【創(chuàng)新設計】2020-2021學年高中物理人教版選修3-1練習：2.1-電源和電流

對電源、電流的理解1．下列有關電源的電路中，導線內(nèi)部的電場強度的說法中正確的是()A．導線內(nèi)部的電場就是電源所形成的電場B．在靜電平衡時，導線內(nèi)部的場強為零，而導線外部的場強不為零，所以導線內(nèi)部的電場不是穩(wěn)定的C．由于導線處于電源的電場中，所以導線內(nèi)部的場強處處為零D．導線內(nèi)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(nèi)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)定的答案D解析導線內(nèi)部的電場是電源和導線積累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(nèi)部場強處處為零)，而是場強大小恒定，方向與導線切線全都，是一種動態(tài)的平衡，故A、B、C錯，D對．公式I＝eq\f(q,t)的理解與應用2．電路中有一電阻，通過電阻的電流為5A，當通電5分鐘時，A．1500個 B．9.375×1019個C．9.375×1021個 D．9.375×1020個答案C解析q＝It，n＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝9.375×1021個．電流的微觀意義圖2143．如圖214所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均勻的負電荷，每單位長度上電荷量為q，當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為()A．qv B.eq\f(q,v)C．qvS D．qv/S答案A解析1s內(nèi)棒通過的長度l＝vt，總電荷量Q＝ql＝qvt.由I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(qvt,t)＝qv，故選項A正確．(時間：60分鐘)題組一對電源、電流的理解1．關于電流，下列敘述正確的是()A．只要將導體置于電場中，導體內(nèi)就有持續(xù)電流B．電源的作用可以使電路中有持續(xù)電流C．導體內(nèi)沒有電流時，就說明導體內(nèi)部的電荷沒有移動D．恒定電流是由恒定電場產(chǎn)生的答案BD2．在由電源、導線等電路元件所組成的電路中，以下說法正確的是()A．導線中的電場強度處處為零B．導線中的電場強度方向跟導線方向平行C．導線處于靜電平衡狀態(tài)D．導線內(nèi)沿電流方向各點的電勢漸漸降低答案BD解析在電源和導線中感應電荷的共同作用下，垂直導線方向的電場相互抵消，在導體中形成了沿導線方向的電場，即導線中的電場強度方向跟導線方向平行，B正確、A錯誤；導體內(nèi)有電場，說明導體不是靜電平衡狀態(tài)，C錯誤；沿電場方向電勢漸漸降低，電場方向就是正電荷的受力方向，也就是電流的方向，即導線內(nèi)沿電流方向各點的電勢漸漸降低，D正確．3．關于電流的方向，下列說法中正確的是()A．電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端B．電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端C．電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同D．電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相反答案AD解析在電源的外部電路中，電流從正極流向負極，在電源內(nèi)部，電流從負極流向正極，電源正極電勢高于負極電勢，所以A正確，B錯誤；電子帶負電，電子運動形成的電流方向與電子運動的方向相反，C錯誤，D正確．題組二公式I＝eq\f(q,t)的理解與應用4．關于電流的說法中正確的是()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間內(nèi)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答案D解析依據(jù)電流的定義式可知，電流與q、t皆無關，明顯選項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(nèi)通過導體橫截面的電荷量雖然相等，但假如方向變化，電流也不是恒定電流，所以，選項B錯誤．電流是標量，故選項C錯誤．5．關于電流的下列說法中，正確的是()A．電路中的電流越大，表示通過導體橫截面的電荷量越多B．在相同時間內(nèi)，通過導體截面的電荷量越多，導體中的電流就越大C．通電時間越長，電流越大D．導體中通過肯定的電荷量所用時間越短，電流越大答案BD圖2156．如圖215所示，電解池內(nèi)有一價的電解液，ts內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1，負離子數(shù)是n2，設元電荷為e，則以下解釋中正確的是()A．正離子定向移動形成電流方向從A→B，負離子定向移動形成電流方向B→AB．溶液內(nèi)正負離子向相反方向移動，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．溶液中電流方向從A到B，電流I＝eq\f(n1＋n2e,t)答案D解析正電荷的定向移動方向就是電流方向，負電荷定向移動的反方向也是電流方向，有正負電荷反向經(jīng)過同一截面時，I＝eq\f(q,t)公式中q應當是正、負電荷量確定值之和．故I＝eq\f(n1e＋n2e,t)，電流方向由A指向B，故選項D正確．圖2167．如圖216所示，將左邊的銅導線和右邊的鋁導線連接起來，已知截面積S鋁＝2S銅．在銅導線上取一截面A，在鋁導線上取一截面B，若在1s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關系是()A．IA＝IBB．IA＝2IBC．IB＝2IAD．不能確定答案A解析這個題目中有很多干擾項，例如兩個截面的面積不相等，導線的組成材料不同等等．但關鍵是通過兩截面的電子數(shù)在單位時間內(nèi)相等，依據(jù)I＝eq\f(q,t)可知電流相等．圖2178．半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，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勻速轉動，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流推斷正確的是()A．若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B．若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則等效電流也將變?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，等效電流將變大D．若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變小答案AB解析截取圓環(huán)的任一截面S，如題圖所示，在橡膠圓環(huán)運動一周的時間T內(nèi)，通過這個截面的電荷量為Q，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(Q,T)又T＝eq\f(2π,ω)，所以I＝eq\f(Qω,2π)，由上式可知，選項A、B正確．題組三電流的微觀意義9．導體中電流I的表達式I＝nqSv，其中S為導體的橫截面積，n為導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個自由電荷所帶的電荷量，v是()A．導體運動的速率B．導體傳導的速率C．電子熱運動的速率D．自由電荷定向移動的速率答案D解析從微觀上看，電流打算于導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、定向移動速率，還與導體的橫截面積有關，公式I＝nqSv中的v就是自由電荷定向移動的速率．故選D.10．有甲、乙兩導體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時間內(nèi)通過乙導體橫截面的電荷量是甲的2倍，以下說法正確的是()A．甲、乙兩導體的電流相同B．乙導體的電流是甲導體的2倍C．乙導體中自由電荷定向移動的速率是甲導體的2倍D．甲、乙兩導體中自由電荷定向移動的速率大小相等答案B解析由于單位時間內(nèi)通過乙導體橫截面的電荷量是甲的2倍，因此通過乙導體的電流是甲的2倍，故A錯，B對．由于I＝nqSv，所以v＝eq\f(I,nqS)，由于不知道甲、乙兩導體的性質(zhì)(n·q不知道)，所以無法推斷v，故C、D錯．11．已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m.氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少？答案eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr)解析依據(jù)電流大小的定義式去求解，截取電子運動軌道