2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用1電源和電流課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGEPAGE5電源和電流eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘),\s\do5())一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于電流的說法中正確的是(D)A．依據(jù)I＝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解析：依據(jù)電流的定義式可知，電流與q、t皆無關(guān)，明顯選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的；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)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量雖然相等，方向改變，電流也不是恒定電流，所以，選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的．電流是標(biāo)量，故選項(xiàng)C也不對(duì)．2．電路中每分鐘有60萬億個(gè)自由電子通過橫截面積為0.64×10－6m2的導(dǎo)線，那么電路中的電流是(電子帶電量為1.6×10－19C)(D)A．0.016μA B．1.6mAC．16μA D．0.16μA解析：由電流的定義式I＝eq\f(q,t)可知，電流大小與橫截面積無關(guān)，代入數(shù)據(jù)可求得電路中的電流為0.16μA.3．非洲電鰩的捕獵方式是放電電死獵物，它放電的電壓可達(dá)100V，電流可達(dá)50A，每秒鐘放電150次，其放電狀況可近似看做如圖所示的圖線．則放電1秒鐘非洲電鰩放出的電荷量為(A)A．25C B．50CC．150C D．250C解析：由題圖象可得1s內(nèi)該魚的放電時(shí)間為0.5s，依據(jù)電流的定義式I＝eq\f(q,t)，可得q＝It＝50×0.5C＝25C，故A正確．4．下列有關(guān)電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度的說法中正確的是(D)A．導(dǎo)線內(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)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，而導(dǎo)體外部的場(chǎng)強(qiáng)不為零，所以導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不是穩(wěn)定的C．因?yàn)閷?dǎo)體處于電源的電場(chǎng)中，所以導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)到處為零D．導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)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(chǎng)也是穩(wěn)定的解析：導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)是電源和導(dǎo)線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)線切線一樣，是一種動(dòng)態(tài)的平衡，故A、B、C錯(cuò)．5．某電解池中，若在2s內(nèi)各有1.0×1019個(gè)二價(jià)正離子和2.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某橫截面，那么通過這個(gè)截面的電流是(D)A．0 B．0.8AC．1.6A D．3.2A解析：電荷的定向移動(dòng)形成電流，但正、負(fù)電荷同時(shí)向相反方向定向移動(dòng)時(shí)，通過某截面的電荷量應(yīng)是兩者肯定值的和．故由題意可知，電流由正、負(fù)離子定向運(yùn)動(dòng)形成，則在2s內(nèi)通過某橫截面的總電荷量應(yīng)為q＝1.6×10－19×2×1.0×1019C＋1.6×10－19×1×2.0×1019C＝6.4C，由電流的定義式知：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6.4,2)A＝3.2A.6.如圖所示，電解池內(nèi)有一價(jià)離子的電解液，時(shí)間t內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下說明中正確的是(D)A．正離子定向移動(dòng)形成電流方向從A→B，負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向從B→AB．溶液內(nèi)正負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流抵消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＋n2e,t)解析：正電荷定向移動(dòng)方向就是電流方向，負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向也是電流方向，有正、負(fù)電荷反向經(jīng)過同一截面時(shí)，I＝eq\f(q,t)公式中q應(yīng)當(dāng)是正、負(fù)電荷電荷量肯定值之和．故I＝eq\f(n1e＋n2e,t)，電流方向由A指向B，故選項(xiàng)D正確．7．如圖所示，一根截面積為S的勻稱長(zhǎng)直橡膠棒上勻稱帶有負(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(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為(A)A．vq B.eq\f(q,v)C．qvS D．qv/S解析：在運(yùn)動(dòng)方向上假設(shè)有一截面，則在t時(shí)間內(nèi)通過截面的電荷量為Q＝vt·q，等效電流I＝eq\f(Q,t)＝vq，故A正確．二、多項(xiàng)選擇題8．關(guān)于電流的下列說法中，正確的是(BD)A．電路中的電流越大，表示通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多B．在相同時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大C．通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流越大D．導(dǎo)體中通過肯定的電荷量所用時(shí)間越短，電流越大解析：本題考查對(duì)公式I＝q/t的理解．9．在導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，下列說法正確的是(AD)A．電子定向移動(dòng)速率很小B．電子定向移動(dòng)速率即是電場(chǎng)傳導(dǎo)速率C．電子定向移動(dòng)速率是電子熱運(yùn)動(dòng)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(dòng)上附加了一個(gè)速率很小的定向移動(dòng)解析：電子定向移動(dòng)的速率很小，數(shù)量級(jí)為10－5m/s，自由電子只不過在速率很大的熱運(yùn)動(dòng)上附加了很小的定向移動(dòng)，故A、D正確．電場(chǎng)的傳導(dǎo)速率為光速c＝3×108m/s，無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率的數(shù)量級(jí)為105m/s，故B、C錯(cuò)．10．半徑為R的橡膠圓環(huán)勻稱帶正電，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(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有(AB)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，電流將變小解析：截取圓環(huán)的任一截面S，則在橡膠環(huán)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)通過這個(gè)截面的電荷量為Q，即I＝eq\f(q,t)＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Q,\f(2π,ω))＝eq\f(Qω,2π)，由上式可知選項(xiàng)A、B正確．三、非選擇題11．如圖是靜電除塵器示意圖，A接高壓電源正極，B接高壓電源的負(fù)極，AB之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了，已知每千克煤粉會(huì)吸附mmol電子，每晝夜能除塵nkg，計(jì)算高壓電源的電流強(qiáng)度I，電子電量設(shè)為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時(shí)間為t.答案：2mnNAe/t解析：依據(jù)電流強(qiáng)度定義式I＝eq\f(Q,t)，只要能夠計(jì)算出一晝夜時(shí)間內(nèi)通過的電量Q，就能夠求解電流強(qiáng)度I，須要留意的是，流過電源的電量Q跟煤粉吸附的電量Q′并不相等，由于電離出的氣體中電子和正離子同時(shí)導(dǎo)電，煤粉吸附的電量Q′＝eq\f(1,2)Q.因?yàn)镼′＝mnNAe，Q＝It，故mnNAe＝eq\f(1,2)It，I＝2mnNAe/t.12．設(shè)橫截面積為1.0mm2銅導(dǎo)線中通過1.0A電流．銅在單位體積中的自由電子數(shù)為8.5×1028個(gè)，電子的電荷量為1.6×10－19C，試計(jì)算這時(shí)自由電子的定向移動(dòng)速率為多少？而常溫下金屬中自由電子熱平均速率約為105m/s，通過有關(guān)資料，我們還可知道：形成電流的速率不是自由電子的定向速率，而是電場(chǎng)的傳播速率，且電場(chǎng)的傳播速率是光速3.0×108m/s，就這些學(xué)問，你能否描述一下電路接通后金屬導(dǎo)體中自由電子運(yùn)動(dòng)的情景．答案：由I＝eq\f(q,t)，且q＝nVe＝nSvte，即I＝neSv，所以v＝eq\f(I,neS)，可算出自由電子的定向移動(dòng)速率v約為：7.4×10－5m/s.金屬導(dǎo)體中各處都是自由電子，電路一旦接通，導(dǎo)線中便以電場(chǎng)的傳播速率3.0×108m/s在各處快速地建立起電場(chǎng)，在這個(gè)電場(chǎng)的作用