人教版高中物理必修三課時分層作業(yè)10　電源和電流

課時分層作業(yè)(十)電源和電流(時間：40分鐘分值：100分)[合格基礎(chǔ)練]選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分)1．下列有關(guān)電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場強度的說法正確的是()A．導(dǎo)線內(nèi)部的電場就是電源所形成的電場B．在靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部的場強為零，而導(dǎo)體外部的場強不為零，所以導(dǎo)體內(nèi)部的電場不是穩(wěn)定的C．因為導(dǎo)體處于電源的電場中，所以導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零D．導(dǎo)線內(nèi)的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導(dǎo)體內(nèi)的電荷處于平衡狀態(tài)，電荷分布是穩(wěn)定的，電場也是穩(wěn)定的D[導(dǎo)線內(nèi)部的電場是電源和導(dǎo)線堆積電荷所形成的兩部分電場的矢量和，穩(wěn)定后不同于靜電平衡(內(nèi)部場強處處為零)，而是場強大小恒定，方向與導(dǎo)線切線一致，是一種動態(tài)的平衡，故A、B、C錯誤，D正確。]2.如圖所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻地帶有負(fù)電荷，每米電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為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．eq\f(q,v)C．vqSD.eq\f(qv,S)A[經(jīng)過時間t，通過右端橫截面的電荷量Q＝qvt，根據(jù)I＝eq\f(Q,t)得I＝vq，A正確。]3．一個半導(dǎo)體收音機，電池供電的電流是8mA，也就是說()A．1h電池供給1C的電荷量B．1000s電池供給8C的電荷量C．1s電池供給8C的電荷量D．1min電池供給8C的電荷量B[根據(jù)I＝eq\f(q,t)知，1h電池供電量q1＝8×10－3×3.6×103C＝28.8C，A錯誤；1000s電池供電量q2＝1000×8×10－3C＝8C，B正確；1s電池供電量q3＝1×8×10－3C＝8×10－3C，C錯誤；1min電池供電量q4＝60×8×10－3C＝0.48C，D錯誤。]4．金屬導(dǎo)體內(nèi)電流增強，是因為()A．導(dǎo)體內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)增多B．導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動的速率增大C．導(dǎo)體內(nèi)電場的傳播速率增大D．導(dǎo)體內(nèi)自由電子的熱運動速率增大B[對于確定的金屬導(dǎo)體，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)是一定的，而且導(dǎo)體內(nèi)電場的傳播速率也是一定的，所以A、C錯誤。導(dǎo)體內(nèi)電流增強是由于自由電子定向移動的速率增大，使得單位時間內(nèi)穿過導(dǎo)體橫截面的電荷量增大，B正確。導(dǎo)體內(nèi)自由電子的熱運動速率增大會阻礙電流增強，D錯誤。]5．關(guān)于導(dǎo)線中的電場，下列說法正確的是()A．導(dǎo)線內(nèi)的電場線可以與導(dǎo)線相交B．導(dǎo)線內(nèi)的電場E是由電源電場E0和導(dǎo)線側(cè)面堆積的電荷形成的電場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)線中的電場是靜電場的一種B[導(dǎo)線內(nèi)的電場線與導(dǎo)線是平行的，故A錯；導(dǎo)線中的電場是電源電場和導(dǎo)線側(cè)面的堆積電荷形成的電場疊加而成的，故B對；導(dǎo)線內(nèi)電場不為零，不是靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)線中的電場是恒定電場，并非靜電場的一種，故C、D錯。]6．某電解池中，若在2s內(nèi)各有1.0×1019個二價正離子和2.0×1019個一價負(fù)離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是()A．0B．0.8AC．1.6AD．3.2AD[電荷的定向移動形成電流，但正、負(fù)電荷同時向相反方向定向移動時，通過某截面的電荷量應(yīng)是兩者絕對值的和。故由題意可知，電流由正、負(fù)離子定向運動形成，則在2s內(nèi)通過截面的總電荷量應(yīng)為q＝1.6×10－19×2×1.0×1019C＋1.6×10－19×1×2.0×1019C＝6.4C，根據(jù)電流的定義式得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6.4,2)A＝3.2A，D正確。]7．關(guān)于電流，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體中無電流的原因是其內(nèi)部自由電荷停止了運動B．同種材料制成的兩個金屬導(dǎo)體都通電，則電流大的那個導(dǎo)體內(nèi)自由電荷定向移動速率大C．由于電荷做無規(guī)則熱運動的速率比電荷定向移動的速率大得多，故電荷做無規(guī)則熱運動形成的電流也就大得多D．電荷做無規(guī)則熱運動不形成電流D[電流是自由電荷定向移動形成的，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子時刻都在做無規(guī)則的熱運動，A錯誤；由電流的微觀表達(dá)式I＝nqSv可知，同種材料制成的導(dǎo)體，電流大小不單是由自由電荷定向移動速率決定的，B錯誤；無規(guī)則的熱運動不會形成電流，只有電荷定向移動才會形成電流，C錯誤，D正確。]8．有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時間內(nèi)通過橫截面的電荷量乙是甲的2倍，以下說法正確的是()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2倍C．乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速度是甲導(dǎo)體的2倍D．甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速度大小相等B[由于單位時間內(nèi)通過乙導(dǎo)體橫截面的電荷量是甲的2倍，因此通過乙導(dǎo)體的電流是甲的2倍，A錯誤，B正確；由于I＝nqSv，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)，所以無法判斷v的大小，C、D錯誤。][等級過關(guān)練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．重離子腫瘤治療裝置中的回旋加速器可發(fā)射＋5價重離子束，電流強度為1.2×10－5A，則在1s內(nèi)發(fā)射的重離子個數(shù)為(e＝1.6×10－19C)()A．3.0×1012 B．1.5×1013C．7.5×1013 D．3.75×1014B[離子是＋5價的，則每個離子的電荷量是q＝5×1.6×10－19C＝8×10－19C,1s內(nèi)的電荷量是Q＝1.2×10－5C，所求離子的個數(shù)為N＝eq\f(Q,q)＝1.5×1013，選項B正確，選項A、C、D錯誤。]2．在研究長度為l、橫截面積為S的均勻?qū)w中的電流時，在導(dǎo)體兩端加上電壓U，于是導(dǎo)體中有勻強電場產(chǎn)生，在導(dǎo)體中移動的自由電子受勻強電場的作用而加速，但又和做熱運動的陽離子碰撞而減速，這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動?？梢哉J(rèn)為阻礙電子向前運動的阻力大小與電子移動的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k為恒量)。電場力和碰撞的阻力平衡時，導(dǎo)體中的電子移動的平均速率v為一定值，這一定值是()A．eq\f(ekU,l) B．eq\f(eU,kl)C．eq\f(elU,k) D．elkUB[電場力和碰撞阻力平衡時，有kv＝eE＝eeq\f(U,l)，所以電子定向移動的平均速率v＝eq\f(eU,kl)，B正確。]3．如圖所示的電解液接入電路后，在ts內(nèi)有n1個一價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個二價負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，則以下關(guān)于通過該截面電流的說法正確的是()A．當(dāng)n1＝n2時，電流大小為零B．當(dāng)n1＞n2時，電流方向由A指向B，電流I＝eq\f(n1－2n2e,t)C．當(dāng)n1＜n2時，電流方向由B指向A，電流I＝eq\f(2n2－n1e,t)D．電流方向由A指向B，電流I＝eq\f(n1＋2n2e,t)D[電荷的定向移動形成電流，習(xí)慣上規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，在電解液導(dǎo)電時，定向移動的電荷有正離子和負(fù)離子，它們同時向相反方向移動形成電流，負(fù)離子定向移動，等效于等量的正離子向反方向定向移動。電流方向按規(guī)定應(yīng)是由A指向B，電流大小為：I＝eq\f(|q1|＋|q2|,t)＝eq\f(n1e＋2n2e,t)＝eq\f(n1＋2n2e,t)。]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)生的等效電流下列說法正確的是()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Q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AB[截取圓環(huán)的任一截面S，如圖所示，在橡膠圓環(huán)運動一周的時間T內(nèi)，通過這個截面的電荷量為Q，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(Q,T)，又T＝eq\f(2π,ω)，所以I＝eq\f(Qω,2π)，可知，電流的大小只與Q和ω有關(guān)，A、B正確，C、D錯誤。]二、非選擇題(本題共2小題，共28分)5．(14分)在某電路中，通過小燈泡燈絲的電流的大小是250mA，問5min的時間內(nèi)通過燈絲的自由電子的個數(shù)有多少？[解析]根據(jù)Q＝It，可以計算出通過燈絲橫截面的電荷量，由于1C的電荷量等于6.25×1018個電子所帶的電荷量，由此即可算出通過燈絲的自由電子數(shù)。I＝250mA＝0.25A，t＝5min＝300s根據(jù)I＝eq\f(Q,t)，得到：Q＝It＝0.25×300C＝75C.每1C電荷量相當(dāng)于6.25×1018個電子所帶的電荷量．所以75C電荷量相當(dāng)?shù)碾娮訑?shù)為：n＝75×6.25×1018個≈4.69×1020個．[答案]4.69×1020個6．(14分)已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，氫原子的電子在原子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]截取電子運動軌道的任