人教版(2019)高一物理第一學(xué)期必修第三冊第十一章11.1-電源和電流

/2020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019必修第三冊章節(jié)（12）電源和電流1.鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示()A.電源將1C的正電荷從正極移至負(fù)極的過程中，2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.電源將1C的正電荷從負(fù)極移至正極的過程中，2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.鉛蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹.鉛蓄電池比干電池（電動勢為1.5V）的體積大，故電動勢大2.如圖所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均勻分布的負(fù)電荷，設(shè)橡膠棒單位長度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)橡膠棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動時，由于橡膠棒的運(yùn)動而形成的等效電流的大小為()A. B. C. D.3.北京正負(fù)電子對撞機(jī)的儲存環(huán)是長為240m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中的電流為10mA時，若電子的速率為十分之一光速，已知元電荷，則在整個環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為()A. B. C. D.4.如圖所示為一質(zhì)量分布均勻的長方體金屬導(dǎo)體，在導(dǎo)體的左右兩端加一恒定的電壓，使導(dǎo)體中產(chǎn)生一恒定電流，其電流的大小為I。已知導(dǎo)體左側(cè)的橫截面積為S，導(dǎo)體中單位長度的自由電子數(shù)為n，自由電子熱運(yùn)動的速率為，自由電子的電荷量用e表示，真空中的光速用c表示。假設(shè)自由電子定向移動的速率為v，則()A. B. C. D.5.某款電池供電電流是8mA，說明()A.該電池正常工作125s，共供給10C的電荷量B.該電池正常工作1000s，共供給8C的電荷量C.該電池正常工作1s，共供給8C的電荷量D.該電池正常工作1min，共供給8C的電荷量6.如圖為一由不同金屬材料制成的導(dǎo)體，左、右部分分別為，且兩部分導(dǎo)體的橫截面積關(guān)系為。如果在相等的時間內(nèi)通過的橫截面的電荷量相等。則流過的電流的關(guān)系為()A. B. C. D.不能確定7.下列說法正確的是()A.電源的作用是使電路中產(chǎn)生電荷B.電源的作用是使電路中的電荷發(fā)生定向移動C.只要電路中有電源，電路中就會形成持續(xù)的電流D.導(dǎo)線中的電場是由電源兩極在空間直接形成的8.關(guān)于電流的說法中正確的是()A.根據(jù),可知與成正比

B.電流有方向,電流也有矢量C.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位D.在金屬導(dǎo)體中,自由電子移動方向為電流方向9.一根導(dǎo)線，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當(dāng)電流較大時，以下說法正確的是()A.單位體積內(nèi)自由電子數(shù)較多 B.自由電子定向移動的速率較大C.自由電子的熱運(yùn)動速率較大 D.電流的傳導(dǎo)速度較大10.如圖所示，福娃歡歡帶正電，福娃貝貝帶負(fù)電，用導(dǎo)體棒連接的瞬間，就一系列問題兩人發(fā)生爭執(zhí)，你認(rèn)為下列說法不正確的是()A.福娃歡歡說，電流計指針偏轉(zhuǎn)，有瞬時電流B.福娃貝貝說，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，無電流C.福娃歡歡說，最終我們是等勢體D.福娃貝貝說，最終導(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度等于零11.如圖所示，電解池內(nèi)有一價的電解液，內(nèi)通過溶液內(nèi)截面的正離子數(shù)是，負(fù)離子數(shù)是，設(shè)元電荷為，以下說法中正確的是()A.當(dāng)時電流強(qiáng)度為零B.當(dāng)時，電流方向從，電流強(qiáng)度為C.當(dāng)時，電流方向從，電流強(qiáng)度為D.溶液內(nèi)電流方向從，電流強(qiáng)度為12.在導(dǎo)體中有電流通過時，下列說法正確的是()A.電子定向移動速率接近光速B.電子定向移動速率即是電場傳導(dǎo)速率C.電子定向移動速率即是電子熱運(yùn)動速率D.在金屬導(dǎo)體中，自由電子只不過在速率很大的無規(guī)則熱運(yùn)動上附加了一個速率很小的定向移動13.如圖所示，電解池接入電路后，在秒內(nèi)有個一價正離子通過溶液內(nèi)某截面，有個一價負(fù)離子通過，設(shè)為元電荷，以下說法正確的是()A.電流為零 B.電流為 C.電流為 D.電流方向從14.在電解槽中，1min內(nèi)通過橫截面的二價正離子和一價負(fù)離子的個數(shù)分別為和，則通過電解槽的電流為A.0 B.8A C.4A D.480A15.在示波管中，電子槍每3秒內(nèi)發(fā)射的電荷，則示波管中電流為A. B. C. D.16.宏觀規(guī)律是由微觀機(jī)制所決定的。從微觀角度看，在沒有外電場的作用下，導(dǎo)線中的自由電子如同理想氣體分子一樣做無規(guī)則地?zé)徇\(yùn)動，它們朝任何方向運(yùn)動的概率是一樣的，則自由電子沿導(dǎo)線方向的速度平均值為0。宏觀上不形成電流。如果導(dǎo)線中加了恒定的電場，自由電子的運(yùn)動過程可做如下簡化：自由電子在電場的驅(qū)動下開始定向移動，然后與導(dǎo)線內(nèi)不動的粒子碰撞，碰撞后電子沿導(dǎo)線方向的定向速度變?yōu)?，然后再加速、再碰撞……，在宏觀上自由電子的定向移動形成了電流。（1）在一段長為、橫截面積為的長直導(dǎo)線兩端加上電壓。已知單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為，電子電荷量為，電子質(zhì)量為，連續(xù)兩次碰撞的時間間隔為t。僅在自由電子和金屬離子碰撞時才考慮粒子間的相互作用。①求自由電子定向移動時的加速度大?。虎谇笤跁r間間隔t內(nèi)自由電子定向速度的平均值；③推導(dǎo)電阻的微觀表達(dá)式。（2）請根據(jù)電阻的微觀機(jī)制猜想影響金屬電阻率的因素有哪些，并說明理由。17.某金屬導(dǎo)體兩端所加電壓為時,內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為,求：(1)導(dǎo)體的電阻；(2)若金屬導(dǎo)體兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?則內(nèi)通過金屬橫截面的電子有多少個？(電子電荷量)18.在橫截面積為0.5m的電解液中，(1)若5s內(nèi)沿相反方向通過此橫截面的正、負(fù)離子的電荷量均為5C，則電解液中的電流強(qiáng)度為________A，(2)若5s內(nèi)到達(dá)陽極的負(fù)離子和達(dá)到陰極的正離子均為5C，則電流強(qiáng)度為______A.19.在一次雷雨閃電中，兩塊云之間的電勢差為10V，從一塊云移到另一塊云的電量為30C，則在這次閃電中放出的能量是 J.

參考答案1.答案：B解析：鉛蓄電池的電動勢為2V，表示非靜電力將1C正電荷從電源的負(fù)極通過電源內(nèi)部移送到正極時所做的功為2J，即2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，與時間無關(guān)，故AC錯誤，B正確；電源的電動勢表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，鉛蓄電池的電動勢比一節(jié)干電池的電動勢大，與二者的體積大小無關(guān)，故D錯誤。2.答案：A解析：在垂直橡膠棒的運(yùn)動方向上選取一橫截面，設(shè)橡膠棒長為L，則橡膠棒上所有電荷通過這一橫截面所用的時間，從而得電流，A正確，BCD錯誤。3.答案：A解析：根據(jù)可知，單位長度的電子數(shù)為，該儲存環(huán)中的電子總數(shù)為，A正確。4.答案：D解析：電流微觀表達(dá)式，式中n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)，而本題中n為單位長度內(nèi)的自由電子數(shù)，t時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的自由電子數(shù)是長度內(nèi)的自由電子數(shù)，其數(shù)量為，電荷量，所以電流，所以，故D正確，B錯誤；易知AC錯誤。5.答案：B解析：電流，即1s供給的電荷量，1000s供給8C的電荷量，可知選項B正確，ACD錯誤。6.答案：A解析：這個題目中有些干擾條件，例如兩個橫截面的面積不相等，導(dǎo)體的組成材料不同，但關(guān)鍵是在單位時間內(nèi)通過兩橫截面的電荷量相等，根據(jù)可知電流相等，A正確，BCD錯誤。7.答案：B解析：電源的作用是使正極聚集正電荷，負(fù)極聚集負(fù)電荷（并不是創(chuàng)造了電荷，而是使正、負(fù)電荷發(fā)生了分離），這樣電源兩端就會產(chǎn)生電壓，電壓使電路中的電荷發(fā)生定向移動形成電流，而不是產(chǎn)生電荷，A錯誤，B正確；電路中形成持續(xù)的電流的條件是有電源且電路閉合，C錯誤；導(dǎo)線中的電場是由電源電場和導(dǎo)線所積累的電荷共同形成的，D錯誤。8.答案：C解析：A.電流等于電路中通過某一橫截面積的電量與所用時間的比值，故在t不確定的情況下不能籠統(tǒng)的說I與q是否是成正比，故A錯誤；B.電流有方向，但電流的運(yùn)算不適用平行四邊形定則，故電流是標(biāo)量，故B錯誤；C.電流的單位為國際單位制中的基本單位，故C正確。D.金屬導(dǎo)體中，自由電子定向移動方向與電流方向相反，故D錯誤；故選C。9.答案：B解析：根據(jù)電流的微觀表達(dá)式可知，導(dǎo)線不變，不變，而增大，則只有增大，即電子定向移動的速度增大.電場的傳播是以光速進(jìn)行的，由于光速保持不變，故電場的傳播速率保持不變.由于自由電子無規(guī)則運(yùn)動的速度由溫度決定，故由于導(dǎo)線保持溫度不變，故自由電子無規(guī)則運(yùn)動的速度的大小保持不變.只有真正理解了每一概念的真正的含義才能真正學(xué)好物理，故在學(xué)習(xí)新課時不能放過任何一個概念.10.答案：B解析：AB、福娃歡歡帶正電，福娃貝貝帶負(fù)電，用導(dǎo)體棒連接的瞬間，負(fù)電荷將沿導(dǎo)體棒發(fā)生移動，形成瞬時電流，電流表的指針會偏轉(zhuǎn).故A正確，B錯誤.

C、最終電荷不移動時，處于靜電平衡狀態(tài)，兩人是一個等勢體.故C正確.

D、最終導(dǎo)體棒處于靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度等于零.故D正確.11.答案：D解析：電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從向運(yùn)動，因此電流方向是A→B，流過的電量是正負(fù)電量絕對值的和，不能相互抵消；電流的大小為故選D.12.答案：D解析：電子定向運(yùn)動的速率很小，電流的傳導(dǎo)速率與光速差不多，在金屬導(dǎo)體中，自由電子只不過在速率很大的無規(guī)則熱運(yùn)動上附加了一個速率很小的定向移動；故選D.13.答案：C解析：根據(jù)電路可知，端與電源正極相連，電流的方向與正離子定向移動方向相同，則溶液內(nèi)電流方向從到.時間內(nèi)通過通過溶液截面的電荷量則根據(jù)電流的定義式故選C14.答案：B解析：電流由正、負(fù)離子的定向移動形成，則在60s內(nèi)通過橫截面的總電荷量應(yīng)為：.由電流的定義式可知：A.0，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.8A，與結(jié)論相符，選項B正確；C.4A，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.480A，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選B正確.15.答案：B解析：根據(jù)電流的定義可知，電流，故選B.16.答案：（1）①加速度：②自由電子在連續(xù)兩次碰撞的時間間隔t內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動，設(shè)第二次碰撞前的速度為。則；解得③t時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面積的電荷量為：，則電流：電阻：解得：（2）由，電阻定律：解得猜想：電阻率與導(dǎo)體的溫度有關(guān)；理由：導(dǎo)體的溫度變化會導(dǎo)致導(dǎo)體內(nèi)自由電子的熱運(yùn)動速度變化，從而使自由電子連續(xù)兩次碰撞的時間間隔t發(fā)生變化，因此電阻率與導(dǎo)體的溫度有關(guān)。17.答案：(1)