2024年高考物理必修三專(zhuān)題練習(xí)第1節(jié) 電源和電流

《模型畫(huà)法·物理課堂》馮考必勝第1節(jié)電源和電流【刷基礎(chǔ)】【題型1電源、導(dǎo)線中的電場(chǎng)】1．(多選)關(guān)于電源的以下說(shuō)法，正確的是()A．電源是使電路中有持續(xù)電流的裝置B．電源的作用是在電源內(nèi)部搬運(yùn)電荷，從而保持兩極之間有穩(wěn)定的電勢(shì)差C．只要電路中有電源，電路中就一定有電流D．電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器，也需要外界提供能量答案：AB解析：電源是使電路中有持續(xù)電流的裝置，故A正確；電源的作用是把電源內(nèi)部的正電荷從負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極，或者把電子由正極不斷地搬運(yùn)到負(fù)極，從而保持兩極間有穩(wěn)定的電勢(shì)差，故B正確；只有有電源的閉合回路中才能形成電流，故C錯(cuò)誤；電源是提供電能的裝置，不需要外界提供能量，故D錯(cuò)誤．【題型2對(duì)電流的理解及計(jì)算】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)的速率越大，電流越大C．單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大D．因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶看鸢福篊解析：根據(jù)I＝eq\f(q,t)可知，電流的大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，電流不一定越大，還要看時(shí)間，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流才越大，故A錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)I＝neSv可知，電子運(yùn)動(dòng)的速率越大，電流不一定越大，故B錯(cuò)誤；電流的方向是人為規(guī)定的，電流的相加并不滿(mǎn)足平行四邊形定則，所以電流是一個(gè)標(biāo)量，故D錯(cuò)誤．3．[山東師范大學(xué)附屬中學(xué)2021高二上月考]北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是長(zhǎng)為240m的圓形軌道，某時(shí)刻測(cè)得環(huán)中的電流強(qiáng)度為10mA，已知這時(shí)正在環(huán)中運(yùn)行的電子有5×1011個(gè)，電子電荷量為－1.6×10－19C，則可估算出這時(shí)電子的速率約為()A．3×108m/sB．3×107m/sC．9×107m/sD．9×106m/s答案：B解析：根據(jù)I＝eq\f(q,T)＝eq\f(ne,T)，T＝eq\f(L,v)，解得v＝eq\f(LI,ne)＝eq\f(240×0.01,5×1011×1.6×10－19)m/s＝3×107m/s，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．4．[遼寧協(xié)作校2021高二上聯(lián)考]閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象．若某次閃電是在云與地之間發(fā)生的，在放電時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)電子從地面向云層移動(dòng)，電子的電荷量為e，則下列說(shuō)法正確的是()A．該次閃電的放電電流為eq\f(e,nt)，方向由地面指向云層B．該次閃電的放電電流為eq\f(e,nt)，方向由云層指向地面C．該次閃電的放電電流為eq\f(ne,t)，方向由地面指向云層D．該次閃電的放電電流為eq\f(ne,t)，方向由云層指向地面答案：D解析：該次閃電是在云與地之間發(fā)生的，在放電時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)電子從地面向云層移動(dòng)，由電流的定義式可得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向或負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向?yàn)殡娏鞯姆较?，放電過(guò)程，電子從地面向云層移動(dòng)，由于電子帶負(fù)電，因此電流的方向從云層指向地面，故選D.5．[江西上饒“山江湖”協(xié)作體2020高二上期中]如圖所示是一根粗細(xì)均勻的橡膠棒，其橫截面積為S，由于與毛皮發(fā)生摩擦而均勻帶負(fù)電，若已知該橡膠棒每米長(zhǎng)度所帶的電荷量為q，則當(dāng)該棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，形成的等效電流為()A．vqB.eq\f(q,v)C．qvSD.eq\f(qv,S)答案：A解析：棒沿軸線方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離為vΔt，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量Q＝qvΔt，得到等效電流為I＝eq\f(Q,Δt)＝qv，故A正確．6．安培提出了著名的分子電流假說(shuō)，根據(jù)這一假說(shuō)，電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流．設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法正確的是()A．電流的大小為eq\f(ve,2πr)，電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針B．電流的大小為eq\f(ve,r)，電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針C．電流的大小為eq\f(ve,2πr)，電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針D．電流的大小為eq\f(ve,r)，電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針答案：C解析：電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πr,v)，該環(huán)形電流的大小I＝eq\f(e,T)，聯(lián)立解得I＝eq\f(ve,2πr)，電流的方向與電子運(yùn)動(dòng)的方向相反，故該環(huán)形電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針．【題型3金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式】7．[山東六校2021高二上聯(lián)考]有根導(dǎo)線的橫截面積為S，已知該導(dǎo)線材料密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，電子電荷量為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，設(shè)每個(gè)原子只提供一個(gè)自由電子，該導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)速率為v，則通過(guò)的電流為()A．eq\f(NAevρ,SM)B．eq\f(NAevS,ρM)C．eq\f(evSρ,MNA)D．eq\f(NAevSρ,M)答案：D解析：設(shè)該導(dǎo)線中自由電子從一端定向移動(dòng)到另一端所用時(shí)間為t，導(dǎo)線的體積為V＝Svt，導(dǎo)線的質(zhì)量為m＝ρV，每個(gè)原子只提供一個(gè)自由電子，則原子數(shù)與自由電子數(shù)目相等，則自由電子的數(shù)目為n＝eq\f(m,M)NA，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為q＝ne，則電流強(qiáng)度為I＝eq\f(q,t)，聯(lián)立可得I＝eq\f(NAevSρ,M)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．8．[江西上高二中2020高二上月考]一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為e，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)為N，則自由電子定向移動(dòng)的速率為()A．eq\f(N,nSt)B．eq\f(Ne,nSt)C．eq\f(N,neSt)D．eq\f(Nt,neS)答案：A解析：在t時(shí)間內(nèi)能通過(guò)某一橫截面的自由電子處于長(zhǎng)度為vt的導(dǎo)線內(nèi)，此導(dǎo)線內(nèi)的自由電子數(shù)為N＝nvSt，所以v＝eq\f(N,nSt)，故A正確．【刷易錯(cuò)】【易錯(cuò)點(diǎn)1不知道在電解液導(dǎo)電時(shí)，流過(guò)橫截面的電荷量為正、負(fù)電荷電荷量絕對(duì)值的和】9．[重慶黔江新華中學(xué)2020高二上月考]如圖所示，電解槽內(nèi)有一價(jià)的電解溶液，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)橫截面S的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷的電荷量為e，以下解釋正確的是()A．正離子定向移動(dòng)形成電流，電流方向從A到B，負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流，電流方向從B到AB．溶液內(nèi)正、負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng)，電流相互抵消C．溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流I＝eq\f(n1e,t)D．溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流I＝eq\f(（n1＋n2）e,t)答案：D解析：電解液內(nèi)電流的方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子定向移動(dòng)方向相反，所以正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流，方向都是從A到B，電流不會(huì)相互抵消，故A、B錯(cuò)誤；溶液內(nèi)電流方向從A到B，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)橫截面S的電荷量q＝n1e＋n2e＝(n1＋n2)e，根據(jù)電流的定義式I＝eq\f(q,t)得I＝eq\f(（n1＋n2）e,t)，故C錯(cuò)誤，D正確．【易錯(cuò)分析】正電荷定向移動(dòng)的方向是電流的方向，負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流方向相反．在電解液導(dǎo)電時(shí)，由離子的帶電荷量可求得通過(guò)某橫截面的總電荷量，總電荷量等于正離子與負(fù)離子電荷量絕對(duì)值之和，再由電流的定義式可求得電流的大小，電流方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同．本題易錯(cuò)選B或C.【易錯(cuò)點(diǎn)2審題不認(rèn)真，對(duì)題目中給出的物理量的概念不清楚】10．[河北石家莊二中雄安校區(qū)2020高二上期中]一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)線的橫截面積是S，導(dǎo)線內(nèi)自由電子的電荷量為e，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度內(nèi)自由電子數(shù)為n，自由電子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率為v，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的自由電子數(shù)為N，則導(dǎo)線中的電流為()A．neSvB．nevC．ND．Ne答案：D解析：由電流的定義式I＝eq\f(q,t)可知電流的大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，則有I＝Ne，故D正確．【易錯(cuò)分析】要注意明確本題中給出的n是單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)，不是單位體積內(nèi)的電子數(shù)