2024高中物理刷題首秧第二章第1節(jié)電源和電流對(duì)點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE6第1節(jié)電源和電流對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P271.帶電粒子的加速：利用eq\o(□,\s\up1(10))大小都不隨時(shí)間改變的電流。定義式：I＝eq\o(□,\s\up1(11))eq\f(q,t)。5．電流的微觀(guān)說(shuō)明設(shè)金屬導(dǎo)體的橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動(dòng)速度為v，那么在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)某一橫截面積的自由電子數(shù)為eq\o(□,\s\up1(12))nSvt；若電子的電荷量為e，那么在時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)某一橫截面積的電荷量為eq\o(□,\s\up1(13))enSvt，導(dǎo)體中的電流為I＝eq\o(□,\s\up1(14))neSv，則電子定向移動(dòng)的速率為eq\o(□,\s\up1(15))eq\f(I,neS)。對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P33考點(diǎn)一對(duì)電源、電流的理解1．下列有關(guān)電源的電路中，導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是()A．導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的電場(chǎng)就是電源所形成的電場(chǎng)B．在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，而導(dǎo)線(xiàn)外部的場(chǎng)強(qiáng)不為零，所以導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的電場(chǎng)不是穩(wěn)定的C．因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)處于電源的電場(chǎng)中，所以導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)到處為零D．導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線(xiàn)等電路元件所積累的電荷共同形成的，導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的電荷處于平衡狀態(tài)，電荷分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)也是穩(wěn)定的答案D解析導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部的電場(chǎng)是電源和導(dǎo)線(xiàn)積累電荷所形成的兩部分電場(chǎng)的矢量和，穩(wěn)定后不同于靜電平衡(內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零)，而是場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，方向與導(dǎo)線(xiàn)切線(xiàn)方向一樣，是一種動(dòng)態(tài)的平衡，A、B、C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)二公式I＝eq\f(q,t)的理解與應(yīng)用2.關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確的是()A．通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流越大B．電子運(yùn)動(dòng)速率越大，電流越大C．單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大D．因?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流是矢量答案C解析由I＝eq\f(q,t)知q大，I不肯定大，還要看t的大小，A錯(cuò)誤；電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率很大，不能形成電流，B錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量越多，電流越大，C正確；電流雖然有方向但不是矢量，因?yàn)槠溥\(yùn)算遵循代數(shù)運(yùn)算法則，D錯(cuò)誤。3．電路中有一電阻，通過(guò)電阻的電流為5A，當(dāng)通電5分鐘時(shí)，通過(guò)電阻橫截面的電子數(shù)為()A．1500個(gè)B．9.375×1019個(gè)C．9.375×1021個(gè)D．9.375×1020個(gè)答案C解析q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021個(gè)。

對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P331．(多選)在由電源、導(dǎo)線(xiàn)等電路元件所組成的電路中，以下說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)線(xiàn)中的電場(chǎng)強(qiáng)度到處為零B．導(dǎo)線(xiàn)中的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線(xiàn)方向平行C．導(dǎo)線(xiàn)處于靜電平衡狀態(tài)D．導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢(shì)漸漸降低答案BD解析在電源和導(dǎo)線(xiàn)中的感應(yīng)電荷的共同作用下，垂直導(dǎo)線(xiàn)方向的電場(chǎng)相互抵消，在導(dǎo)體中形成了沿導(dǎo)線(xiàn)方向的電場(chǎng)，即導(dǎo)線(xiàn)中的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線(xiàn)方向平行，B正確，A錯(cuò)誤；導(dǎo)體內(nèi)有電場(chǎng)，說(shuō)明導(dǎo)體不是靜電平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)方向電勢(shì)漸漸降低，電場(chǎng)方向就是正電荷的受力方向，也就是電流的方向，即導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢(shì)漸漸降低，D正確。2．(多選)關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)法中正確的是()A．電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端B．電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端C．電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同D．電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反答案AD解析在電源的外部電路中，電流從正極流向負(fù)極，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，電源正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)，所以A正確，B錯(cuò)誤；電子帶負(fù)電，電子運(yùn)動(dòng)形成的電流方向與電子運(yùn)動(dòng)的方向相反，C錯(cuò)誤，D正確。3．關(guān)于電流的說(shuō)法中正確的是()A．依據(jù)I＝eq\f(q,t)，可知I與q成正比B．假如在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(guó)際單位制中的基本單位答案D解析依據(jù)電流的定義式可知，電流與q、t皆無(wú)關(guān)，明顯A錯(cuò)誤；雖然電流是標(biāo)量，但是卻有方向，因此在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)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，B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；電流的單位“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位，D正確。4．在彩色電視機(jī)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(qiáng)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汲取，在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為()A.eq\f(I,e)B.eq\f(It,e)C.eq\f(U,e)D.eq\f(Ut,e)答案B解析設(shè)t時(shí)間內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為n，即總電荷量為：q＝ne，由電流的定義式：I＝eq\f(q,t)，解得：ne＝It，解得：n＝eq\f(It,e)，B正確。5．一橫截面積為S的鋁導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)有電壓加在該導(dǎo)線(xiàn)上時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)中的電流強(qiáng)度為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線(xiàn)中有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e，此時(shí)電子定向移動(dòng)的速度為v，則以下關(guān)系正確的是()A．I＝mvSB．I＝nevC．I＝nevSD．I＝neS答案C解析在Δt時(shí)間內(nèi)，以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線(xiàn)中經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度為vΔt，因?yàn)殂~導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積為S，則在Δt時(shí)間內(nèi)，電子經(jīng)過(guò)的導(dǎo)線(xiàn)對(duì)應(yīng)體積為vΔtS。又因?yàn)閱挝惑w積的導(dǎo)線(xiàn)有n個(gè)自由電子，在Δt時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N＝nvSΔt，則電流I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(Ne,Δt)＝eq\f(nevSΔt,Δt)＝nevS，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。6．如圖所示的電解池，在1s的時(shí)間內(nèi)，共有3C的正離子和3C的負(fù)離子通過(guò)截面xy，則這個(gè)電路中的電流是()A．0AB．1.5AC．3AD．6A答案D解析電解液中的正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向相反，故它們產(chǎn)生同向的電流，由公式I＝eq\f(q,t)得，電路中的電流I＝eq\f(3＋3,1)A＝6A，D正確。7．(多選)如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線(xiàn)與右邊的鋁導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，已知鋁導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積是銅導(dǎo)線(xiàn)橫截面積的兩倍，在銅導(dǎo)線(xiàn)上取一個(gè)截面A，在鋁導(dǎo)線(xiàn)上取一個(gè)截面B，若在1秒內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等，那么，通過(guò)這兩個(gè)截面的()A．電流相等B．電流不相等C．自由電子定向移動(dòng)的速率相等D．自由電子定向移動(dòng)的速率不相等答案AD解析由電流定義知I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，A正確，B錯(cuò)誤；由電子電流的微觀(guān)表達(dá)式I＝neSv知，I、n、e均相等，因?yàn)镾A＜SB，所以vA＞vB，C錯(cuò)誤，D正確。8．一段粗細(xì)勻稱(chēng)的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S，導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n，金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e，自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率為v0，導(dǎo)體中通過(guò)的電流為I，則下列說(shuō)法中正確的有()A．自由電子定向移動(dòng)的速率為v0B．自由電子定向移動(dòng)的速率為v＝eq\f(I,neS)C．自由電子定向移動(dòng)的速率為真空中的光速cD．自由電子定向移動(dòng)的速率為v＝eq\f(I,ne)答案D解析對(duì)電流微觀(guān)表達(dá)式I＝nqSv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(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的自由電子數(shù)為長(zhǎng)度是vt內(nèi)的自由電子，其數(shù)量為nvt，電荷量q＝nvte，所以電流I＝eq\f(q,t)＝nev，所以v＝eq\f(I,ne)，D正確。9．有一條橫截面積為S的銅導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)的電流為I。已知銅的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，電子的電量為e。若認(rèn)為導(dǎo)線(xiàn)中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子，則銅導(dǎo)線(xiàn)中自由電子定向移動(dòng)的速率可表示為()A.eq\f(IM,ρSNAe)B.eq\f(Iρ,MSNAe)C.eq\f(IMS,ρNAe)D.eq\f(IMρ,SNAe)答案A解析設(shè)銅導(dǎo)線(xiàn)中自由電子定向移動(dòng)的速率為v，導(dǎo)線(xiàn)中自由電子從一端定向移到另一端所用時(shí)間為t，則導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度為l＝vt，體積為V＝Sl＝Svt，質(zhì)量為m＝ρvtS，這段導(dǎo)線(xiàn)中自由電子的數(shù)目為n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρvtS,M)·NA，在t時(shí)間內(nèi)這些電子都能通過(guò)另一端截面，則電流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，代入計(jì)算得出，I＝eq\f(ρvSNAe,M)，則電子定向移動(dòng)的速率：v＝eq\f(IM,ρSNAe)，所以A正確。10．假如導(dǎo)線(xiàn)中的電流為1mA，那么1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是多少個(gè)？若“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電流為273mA，則20s內(nèi)通過(guò)燈絲的橫截面的電子數(shù)目是多少個(gè)？答案6.25×1015個(gè)3.4×1019個(gè)解析q＝It＝1×10－3×1C＝1×10－3C，設(shè)電子的數(shù)目為n，則：n＝eq\f(q,e)＝eq\f(1×10－3,1.6×10－19)個(gè)＝6.25×1015個(gè)。當(dāng)“220V60W”的白熾燈正常發(fā)光時(shí)，I′＝273mA。q′＝I′t′＝273×10－3×20C＝5.46C。設(shè)電子的數(shù)目為N，則：N＝eq\f(q′,e)＝eq\f(5.46,1.6×10－19)個(gè)≈3.4×1019個(gè)。11．如圖所示的電解槽中，假如在4s內(nèi)各有8C的正、負(fù)電荷通過(guò)面積為0.8m2的橫截面AB，那么(1)在圖中標(biāo)出正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向；(2)電解槽中的電流方向如何？(3)4s內(nèi)通過(guò)橫截面AB的電荷量為多少？(4)電解槽中的電流為多大？答案(1)見(jiàn)解析(2)向右(3)16C(4)4A