSv得：v甲＝eq\f(1,4)v乙，所以C、D錯(cuò)．5．北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是長(zhǎng)為240m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中的電流為10mA時(shí)，若電子的速率為十分之一光速，則在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為()A．5.0×1011 B．5×1019C．1.0×1013 D．1.0×103解析：選A.電子運(yùn)動(dòng)一周所需要的時(shí)間：t＝eq\f(240,\f(1,10)×3×108)s＝8×10－6s在圓形軌道上任取一橫截面，則在t時(shí)間內(nèi)整個(gè)環(huán)中的電子剛好都通過(guò)該截面，故環(huán)中具有電子的電量為：q＝It＝8×10－6×10×10－3C＝8×10－環(huán)中具有電子數(shù)N＝eq\f(q,e)＝eq\f(8×10－8,1.6×10－19)個(gè)＝5×1011個(gè)．故A對(duì)．6．如圖2－1－3所示，一根橫截面積為S的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷，每米電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速率為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為()圖2－1－3A．vq B.eq\f(q,v)C．qvS D．qv/S解析：選A.在運(yùn)動(dòng)方向假設(shè)有一截面，在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)截面的電量Q＝vt·q.等效電流I＝eq\f(Q,t)＝vq，故A項(xiàng)正確．7．如圖2－1－4所示，電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液，ts內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)基元電荷為e，以下解釋中正確的是()圖2－1－4A．正離子定向移動(dòng)形成電流方向從A→B，負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向從B→AB．溶液內(nèi)正負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流抵消C．溶液內(nèi)電流方向從A→B，電流I＝eq\f(n1＋n2e,2t)D．溶液內(nèi)電流方向A→B，電流I＝eq\f(n1＋n2e,t)解析：選D.正離子定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?，?fù)離子定向移動(dòng)方向和電流方向相反，正、負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流不能抵消，故A、B錯(cuò)．由于溶液內(nèi)的電流是正、負(fù)離子共同形成的，故C錯(cuò)，D對(duì)．8．來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一直線加速器加速，形成電流為I的細(xì)柱形質(zhì)子流．已知質(zhì)子源與靶間的距離為d，質(zhì)子電荷量為e，假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)子到達(dá)靶時(shí)的速度為v，則質(zhì)子源與靶間的質(zhì)子數(shù)為()A.eq\f(Id,ev)B.eq\f(2Id,ev)C.eq\f(Id,v)D.eq\f(2Id,v)解析：選B.設(shè)質(zhì)子源與靶間的質(zhì)子數(shù)為n，則I＝eq\f(\f(ne,d),\f(v,2))＝eq\f(nev,2d)，n＝eq\f(2Id,ev).9．銅的原子量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，電子平均定向移動(dòng)的速率為()A．光速cB.eq\f(I,neS)C.eq\f(ρI,neSm)D.eq\f(mI,neSρ)解析：選D.假設(shè)電子定向移動(dòng)的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積vt·S中的自由電子數(shù)，而體積為vtS的銅的質(zhì)量為vtSρ，摩爾數(shù)為eq\f(vtSρ,m)，所以電量q＝eq\f(vtSρne,m).因電流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(vSρen,m)，于是得：v＝eq\f(Im,neSρ).二、計(jì)算題10．(1)在金屬導(dǎo)體中，若10s內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量為10C，則導(dǎo)體中的電流為多少安？(2)某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面的正、負(fù)離子的電荷量均為10C，則電解液中的電流為多少安？解析：(1)10s內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電量是10C，所以I＝eq\f(q,t)＝eq\f(10C,10s)＝1A(2)正電荷形成的電流為I1＝eq\f(10C,10s)＝1A負(fù)電荷形成的電流為I2＝eq\f(10C,10s)＝1A因負(fù)電荷形成的電流方向與其定向移動(dòng)方向相反，所以兩種電荷形成電流方向相同．故電解液中的電流為：I＝I1＋I(xiàn)2＝2A.答案：(1)1A(2)2A11．導(dǎo)線中的電流是1A，導(dǎo)線的橫截面積為1mm2.(1)在1s內(nèi)，有多少個(gè)電子通過(guò)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(dòng)速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.5×1028個(gè)自由電子)?(3)自由電子沿導(dǎo)線移動(dòng)1cm，平均要多少時(shí)間？解析：(1)N＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝eq\f(1×1,1.6×10－19)個(gè)＝6.25×1018個(gè)．(2)由公式I＝neSv.v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(1,8.5×1028×1.6×10－19×10－6)m/s＝7.4×10－5m(3)以這樣的速率沿導(dǎo)線傳播1m需用時(shí)t＝eq\f(1,7.4×10－5)s＝3.8h.答案：(1)6.25×1018(2)7.4×10－5m12．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(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？解析：取電子運(yùn)動(dòng)軌道的任一截面，在電子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間T內(nèi)，通過(guò)這個(gè)截面的電荷量q＝e，則有：I＝