11.1电源和电流 课后训练（含答案）高中物理人教版（2019）必修第三册

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1、11.1电源和电流课后训练提升一、选择题(第15题为单选题,第67题为多选题)1.铜是良好的导电材料。在一段通电铜导线内,定向移动形成电流的微粒是()A.电子B.原子核C.既有电子也有原子核D.原子答案：A解析：本题考查电流的形成,知道金属导体中能形成电流的是自由电子。在金属铜中可以自由移动的是自由电子,原子核、原子均不能自由移动,故形成电流的微粒是电子,选项A正确,B、C、D错误。2.关于电流,下列说法正确的是()A.电荷的移动形成电流B.只有正电荷的定向移动形成电流C.正电荷定向移动的方向与电流方向相同D.电路中电流的方向是由电源的负极到电源的正极答案：C解析：只有电荷的定向移动才能形成电

2、流,选项A错误;正负电荷做定向移动均可以形成电流,选项B错误;我们规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,选项C正确;电路中电荷定向移动的方向在外电路中是由正极到负极,而在内电路中是由负极流向正极的,选项D错误。3.下列说法正确的是()A.导体中电荷的运动就会形成电流B.电子运动的速率越大,电流越大C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.根据电流的计算式I=qt,电流和电荷量成正比,电流与时间成反比答案：C解析：导体中电荷的定向移动就会形成电流,选项A错误;根据I=neSv可知,电子运动的速率越大,电流不一定越大,选项B错误;根据I=qt可知,单位时间内通过导体截面的电荷量越

3、多,导体中的电流越大,选项C正确;电流的计算式I=qt,采用的是比值定义法,电流的大小与通过横截面的电荷量、通电时间无关,选项D错误。4.电路中,每分钟有61013个自由电子通过横截面积为0.6410-6 m2的导线,那么电路中的电流是()A.0.016 mAB.1.6 mAC.0.16 AD.1.6 A答案：C解析：每分钟通过的电荷量为q=ne=610131.610-19 C=9.610-6 C;t=1 min=60 s。则电路中的电流为I=qt=9.610-660 A=0.16 A,选项C正确,A、B、D错误。5.一个半径为r的细橡胶圆环上均匀地带有电荷量为Q的负电荷,当圆环以角速度绕中心

4、轴线顺时针匀速转动时,橡胶环中等效电流的大小为()A.QB.Q2C.2QD.Q2答案：D解析：负电荷运动的周期T=2,任取一截面,一个周期内通过截面的电荷量为Q,则电流I=qt=QT=Q2,选项D正确,A、B、C错误。6.关于电流,下列叙述正确的是()A.只要将导体置于静电场中,导体内就有持续电流B.电源的作用可以使电路中有持续电流C.导体内没有电流时,就说明导体内部的电荷没有移动D.恒定电流是由恒定电场产生的答案：BD解析：导体置于电场中,达到静电平衡后没有电流,选项A错误。导体两端存在持续的电压,导体中才有持续的电流。电源能提供持续的电压,可以使电路中有持续电流,选项B正确。导体中没有电流

5、时,电荷在做无规则的热运动,没有定向移动,选项C错误。在恒定电场的作用下,自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化,电流恒定,选项D正确。7.右图为一水平绝缘盘,盘边缘均匀地固定着带负电的电荷,从上向下看,盘面沿逆时针方向匀速转动,则对该过程中形成的电流的理解正确的是()A.如果仅将盘边缘固定的总电荷量加倍,则其形成的电流也加倍B.如果仅将盘面转动的角速度加倍,则其形成的电流也加倍C.如果仅增大盘的半径,则其形成的电流也增大D.如果仅增大盘的半径,则其形成的电流减小答案：AB解析：设圆盘转动的角速度为,则周期T=2。则等效电流I=qT=q2,则如果仅将盘边缘固定的总电荷量q加倍,则其形成的电流I

6、也加倍,选项A正确;如果仅将盘面转动的角速度加倍,则其形成的电流I也加倍,选项B正确;如果仅增大盘的半径,则其形成的电流不变,选项C、D错误。二、计算题8.来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流。已知单个质子的电荷量e=1.6010-19 C。(1)这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少?(2)如图所示,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距l和4l的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1n2为多少?答案：(1)6.251015(2)21解析：(1)I=qt=ne

7、每秒打到靶上的质子数n=Ie=110-31.6010-19 个=6.251015个。(2)质子流做匀加速运动,在l和4l处的速度分别为v1和v2,则v1=2alv2=2a4l在l和4l的两处,极短的相等长度的质子数n1=lv1nn2=lv2n所以n1n2=v2v1=2a4l2al=21。等级考素养提升一、选择题(第14题为单选题,第57题为多选题)1.关于电流,下列各种说法正确的是()A.电流的计算式I=qt,适用于任何电荷的定向移动形成的电流B.由I=nqSv可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大C.电荷定向移动的方向就是电流的方向D.因为电流有方向,所以电流是矢量答案：A解析

8、：电流的计算式I=qt采用的是比值定义法,具有比值定义法的共性普遍适用,适用于任何电荷的定向移动形成的电流,选项A正确;由I=nqSv可知,电流的大小由导体的材料(决定n)、导体的横截面积(S)和电荷定向移动的速率(v)共同决定,选项B错误;物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的反方向是电流的方向,选项C错误;电流有大小和方向,但方向是指沿着电荷运动的直线上,不同于矢量的方向,故电流是标量,选项D错误。2.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流。设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,其电流的等效电

9、流I大小和方向为()A.ev2r,顺时针B.ver,顺时针C.ve2r,逆时针D.ver,逆时针答案：C解析：电子绕核运动可等效为一环形电流,电子运动周期为T=2rv,根据电流的计算式得,电流为I=qt=eT=ve2r,因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向,选项C正确,A、B、D错误。3.如图所示的电解池,通电1 s,其间共有0.3 C的正离子和0.3 C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是()A.0B.1.5 AC.0.3 AD.0.6 A答案：D解析：I=qt=0.3C+0.3 C1s=0.6 A,故选项D正确。4.如图所示,两个带绝缘柄的金属球A、B,

10、A带负电,B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列说法错误的是()A.有瞬时电流形成,方向由A到BB.A、B两端的电势不相等C.导体棒内的电场强度不等于0D.导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动答案：A解析：A、B两个金属球,由于A带负电,在A金属球周围存在指向A的电场,故B球所在处的电势应高于A球所在处的电势,故选项B正确,不符合题意;连接后的瞬间导体棒内的电场强度不等于0,棒中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,故选项C、D正确,不符合题意;由于导体棒中的自由电荷为电子,故移动方向为由A指向B,电流方向应由B指向A,故选项A错误,符合题意。5.关于电流的大小与方向,下列说法正确的是(

11、)A.电流越大表明导线中自由电荷越多B.通过导线横截面的电荷量越多,电流越大C.金属导体中的自由电荷是电子,电子沿电流的反方向运动D.电解液中有电流时,正负离子都定向移动,方向相反答案：CD解析：物理学中规定电流的方向为正电荷定向移动的方向;影响电流大小的因素有通过导体横截面的电荷量和通电时间的多少。电流的计算式是I=qt,电流大,说明在单位时间内通过导线某横截面的电荷量大,但不一定自由电荷多,选项A错误;单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,电流越大,选项B错误;金属导体中自由电荷就是自由电子,自由电子定向移动的方向与导体中电流的方向相反,选项C正确;电流的方向和正电荷的运动方向相同,和负电

12、荷的运动方向相反,故电解液中有电流时,正负离子都定向移动,方向相反,选项D正确。6.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道。当环中电子以3107 m/s的速度流动而形成的电流是10 mA时,则环中(已知电子的电荷量e=-1.610-19 C)()A.电流方向和负电子运动方向相同B.电流方向和正电子运动方向相同C.运行的电子数目为51011 个D.运行的电子数目为1104个答案：BC解析：电流方向与正电子运动方向相同,与负电子的运动方向相反,选项A错误,B正确;电子运动一周用的时间为t=sv=2403107 s=810-6 s,而电流表达式为I=qt,则总电荷量为q=It=0

13、.01810-6 C=810-8 C,在整个环中运行的电子数目为n=qe=810-81.610-16=51011,选项C正确,D错误。7.如图所示,将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来,已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍,在细铜导线上取一个截面A,在粗铜导线上取一个截面B,若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两个截面的()A.电流相等B.电流不相等C.自由电子定向移动的速率相等D.自由电子定向移动的速率不相等答案：AD解析：I=qt=net,故选项A正确,B错误;由电流的微观表达式I=nSqv知,I、n、q均相等,因为SAvB,故选项C错误,D正确。二、计算题8

14、.通常情况下,一次闪电过程由若干个相继发生的闪击构成,每个闪击持续时间很短,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前,云地之间的电势差约为1.0109 V,云地间距离约为2 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为510-5 s。若闪电前云地间的电场可以看作匀强电场,试估算:(1)闪电前云地间的电场强度大小;(2)第一个闪击过程中闪电电流的平均值。答案：(1)5105 V/m(2)1.2105 A解析：由于云地间的电场是匀强电场,根据电场强度的公式可以求得电场强度的大小;根据电流的计算式可以求得电流的平均值的大小。(1)电场强度大小E=Ud=1.01092103 V/m=5105 V/m。(2)平均电流I=qt=6510-5 A=1.2105 A。