2024-2025學年高中物理第二章1第1節(jié)電源和電流練習含解析新人教版選修3-1

PAGE5-電源和電流(建議用時：40分鐘)【A組基礎鞏固】1．下列有關含有電源的電路中，導線內部的電場強度的說法正確的是()A．導線內部的電場就是電源所形成的電場B．在靜電平衡時，導線內部的場強為零，而導線外部的場強不為零，所以導線內部的電場不是穩(wěn)定的C．因為導線處于電源的電場中，所以導線內部的場強到處為零D．導線內的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導線內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)定的解析：選D.導線內部的電場是電源和導線積累的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(內部場強到處為零)，而是場強大小恒定，方向與導線切線一樣，是一種動態(tài)的平衡，故A、B、C錯，D對．2．(多選)(2024·西藏高二期中)對電源的相識，下列說法正確的是()A．電源是為電路供應自由電荷的裝置B．電源的作用是保持導體兩端有持續(xù)的電勢差C．電源的作用是使絕緣體變成導體D．電源使導體中的自由電子發(fā)生定向移動解析：選BD.電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置，凡是能供應電能的裝置都可以作為電源，并不是供應電荷的裝置，其作用是保持導體兩端的電壓，能使導體中形成電場，使自由電荷受到電場力而定向移動起來，使導體內的自由電子定向移動，并不是使絕緣體變成導體，故A、C錯誤，B、D正確．3．關于電流的說法中正確的是()A．依據I＝eq\f(q,t)，可知I與q成正比B．假如在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等，則導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.依據電流的定義式可知，電流與q、t皆無關，選項A錯誤；雖然電流是標量，但是卻有方向，因此在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量雖然相等，但假如方向改變，電流也不是恒定電流，所以選項B、C錯誤，選項D正確．4．金屬導體內電流增加，是因為()A．導體內單位體積的自由電子數增多B．導體內自由電子定向移動的速率增大C．導體內電場的傳播速率增大D．導體內自由電子的熱運動速率增大解析：選B.對于確定的金屬導體，單位體積內的自由電子數是肯定的，而且導體內電場的傳播速率也是肯定的，所以A、C錯誤；導體內電流增加是由于自由電子定向移動的速率增大，使得單位時間內穿過導體橫截面的電荷量增大，B正確；導體內自由電子的熱運動與電流的大小無干脆關系，D錯誤．5．(2024·云南玉溪高二期中)關于電流，下列說法正確的是()A．只有正電荷的定向移動才能形成電流B．把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向C．金屬導體導電的時候，導體中電荷的定向移動方向和電流方向相同D．方向不變的電流叫恒定電流解析：選B.正、負電荷的定向移動都能形成電流，故A錯；人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，故B對；金屬導體導電的時候，導體中定向移動的電荷是自由電子，定向移動方向和電流方向相反，故C錯；方向不變的電流叫直流電，方向和大小都不變的電流叫恒定電流，故D錯．6．(多選)給一粗細不勻稱的同種材料制成的導體通電，下列說法正確的是()A．粗的地方電流大，細的地方電流小B．粗的地方電荷定向移動速率大，細的地方小C．各處的電流大小相同D．粗的地方電荷定向移動速率小，細的地方大解析：選CD.同一根導線上的電流相等，故C對；由I＝nqSv可得v＝eq\f(I,nqS)，故D對．7．某一探測器因射線照耀，內部氣體電離，在時間t內有n個二價正離子到達陰極，有2n個電子到達探測器的陽極，則探測器電路中的電流為()A．0 B.eq\f(2ne,t)C.eq\f(3ne,t) D.eq\f(4ne,t)解析：選D.由題意可知，在時間t內通過某橫截面的電荷量為n·2e＋2n·e＝4ne，故依據電流的定義可知探測器電路中的電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(4ne,t)，故選項D正確．8．(2024·甘肅武威高二檢測)在10s內通過電解槽某一橫截面對右遷移的正離子所帶的電荷量為2C，向左遷移的負離子所帶電荷量為3C，那么電解槽中電流強度大小為()A．0.1A B.0.2AC.0.3A D.0.5A解析：選D.由題，10s內通過截面的正離子所帶電荷量為2C，負離子所帶電荷量為3C，通過截面的正離子與負離子電荷量肯定值之和為Q＝2C＋3C＝5C，則電流為I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(5,10)A＝0.5A，故D正確．【B組素養(yǎng)提升】9．(2024·新疆高二檢測)示波管中，2s內有6×1013個電子通過截面大小不知的電子槍，則示波管中電流大小為()A．4.8×10－6A B．9.6×10－6AC．3×1013A D．6×10－6A解析：選A.電流等于單位時間內通過導體橫截面的電荷量I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,2)A＝4.8×10－6A，故A正確，B、C、D錯誤．10．一段粗細勻稱的銅導線的橫截面積是S，導線單位長度內的自由電子數為n，銅導線內的自由電子所帶的電荷量為e，自由電子做無規(guī)則熱運動的速率為v0，導線中通過的電流為I.則下列說法中正確的是()A．自由電子定向移動的速率為v0B．自由電子定向移動的速率為v＝eq\f(I,neS)C．自由電子定向移動的速率為真空中的光速cD．自由電子定向移動的速率為v＝eq\f(I,ne)解析：選D.v0為電子做無規(guī)則熱運動的速率，非定向移動速率，故A錯誤．對于電流微觀表達式I＝nqSv，式中n為單位體積內的自由電子數，而本題中n為單位長度內的自由電子數，t時間內通過導線某一橫截面的自由電子數為nvt，電荷量Q＝nvte，所以電流I＝eq\f(Q,t)＝nev，所以v＝eq\f(I,ne)，故B、C錯誤，D正確．11．電路中有一電阻，通過電阻的電流為5A，當通電5分鐘時，通過電阻橫截面的電子數為()A．1500個 B．9.375×1019個C．9.375×1021個 D．9.375×1020個解析：選C.q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021個．12.如圖所示，在NaCl溶液中，正、負電荷定向移動，方向如圖中所示，若測得2s內分別有1.0×1018個Na＋和Cl－通過溶液內部的橫截面M，溶液中的電流方向如何？電流為多大？解析：NaCl溶液導電是靠自由移動的Na＋和Cl－，它們在電場力作用下向相反方向運動．因為電流方向為正電荷定向移動的方向，故溶液中電流方向與Na＋定向移動的方向相同，即由A流向B.Na＋和Cl－都是一價離子，每個離子的電荷量為e＝1.6×10－19C，NaCl溶液導電時，Na＋由A向B定向移動，Cl－由B向A定向移動，負離子的運動可以等效地看做正離子沿相反方向的運動，可見，每秒鐘通過橫截面M的電荷量為兩種離子電荷量的肯定值之和，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(|q1|＋|q2|,t)＝eq\f(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19,2)A＝0.16A.答案：由A流向B0.16A13．(2024·山西太原高二檢測)有一條橫截面積S＝1mm2的銅導線，通過的電流I＝2A．已知銅的密度ρ＝8.9×103kg/m3，銅的摩爾質量M＝6.4×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數NA＝6.02×1023mol－1，電子的電荷量大小e＝1.6×10－19C，每個銅原子可供應一個自由電子，求銅導線中自由電子定向移動的速率．(結果保留兩位有效數字)解析：設銅導線長為L，則體積為V＝LS，質量為m＝LSρ，摩爾