2018人教版高中物理选修(3-1)2.1《电源和电流》练习题
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高中物理学习材料金戈铁骑整理制作人教版物理高二选修3-1第2章 第1节电源和电流同步检测卷一、选择题1.重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5价重离子束,其电流强度为1.2×10-5A ,则在1s 内发射的重离子个数为(e =1.6×10-19A )( ) A .3.0×1012 B .1.5×1013 C .7.5×1013 D .3.75×1014 答案:B解析:解答:设1s 内发射的重离子个数为n ,则1s 内发射的电荷量q =5ne ,由电流定义式可知t ne t q I 5==所以13105.15⨯==eItn 故A 、C 、D 错误。
故选B分析:利用电流定义式tqI =计算电流大小。
2.关于电流,下列说法中正确的是( ) A .通过导线截面的电量越多,电流越大 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量越多,导体中的电流越大D .因为电流有方向,所以电流是矢量 答案:C解析:解答:电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量,故A 错,C 对;电流的微观表达式I=nesv ,电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定,故B 错;矢量运算遵循平行四边形定则,标量的运算遵循代数法则,电流的运算遵循代数法则,故电流是标量,故D 错。
故选C分析:电流是标量,且电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量。
3.关于电流的方向,下列叙述中正确的是( )A .金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B .在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定C .不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D .电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同 答案:C解析:解答:正电荷定向移动的方向为电流的方向,所以选项C 正确、D 错误; 金属导体中自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反同,所以选项A 错误;电解质导体时,电流方向与正离子定向移动方向相同,所以选项B 错误; 故选C分析:正电荷定向移动的方向为电流的方向,据此分析判断。
第一节《电源和电流》1. 下列关于电源的说法中正确的是( )A. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压B. 电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C. 电荷的移动形成电流D. 只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流2. 下列叙述正确的是 ( )A. 导体中电荷运动就形成电流B. 电流的国际单位是安培C. 因为电流强度有方向,所以电流强度是矢量D. 导体中有电流通过时,导体内部场强不为零3. 关于电流的说法正确的是 ( )A. 根据I=q/t可知,I与q成正比B. 如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等,则导体中的电流是恒定电流C. 电流强度是一个标量,其方向是没有意义的D. 电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位4. 关于电流的方向,下列说法中正确的是( )A. 在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向B. 在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向C. 无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D. 在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成电流,所以电流有两个方向5. 如果在导体中产生了电流,则下列说法中正确的是( )A. 导体两端的电压为零,导体内部的场强不为0B. 导体两端的电压为0,导体内部的场强为0C. 导体两端的电压不为0,导体内部的场强不为0D. 导体两端的电压不为0,导体内部的场强为06. 半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有( )A. 若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B. 若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C. 若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大D. 若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小7. 如图所示是某同学电解硫酸铜的实验装置,他从电流表读出的读数为0.6 A,如果忽略长时间引起的回路中电流的变化,请你帮他计算一下一昼夜可析出多少个铜离子。
点囤市安抚阳光实验学校电源和电流(建议用时:40分钟)【A组基础巩固】1.下列有关含有电源的电路中,导线内部的电场强度的说法正确的是( )A.导线内部的电场就是电源所形成的电场B.在静电平衡时,导线内部的场强为零,而导线外部的场强不为零,所以导线内部的电场不是稳的C.因为导线处于电源的电场中,所以导线内部的场强处处为零D.导线内的电场是由电源、导线电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电荷处于平衡状态,电荷分布是稳的,电场也是稳的解析:选D.导线内部的电场是电源和导线积累的电荷所形成的两电场的矢量和,稳后不同于静电平衡(内部场强处处为零),而是场强大小恒,方向与导线切线一致,是一种动态的平衡,故A、B、C错,D对.2.(多选)(2019·高二期中)对电源的认识,下列说法正确的是( )A.电源是为电路提供自由电荷的装置B.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差C.电源的作用是使绝缘体变成导体D.电源使导体中的自由电子发生向移动解析:选BD.电源是将其他形式的能转化为电能的装置,凡是能提供电能的装置都可以作为电源,并不是提供电荷的装置,其作用是保持导体两端的电压,能使导体中形成电场,使自由电荷受到电场力而向移动起来,使导体内的自由电子向移动,并不是使绝缘体变成导体,故A、C错误,B、D正确.3.关于电流的说法中正确的是( )A.根据I=qt,可知I与q成正比B.如果在任何相的时间内通过导体横截面的电荷量相,则导体中的电流是恒电流C.电流有方向,电流是矢量D.电流的单位“安培”是单位制中的基本单位解析:选D.依据电流的义式可知,电流与q、t皆无关,选项A错误;虽然电流是标量,但是却有方向,因此在任何相的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相,但如果方向变化,电流也不是恒电流,所以选项B、C错误,选项D 正确.4.金属导体内电流增强,是因为( )A.导体内单位体积的自由电子数增多B.导体内自由电子向移动的速率增大C.导体内电场的传播速率增大D.导体内自由电子的热运动速率增大解析:选B.对于确的金属导体,单位体积内的自由电子数是一的,而且导体内电场的传播速率也是一的,所以A、C错误;导体内电流增强是由于自由电子向移动的速率增大,使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大,B正确;导体内自由电子的热运动与电流的大小无直接关系,D错误.5.(2019·云南高二期中)关于电流,下列说法正确的是( )A.只有正电荷的向移动才能形成电流B.把正电荷向移动的方向规为电流的方向C.金属导体导电的时候,导体中电荷的向移动方向和电流方向相同D.方向不变的电流叫恒电流解析:选B.正、负电荷的向移动都能形成电流,故A错;人们规正电荷向移动的方向为电流的方向,故B对;金属导体导电的时候,导体中向移动的电荷是自由电子,向移动方向和电流方向相反,故C错;方向不变的电流叫直流电,方向和大小都不变的电流叫恒电流,故D错.6.(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电,下列说法正确的是( )A.粗的地方电流大,细的地方电流小B.粗的地方电荷向移动速率大,细的地方小C.各处的电流大小相同D.粗的地方电荷向移动速率小,细的地方大解析:选CD.同一根导线上的电流相,故C对;由I=nqSv可得v=InqS,故D对.7.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为( ) A.0 B.2netC.3netD.4net解析:选D.由题意可知,在时间t内通过某横截面的电荷量为n·2e+2n·e =4ne,故根据电流的义可知探测器电路中的电流为I=qt=4net,故选项D正确.8.(2019·高二检测)在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2 C,向左迁移的负离子所带电荷量为3 C,那么电解槽中电流强度大小为( )A.0.1 A B. 0.2 AC. 0.3 AD. 0.5 A解析:选D.由题,10 s内通过截面的正离子所带电荷量为2 C,负离子所带电荷量为3 C ,通过截面的正离子与负离子电荷量绝对值之和为Q =2 C +3 C =5 C ,则电流为I =Q t =510A =0.5 A ,故D 正确.【B 组 素养提升】9.(2018·疆高二检测)示波管中,2 s 内有6×1013个电子通过截面大小不知的电子枪,则示波管中电流大小为( )A .4.8×10-6A B .9.6×10-6A C .3×1013AD .6×10-6A解析:选A.电流于单位时间内通过导体横截面的电荷量I =qt=6×1013×1.6×10-192A =4.8×10-6A ,故A 正确,B 、C 、D 错误.10.一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ,导线单位长度内的自由电子数为n ,铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ,自由电子做无规则热运动的速率为v 0,导线中通过的电流为I .则下列说法中正确的是( )A .自由电子向移动的速率为v 0B .自由电子向移动的速率为v =IneSC .自由电子向移动的速率为真空中的光速cD .自由电子向移动的速率为v =Ine解析:选D.v 0为电子做无规则热运动的速率,非向移动速率,故A 错误.对于电流微观表达式I =nqSv ,式中n 为单位体积内的自由电子数,而本题中n 为单位长度内的自由电子数,t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ,电荷量Q =nvte ,所以电流I =Q t =nev ,所以v =Ine,故B 、C 错误,D 正确.11.电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A ,当通电5分钟时,通过电阻横截面的电子数为( )A .1 500个B .9.375×1019个 C .9.375×1021个D .9.375×1020个解析:选C.q =It ,n =q e =It e=9.375×1021个.12.如图所示,在NaCl 溶液中,正、负电荷向移动,方向如图中所示,若测得2 s 内分别有1.0×1018个Na+和Cl -通过溶液内部的横截面M ,溶液中的电流方向如何?电流为多大?解析:NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na +和Cl -,它们在电场力作用下向相反方向运动.因为电流方向为正电荷向移动的方向,故溶液中电流方向与Na+向移动的方向相同,即由A 流向B .Na +和Cl -都是一价离子,每个离子的电荷量为e =1.6×10-19C ,NaCl 溶液导电时,Na +由A 向B 向移动,Cl -由B 向A向移动,负离子的运动可以效地看做正离子沿相反方向的运动,可见,每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和, 则有I =q t =|q 1|+|q 2|t=1.0×1018×1.6×10-19+1.0×1018×1.6×10-192A =0.16 A.答案:由A 流向B 0.16 A13.(2019·高二检测)有一条横截面积S =1 mm 2的铜导线,通过的电流I =2 A .已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m 3,铜的摩尔质量M =6.4×10-2kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1,电子的电荷量大小e =1.6×10-19C ,每个铜原子可提供一个自由电子,求铜导线中自由电子向移动的速率.(结果保留两位有效数字)解析:设铜导线长为L ,则体积为V =LS ,质量为m =LSρ,摩尔数为n =mM总的自由电子数为nN A 总电荷量为q =nN A e 通过该铜线截面时间为t =L v根据电流的义式:I =q t =nN A ev L =S ρN A evM可得:v =MIS ρN A e带入数据解得:v ≈1.5×10-4m/s. 答案:1.5×10-4m/s。
第1节电源和电流1.形成电流的条件.(1)导体中有能够自由移动的电荷.(2)导体两端存在电压.2.电流的方向.与正电荷定向移动的方向相同 ,与负电荷定向移动的方向相反.电流虽然有方向 ,但它是标量.3.电流.(1)定义式:I=qt .(2)微观表达式:I=nqSv.(3)单位:安培(安) ,符号A, 1 A=1_C/s.►根底稳固1.关于电源和电流 ,以下说法中正确的选项是(C)A.电流是由大量电荷的无规那么运动形成的B.电路中只要有电源 ,就一定会有电流C.在电源外部 ,电流从电源的正极流向负极D.电流的方向总是从电源的正极流向负极解析:A.电荷的定向移动方向形成电流 ,电荷的无规那么运动不会形成电流;故A错误;B.电路中有电源 ,如果电路没有闭合 ,那么电路中没有电流 ,故B 错误;C.在电源外部 ,电流由电源正极流向电源负极 ,故C正确;D.在电源的内部 ,电流由电源的负极流向正极;故D错误.应选C.2.以下说法不正确的选项是(A)A.自由电荷运动时必定形成电流B.形成电流必须要有自由电荷C.形成电流必须要有电压D.电源的作用是维持导体两端的电压解析:A.自由电荷的定向移动形成电流 ,故A错误.BC.形成电流的条件:有自由电荷 ,两端要有电压 ,二者缺一不可 ,故BC正确. D.电源是提供能源的装置 ,电动势是表征电源的物理量 ,电源是给用电器提供电压的 ,故D正确.此题是选不正确的 ,应选A.3.关于电流的方向 ,以下说法中正确的选项是(C)A.在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向B.在电解液中 ,电流的方向为负离子定向移动的方向C.无论在何种导体中 ,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D.在电解液中 ,由于是正负电荷定向移动形成电流 ,所以电流有两个方向解析:电流的方向与正电荷定向移动的方向相同 ,与负电荷定向移动的方向相反 ,应选项C正确.4.关于电流的说法中正确的选项是(D)A.根据I=qt,可知I与q成正比B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等 ,那么导体中的电流是恒定电流C.电流有方向 ,电流是矢量D.电流的单位 "安培〞是国际单位制中的根本单位解析:依据电流的定义式可知 ,电流与q、t皆无关 ,显然选项A是错误的;虽然电流是标量 ,但是却有方向 ,因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等 ,方向变化 ,电流也不是恒定电流 ,所以 ,选项B也是错误的.电流是标量 ,应选项C也不对.5.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为×10-6 m2的导线 ,那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10-19 C)(D)A.0.016 μA B.1.6 mAC.16 μA D.0.16 μA解析:由电流的定义式I=qt可知 ,电流大小与横截面积无关 ,代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA.6.一台半导体收音机 ,电池供电的电流是8 mA ,也就是说(B) A.1 h电池供应8 C的电荷量B.1 000 s电池供应8 C的电荷量C.1 s电池供应8 C的电荷量D.1 min电池供应8 C的电荷量解析:由公式I=qt,供应8 C电荷量时的通电时间t=qI=88×10-3s=1 000s.应选B.►能力提升7.关于稳恒电场 ,以下说法不正确的选项是(A) A.稳恒电场的电场强度随时间而变化B.稳恒电场的电场强度不随时间而变化C .稳恒电场是导体中形成电流的条件D .电源可以使导体中形成稳恒电场解析:稳恒电场是指电场强度的大小方向随时间均不变化的电场;A 错 ,B 对;稳恒电场保持恒定的电压 ,是电路中形成电流的必要条件 ,C 对;电源的作用是提供电能 ,使正负极产生稳定的电压 ,形成稳定的电场.D 对.故答案选A.8.如果在导体中产生了电流 ,那么以下说法中正确的选项是(C)A .导体两端的电压为0 ,导体内部的场强不为0B .导体两端的电压为0 ,导体内部的场强为0C .导体两端的电压不为0 ,导体内部的场强不为0D .导体两端的电压不为0 ,导体内部的场强为0解析:在导体内产生了电流 ,说明自由电荷在静电力的作用下发生定向移动 ,因此导体内部的场强不为零 ,导体两端的电压也不为零 ,选项C 正确.9.铜的相对原子质量为m ,密度为ρ ,每摩尔铜原子有n 个自由电子 ,今有一根横截面积为S 的铜导线 ,当通过的电流为I 时 ,电子平均定向移动的速率为(D)A .光速c B.I neS C.ρI neSm D.mI neS ρ解析:假设电子定向移动的速率为v ,那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S 中的自由电子数 ,而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ ,摩尔数为vtS ρm, 所以电荷量q =vtS ρne m. 因电流I =q t =vS ρne m ,解得:v =Im neS ρ. 10.在显像管的电子枪中 ,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场 ,设其初速度为0 ,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束.电子的电荷量为e 、质量为m ,那么在刚射出加速电场时 ,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是(B) A.I ΔleSm 2eU B.I Δl e m 2eU C.IeS m 2eU D.IS Δl e m 2eU解析:根据动能定理得eU =12mv 2得到 ,v =2eU m ①在刚射出加速电场时 ,一小段长为Δl 的电子束内电子电量为q =I Δt =I Δl v②电子数n =q e③ 联立①②③得到:n =I Δl e m 2eU .。
第二章恒定电流1 电源和电流学习目标1.了解电源的形成过程.2.掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.自主探究1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置.2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的,导线内的电场保持和平行.3.由分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流.5.电流的程度用电流这个物理量表示;规定定向移动的方向为电流的方向;电流的单位是,符号是;公式为.合作探究【提出问题】问题1:电流形成的条件是什么?问题2:导体中产生电流的条件是什么?问题3:如何使电路中有持续电流?【要点提炼】一、电源1.要使电路中保持持续的电流,电路两端之间要有一定的.2.电源的作用:维持电路两端始终有一定的,使电路中保持.二、恒定电场问题:在有电源的电路中,导线内部的电场强度有什么特点呢?【要点提炼】1.由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为.2.在恒定电场中,任何位置的电场强度都不随时间变化,所以它的基本性质与相同.在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中.【合作探究】问题:在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用,而发生定向运动,从而形成电流,恒定电场中的电流有什么特点呢?三、恒定电流问题:1.什么样的电流被称为恒定电流?2.我们用什么物理量来描述电流的强弱程度?【巩固练习1】1.关于电流的方向,下列叙述中正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同2.电流方向与正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向.3.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为.结论:电流等于通过导体横截面的与通过这些所用的比值.4.某电解槽横截面积为0.5 m2,若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C,则电解液中的电流为.在电解液中,电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值的.【例题】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A.已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1,电子的电荷量e=-1.6×10-19 C.求铜导线中自由电子定向移动的速率.【合作探究】问题:你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符?怎样解释?【巩固练习2】1.下列叙述中正确的有()A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的单位是安C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,如果两端电势差不为零,则电流一定不为零2.关于电流,下列说法正确的是()A.根据I=qt可知I与q成正比B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流有方向,是标量D.电流的单位“安培”不是国际单位制单位3.某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流是多大?课堂检测一、选择题1.关于电源的作用,下列说法正确的是()A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是能直接释放出电能C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来2.金属导体中有电流时,自由电子定向移动的速率为v1,电子热运动速率为v2,电流的传导速率为v3,则()A.v1最大B.v2最大C.v3最大D.无法确定3.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为().8×10-6×10-13.6×10-6×10-6 A4.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是通过甲导体电流的两倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的两倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等5.某正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道,当环中的电流为10 mA时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目为().0×1011.0×1019.0×1013.0×1036.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.vqB.C.qvSD.7.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下解释中正确的是()A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→AB.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消C.溶液内电流方向从A→B,电流I=D.溶液内电流方向A→B,电流I=8.来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流.已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为()A. B. C. D.9.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,现有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.C.D.二、计算题10.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为多少?11.导线中的电流是1 A,导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内,有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e=1.6×10-19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m,平均要多少时间?12.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?。
第十一章电路及其应用11.1 电源和电流一、单选题:1.关于电流,下列说法正确的是()A.通过截面的电荷量多少就是电流的大小B.电流的方向就是电荷定向移动的方向C.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流D.导体两端没有电压就不能形成电流2.以下说法正确的是()A.只要有可以自由移动的电荷,就存在持续电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了3.某电解池,如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是()A.0 B.0.8 AC.1.6 A D.3.2 A4.有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,以下说法正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等5.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.当环中电子以光速的110流动而形成10 mA的电流时,环中运行的电子数目为(已知光速c=3×108m/s,电子电荷量e=1.6×10-19 C)()A.5×1010个B.5×1011个C.1×102个D.1×104个6.如图所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积S铝=2S铜.在铜导线上取一横截面A,在铝导线上取一横截面B,若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等,那么通过这两个横截面的电流的大小关系是()A.I A=I B B.I A=2I BC.I B=2I A D.不能确定7.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速度为v0,导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的是()A.自由电子定向移动的速率为v0B.自由电子定向移动的速率为v=IneSC.自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD.自由电子定向移动的速率为v=Ine8.如图所示的电解槽接入电路后,在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S,有n2个1价负离子通过溶液内截面S,设e为基元电荷,以下说法正确的是()A .当n 1=n 2时电流强度为零B .当n 1>n 2时,电流方向从A →B ,电流强度为I =n 1-n 2e tC .当n 1<n 2时,电流方向从B →A ,电流强度I =n 2-n 1e t D .电流方向从A →B ,电流强度I =n 2+n 1e t 9.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束.已知电子的电荷量为e 、质量为m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A.I Δl eSm 2eU B.I Δl e m 2eU C.I eS m 2eU D.IS Δl e m 2eU二、多选题10.关于电流的方向,下列说法中正确的是( )A .电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B .电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C .电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D .电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板11.一横截面积为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速度为v ,在t 时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( )A .nvStB .nvtC .It /qD .It /Sq12.半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q ,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有( )A .若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B .若电荷量不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小三、非选择题13.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在氢原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?14.夏季某日午后,某地区距地面约1 km的空中有两块乌云,相距3 km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变.已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算.(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?(2)当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电荷量为500 C,可释放多少能量?(3)这次放电现象历时约0.01 s,则其平均电流约为多大?。
第二章《恒定电流》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.两根材料相同的粗细均匀导线甲和乙,其横截面积之比为1∶3,阻值之比为3∶2,则导线甲、乙的长度之比为()A.1∶3B.1∶2C.2∶3D.3∶12.铅蓄电池的电动势为2V,这表示()A.无论接不接入外电路,蓄电池两极间的电压都为2 VB.蓄电池内每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为内能C.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大3.日常生活中,在下列电器中,哪些属于纯电阻用电器?()A.电扇和电吹风B.空调和电冰箱C.电烙铁和电热毯D.电解槽4.如图为滑动变阻器的示意图,A、B、C、D为4个接线柱,当滑动片P由C向D移动时,若要使变阻器接入电路的电阻由大变小,应将电阻器的哪两个接线柱连入电路A.A和B B.A和D C.B和C D.C和D5.如图电路中,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C,闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表示数的变化量为△U,电流表示数的变化量为△I,则()A.电压表示数U和电流表示数I的比值不变B.变化过程中△U和△I的比值保持不变C.电阻R0两端电压减小,减小量为△UD.电阻R0两端电压增大,增大量为△U6.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论错误的是A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为2 ΩC.电源的短路电流为0.5 A D.当外电阻为2 Ω时电源的输出功率最大7.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表的示数减小△U(电压表为理想电表),在这个过程中:()A.R2两端的电压增加,增加量一定等于△UB.流过R的电流会减小C.路端电压减小,减少量一定等于△UD.△U和干路电流的变化△I的比值保持不变8.如图,在“用多用表测电阻”的实验中,选用“×10”倍率的欧姆挡测量一电阻时,指针指在刻度20和30间的中央位置,该被测电阻的阻值R所在区间为()A.20Ω<R<25ΩB.25Ω≤R<30ΩC.200Ω<R<250ΩD.250Ω≤R<300Ω9.如图所示电路,电源电势为E,内阻为r.当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作.已知指示灯L的电阻为0R,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是()A .电动机的额定电压为IRB .电动机的输出功率为2IE I R -C .电源的输出功率为2IE I r -D .整个电路的热功率为()20I R r +10.在新农村建设的街道亮化工程中,全部使用太阳能路灯,如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌,则电池板的内阻值约为( )A .0.14ΩB .7.35ΩC .6.23ΩD .0.16Ω11.如图所示,闭合直角三角形线框,底边长为l ,现将它匀速拉过宽度为d 的匀强磁场(l >d ).若以逆时针方向为电流的正方向,则以下四个I ﹣t 图象中正确的是( ) 12.在如图所示的并联电路中,保持干路上的电流I 不变,当增大R 1的阻值时( )A .R 1和R 2上的电压减小B .R 1上的电流I 1增大C .R 2上的电流I 2减小D .I 1和I 2之和不变13.成都七中某研究性学习小组设计了一个加速度计,如图所示。
第2章恒定电流本卷分第1卷(选择题)和第2卷(非选择题)两局部。
总分为100分,时间90分钟。
第1卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每一小题4分,共40分,在每一小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(某某市2014~2015学年高二下学期期中)关于家庭安全用电,如下说法正确的答案是( )A.将移动插座远离水池B.用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘C.使用洗衣机时,电器外壳不用接地D.消毒碗柜、电饭煲和电冰箱可以同时使用一个移动插座答案:A解析:插座外表是绝缘体,一旦受潮就不绝缘,故要远离水,故A正确;当用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘时,此时电器正在工作,能导致电路短路烧毁,故B不正确;使用洗衣机时,电器外壳容易有静电出现,所以必须接地,将多余电荷导走,故C不正确;消毒碗柜、电饭煲和电冰箱不能同时使用同一移动插座,原因是负载太大,会导致插座烧毁,故D 不正确。
2.(淄博市2013~2014学年高二上学期三校联考)某居民家中的电路如下列图,开始时各局部工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍能正常发光。
拔出电饭煲的插头,把试电笔插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,如此( )A.仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障B.仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障C.仅导线AB断路D.因插座用导线接地,所以发生了上述故障答案:C解析:由于电灯仍正常发光,说明电源是好的,电热壶所在的C、B两点间没有发生短路故障。
把试电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,说明插座的左、右插孔都与火线相通,说明电热壶所在的C、B两点间没有发生断路故障。
综合分析可知,故障为A、B 间导线断路,即C选项正确。
3.(重庆一中2013~2014学年高二上学期期中)如下列图,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当电键闭合后,小灯泡均能发光。
第二章恒定电流填空练习题1.由5个1 Ω电阻连成的如图所示的电路,导线的电阻不计,则A、B间的等效电阻为________ Ω.2.一块数码相机中用的锂电池的电动势为3.6 V,容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h,用500 mA的电流释放可放电2 h,以此类推).当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍一张照片所消耗的电能约为________ J;当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为________ J.3.若原小量程电流表的满偏电流为I g=100 μA ,内阻R g=300 Ω ,若将它改装成量程为5 V 的电压表,需________联________ Ω 的电阻.4.多用电表在使用前必须进行调零,在测量电流与电压前必须进行________,测量电阻前,也必须进行________.如图所示是将电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电源电动势为1.5 V,改装后,原来表盘3 mA刻度线处的刻度值定为“0”位置,则1 mA刻度处应改标为________ Ω,0刻度处应改标为________.5.A、B为“220 V,100 W”的两盏相同的灯泡,C、D为“220 V,40 W”的相同灯泡,A、B灯的电阻为__________ Ω;C、D电阻为________ Ω.现将四盏灯泡接成如图所示电路,并将两端接入电路,各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD,则实际功率的大小顺序是________.6.有一只满偏电流I g=5 mA,内阻R g=400 Ω的电流表G.若把它改装成量程为10 V的电压表,应________联一个________ Ω的分压电阻.该电压表的内阻为________ Ω;若把它改装成量程为3 A 的电流表,应________联一个________ Ω的分流电阻,该电流表的内阻为________ Ω.7.如图所示,R1=4 Ω,R2=9 Ω,R3=18 Ω.通电后经R1、R2和R3的电流之比I1∶I2∶I3=________,R1、R2和R3两端的电压之比U1∶U2∶U3=________.8.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示.该工件的直径为______cm,高度为__________mm.9.实验室有下列器材:A.电流表(0~100 μA,1.5 kΩ);B.电流表(0~1 mA,1 kΩ);C.变阻器(0~300 Ω);D.变阻器(0~800 Ω);E.干电池(1.5 V,r=0);现要改装一只欧姆表,从上述备用器材中,电流表应选用__________________,变阻器应选用____________,电源应选用__________(填序号).改装好的欧姆表中心刻度的阻值为________________.10.金属导体通电时,导体中自由电子定向移动的方向与电流方向(选填“相同”或“相反”).一段金属电阻丝的电阻为R,当在它的两端加上电压时,则在通电时间t内通过金属电阻丝横截面的电子个数为n=.(已知一个电子的电荷量为e)11.如图所示,游标卡尺读数为________mm,螺旋测微器读数为________mm.12.某同学探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性.该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图所示的I-U图象.由图可知,当电压小于2.00 V时,太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”);当电压为2.80 V时,太阳能电池的电阻约为________ Ω.13.某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值,当选择欧姆挡“×1”挡测量时,指针指示位置如图所示,则其电阻值是________.如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是________.改变挡位调整倍率后,要特别注意重新________.14.用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:(1)旋动部件________,使指针对准电表的“0”刻线.(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置.(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件________.使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”).(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准15.居民小区里的楼道灯,采用门电路控制,白天的时候,即使拍手发出声音,楼道灯也不亮;但是到了晚上,拍手发出声音后,灯就亮了,并采用延时电路,使之亮一段时间后就熄灭.电路中用声控开关,即听到声音后,开关闭合,则应该使用________门电路控制电灯.16.用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值,根据如下图所示的表盘,被测电阻阻值为__________ Ω.若将该表选择旋钮置于10 mA挡测电流,表盘仍如下图所示,则被测电流为______ mA.17.如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图.电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω;电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω,变阻器R0阻值为0~5 000 Ω.(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零.调零后R0阻值将变________(填“大”或“小”),若测得某电阻阻值为300 Ω,则这个电阻的真实值是________ Ω.(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果________(填“偏大”“偏小”或“准确”).18.如图所示是一个电流、电压两用表的电路,电流表G的量程是0~100 μA,内阻是1 000 Ω,电阻R1=0.1 Ω,R2=99 000 Ω.当双刀双掷开关接到A、B上时,电流表改装成________表,其量程是________;当双刀双掷开关接到C、D上时,电流表改装成______表,其量程是______.19.如图所示为两个电阻的U-I图线,两电阻阻值之比R1∶R2=________,给它们两端加相同的电压,则通过的电流之比I1∶I2=________.20.某同学为了练习各种仪表的读数规则,他做了如下几种图示的练习:其中如图甲所示为游标卡尺的读数,其值为____cm;如图乙所示为螺旋测微器的读数,其值为____mm;如图丙所示为电流表的读数,使用量程为0~0.6 A时的读数为______A.答案解析1.【答案】0.5【解析】设A点接电源正极,B点接电源负极,将图示电路中的节点找出,凡是用导线相连的节点可认为是同一节点,然后按电流从A端流入,从B端流出的原则来分析,电流经过电路时的各电阻连接形式就表现出来了.由于节点A、D间是用导线相连,这两点是等势点(均标1),节点C、F间是用导线相连,这两点是等势点(均标2),节点E、B间是用导线相连,这两点是等势点(均标3),则A点电势最高,C(F)次之,B点电势最低,根据电流由高电势流向低电势,易得出各电阻的电流方向.由于电阻R1、R2均有一端接点1,另一端接点2;电阻R4、R5均有一端接点2,另一端接点3;电阻R3一端接点1,另一端接点3,易得其等效电路如图所示.或者用题图中所标电流方向,也可得其等效电路如图所示,相比第一种方法更简单.故A、B间的等效电阻为0.5 Ω.2.【答案】32.454【解析】电源输出的总电能E=UQ=UIt=3.6×1×3 600 J=12 960 J.关闭液晶屏时,每拍一张照片消耗的电能E1==32.4 J.打开液晶屏时,每拍一张照片消耗的电能E2==86.4 J.每拍一张照片液晶屏消耗的电能E3=E2-E1=86.4 J-32.4 J=54 J.3.【答案】串 4 9700【解析】电流表改装成电压表需要串联一个大电阻,根据欧姆定律得U=IR,电流表的满偏电压为0.03 V,所以分压电阻分得电压为4.97 V,再根据欧姆定律分压得电阻的阻值为49 700 Ω.4.【答案】机械调零欧姆调零 1 000∞【解析】5.【答案】484 1 210PD>PA>PB>PC【解析】根据R=得:RA=RB=Ω=484 Ω,RC=RD=Ω=1 210 Ω;由电路图可知,B、C 并联,所以电压相等,根据P=可知:PB>PC,A、D串联,电流相等,根据P=I2R可知,PD>PA;A、D的电流大于B、C的电流,根据P=I2R可知:PA>PB,PD>PC;所以PD>PA>PB>PC.6.【答案】串 1 600 2 000并0.6680.667【解析】改装成电压表时应串联一个分压电阻.由欧姆定律得U=I g(R g+R1),分压电阻R1=-R g =Ω-400 Ω=1 600 Ω,该电压表内阻R V=R g+R1=2 000 Ω改装成电流表时应并联一个分流电阻,由并联电路两端电压相等得I g R g=(I-I g)R2.分流电阻R2=R g=Ω≈0.668 Ω.该电流表内阻R A=≈0.667 Ω.7.【答案】3∶2∶12∶3∶3【解析】8.【答案】1.220 6.861【解析】游标卡尺读数为d=12 mm+4×0.05 mm=12.20 mm=1.220 cm;螺旋测微器的读数为:h=6.5 mm+36.1×0.01 mm=6.861 mm.9.【答案】B D E 1.5 kΩ【解析】若选用A电流表,需要变阻器的最小阻值为R=-1.5 kΩ=13.5 kΩ,C,D两个变阻器都不能用,故不能选A电流表.若选用B电流表,需要变阻器的最小阻值为R=-1 kΩ=0.5 kΩ=500 Ω,D变阻器可以满足,故电流表选B,变阻器选D.由于只有一个电源,故电源选E.欧姆表中心刻度的阻值为R中=R内===1.5 kΩ.10.【答案】相反【解析】解:导体中的自由电子带负电,故导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反;由欧姆定律可知:I=;由I=可知:q=It=;则电子数n==;11.【答案】49.15 0.900【解析】游标卡尺读数为,螺旋测微器的读数为12.【答案】很大 1.0×103【解析】由题图可知,当电压小于2.00 V时,通过太阳能电池的电流很小,由欧姆定律可知:此时太阳能电池的电阻很大.当电压为2.80 V时,通过太阳能电池的电流约为2.8 mA,由欧姆定律可知:此时太阳能电池的电阻约为R==1.0×103Ω.13.【答案】12 Ω“×10”挡欧姆调零【解析】用欧姆表测量电阻读数时,因刻度盘上的刻度不均匀,一定要仔细观察指针附近的刻度特点,由图知在刻度10和刻度15之间有5个刻度,说明每一个刻度表示1 Ω,读得电阻为12 Ω,因选择欧姆挡“×1”,故待测电阻为12 Ω.从表盘上可以得到中值电阻为15 Ω,而200 Ω的电阻是中值电阻的十几倍,应选欧姆挡“×10”挡测量.改变挡位后,要重新将欧姆表两个表笔短接,进行欧姆调零.14.【答案】(1)S(3)T0刻线(4)ADC【解析】用多用电表测量电阻时,在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上,若指针不在零刻度线上,用螺丝刀小心旋动指针定位螺丝S,使指针对准电表的“0刻线”.然后旋动选择开关K,选择量程,再将两表笔短接,调整欧姆调零旋钮T,使指针对准满偏刻度(即电阻的“0刻线”),接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,测量被测电阻的阻值.若在测量过程中,发现指针偏转角度过小,表明被测的电阻阻值很大,这时要换用更高倍率的挡位,例如,本题就要从“×100”挡位更换到“×1 k”挡位,换挡要重新进行欧姆调零.15.【答案】“与”【解析】由题意知,灯亮需要两个条件:①光线要弱(即晚上),②声音(如拍手),二者缺一不可,所以应使用“与”门电路.16.【答案】220 4.0【解析】17.【答案】(1)小290(2)准确【解析】(1)由闭合电路欧姆定律I g=得,R0=-R g-r,因为式中E变小,r变大,故R0将减小.因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5 V刻度的,所以测得某电阻阻值为300 Ω时,电流表中的电流I=,其中RΩ=,当电池电动势下降到E′=1.45 V时,此时欧姆表的内阻RΩ′=.由闭合电路欧姆定律得I=,解得真实值R′=290 Ω.(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V、内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果准确.因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消.18.【答案】量程较大的电流0~1 A电压0~10 V【解析】因双刀双掷开关的手柄是绝缘的,所以当开关接到A、B上时,电路转换成图甲所示的电路,此时电阻R1与电流表G并联,R1起分流作用,原电流表改装成较大量程的电流表.根据并联电路的特点有(I-I g)R1=I g R g.电流表的最大测量值为I==A≈1 A.当开关接到C、D上时,电路变成图乙所示的电路,此时电阻R2与电流表G串联,R2起分压作用,原电流表改装成电压表,根据串联电路的特点,电压表的最大测量值为U=I g(R g+R2)=0.0001×(1 000+99 000) V=10 V.19.【答案】4∶11∶4【解析】从图象中取一个特殊点,代入欧姆定律公式便可求出电阻的阻值,在同样电压条件下,电流之比与阻值之比成反比.20.【答案】6.17510.295(10.293~10.297)0.480【解析】游标卡尺的读数为6.1 cm+0.05 mm×15=6.175 cm;螺旋测微器的读数为10 mm+0.01 mm×29.5=10.295 mm;电流表使用量程为0~0.6 A时的读数为0.480 A.。
1 电源和电流-同步练习61.下列有关有电源的电路中,导线内部的电场强度的说法中正确的是( )A.导线内部的电场就是电源所形成的电场B.在静电平衡时,导体内部的场强为零,而导体外部的场强不为零,所以导体内部电场不是稳定的C.因为导体处于电源的电场中,所以导体内部的场强处处为零D.导线内部的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导体内的电荷处于平衡状态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的2.关于电流,下列说法中正确的是( )A.导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率B.电子运动的速率越大,电流越大C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷的定向移动方向D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位3.以下说法中正确的是( )A.只要有可以自由移动的电荷,就存在持续电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的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.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了4.如图所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面面积S 铝=2S 铜,在铜导线上取一截面A ,在铝导线上取一截面B ,若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两截面的电流的大小关系是( )A.I A =I BB.I A =2I BC.I B =2I AD.不能确定5.关于电源的作用,下列说法中正确的是( )A.电源的作用是能为电路提供自由电荷B.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续电流C.电源的作用能直接释放电能D.电源的作用就是使自由电荷运动起来能力提高6.设金属导体的横截面积为S ,单位体积内的自由电子数为n ,自由电子定向移动速度为v ,那么在时间t 内通过某一横截面积的自由电子数为_________;若电子的电荷量为e ,那么在时间t 内,通过某一横截面的电荷量为_________;若导体中的电流为I ,则电子定向移动的速率为_________.7.在某次闪电中,持续的时间0.005 s ,所形成的平均电流约为6×104 A.若闪电过程中流动的电荷量以0.5 A 的电流通过电灯,可供灯照明的时间为_________.8.如图所示,由实验测得在5 s 的时间内,从左往右穿过截面S 的正电荷为2 C ,从右往左穿过截面S 的电荷量为2 C (负电荷),那么,电解液中的电流为_________ A.如果加在电解液两端的电压为10 V ,那么电解液的电阻为_________ Ω.。
3-11. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此( )A. 电动势是一种非静电力B. 电动势越大,表明电源储存的电能越多C. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映D. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压2.额定电压是220V ,电阻是440Ω的灯泡,在正常工作时,3 分钟内通过灯丝横截面的电量为( )A.30CB.90CC.220CD.360C3.如图所示为两电阻R1 和R2 的伏安特性曲线.关于它们的电阻值及串联或并联后电路中的总电流比较正确的是( )A. 电阻R1 的阻值比电阻R2 的阻值大B. 电阻R2 阻值比电阻R1 的阻值大C.两电阻串联后比并联后接入同一电源,电路中的总电流大D.两电阻并联后比串联后接入同一电源,电路中的总电流小4.如图所示,电流计的内阻R g=100Ω ,满偏电流I g=1mA ,R1=900Ω ,R2=100/999Ω ,则下列说法正确的是:A. 当S1 和S2 均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1AB. 当S1 和S2 均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是10VC. 当S1 和S2 均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是0. 1AD. 当S1 和S2 均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1A5.如图所示的长方体是用电阻率为ρ的均匀金属制成的,长度为2L,其横截面为正方形,边长为L,若将它的a、b端接入电路时的电阻为R,则将它的两个侧面上的c、d端接入电路时的电阻是( )A.RB.R/4C.R/2D.4R6.在如图所示的− 图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线. 用该电源与电阻R组成闭合电路. 由图象判断错误的是( )A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5B.接入电路后电阻R的阻值为 1C.电源的效率为80%D.电源的输出功率为 4 W7.在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则()A.A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮B.A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗C.A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗D.A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮8.如图所示,已知R1=R2=R3= 1Ω ,当开关S闭合后,电压表的读数为1V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8V,则电池的电动势等于( )A. 1VB. 1.2VC.2VD.4V9.如图所示的电路中,闭合电键k 后,灯a 和b 都正常发光,后来由于某种故障使灯 b 突然变亮,电压表读数增加,由此推断这故障可能是( )A.a 灯灯丝烧断B.电阻R2 短路C.电阻R2 断路D.电容被击穿短路10.如图所示,电源内阻较大,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L 也能正常发光,现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动,则( )A.灯泡将变暗,电源效率将减小B.液滴带正电,将向下做加速运动C. 电源的路端电压增大,输出功率也增大D.滑片滑动瞬间,带电液滴电势能将减小11.某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率PR 和电源内部的发热功率Pr 随电流I 变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知( )A.反映Pr变化的图线是 aB. 电源电动势为8 VC. 电源内阻为2 ΩD. 当电流为0.5 A 时,外电路的电阻为6 Ω12.如图所示,是一个小灯泡的电流强度随小灯泡两端电压变化的关系图,则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是( )A.小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小B.小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小C.欧姆定律对小灯泡不适用D.如果把三个这种相同的灯泡串联后,接到电压恒为12V 的电源上,则流过每个小灯泡的电流为0.4A13.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列判断正确的是( )A. 电源电动势E1>E2B. 电源电动势E1=E2C. 电源内阻r1 >r2D. 电源内阻r1 <r214.在如图所示的电路中,输入电压U 恒为8 V ,灯泡L 标有“3 V,6 W”字样,电动机线圈的电阻R M=1 Ω .若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )A. 电动机的效率是80%B.流过电动机的电流是 2 AC. 电动机的输入电压是5 VD.整个电路消耗的电功率是10 W15.如图所示,电源电动势E= 12V,内阻r=3Ω ,R0=2Ω ,直流电动机内阻R0 ′= 1Ω ,额定输出功率P0=2W.调节滑动变阻器R1 可使甲电路输出功率最大,调节R2 可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作,则( )A. 甲电路中当R1= 1Ω时,定值电阻R0 功率最大B. 甲电路中当R1= 1Ω时,电源的输出功率最大C. 乙电路中当R2= 1.5Ω时,电源的输出功率最大D. 乙电路中当R2=2Ω时,电源的输出功率最大16.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.实验室除提供开关S 和导线外,有以下器材可供选择:电压表:V(量程3V ,内阻Rv 约为10kΩ)电流表:G(量程3mA ,内阻Rg= 100Ω)滑动变阻器:R(阻值范围0~10Ω ,额定电流2A)定值电阻:R0=0.5Ω( 1)该同学将电流表G 与定值电阻R0 并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是____________ A.(2)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G 读数为横坐标,以电压表V 读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E= _______ V(结果保留三位有效数字) ,电源的内阻r= ______ Ω(结果保留两位有效数字).(3)由于电压表内阻电阻对电路造成影响,本实验电路测量结果电动势 E ____________ ,内阻r ______ (选填“偏大” 、“不变”或“偏小”)17.如图,灯泡D 与电动机M 中串联在一个稳压电源上,电源的输出电压为U=20V,灯泡D 的电阻为R D=6Ω ,电动机M 线圈的电阻为R M=2Ω ,与电动机并联的理想电压表读数为U M= 14V.电动机的转轴的摩擦可忽略,求:( 1)通过灯泡的电流I=?(2)电动机M 线圈的发热功率P Q=?(3)电动机M 输出的机械功率P 机=?18.如图所示电路中,R1=R2=2Ω ,R3= 1Ω.当K 接通时,电压表的读数为1V;K 断开时,电压表的读数为0.75V.求电源电动势E和内阻r.19.如图所示,电源电动势为E=6V ,内电阻为r= 1Ω ,滑动变阻器电阻的阻值范围0 ﹣10Ω,当滑动变阻器电阻R=2Ω时,当K 闭合后,求:( 1)电路中的电流为多大?(2)电路中路端电压为多少?(3)电源的输出功率为多少?(4)电源的总功率为多少?3-11. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此( )A. 电动势是一种非静电力B. 电动势越大,表明电源储存的电能越多C. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映D. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C2.额定电压是220V ,电阻是440Ω的灯泡,在正常工作时,3 分钟内通过灯丝横截面的电量为( )A.30CB.90CC.220CD.360C 【答案】B3.如图所示为两电阻R1 和R2 的伏安特性曲线.关于它们的电阻值及串联或并联后电路中的总电流比较正确的是( )A. 电阻R1 的阻值比电阻R2 的阻值大B. 电阻R2 阻值比电阻R1 的阻值大C.两电阻串联后比并联后接入同一电源,电路中的总电流大D.两电阻并联后比串联后接入同一电源,电路中的总电流小【答案】B4.如图所示,电流计的内阻R g= 100Ω ,满偏电流I g= 1mA ,R1=900Ω ,R2= 100/999Ω ,则下列说法正确的是:A. 当S1 和S2 均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1AB. 当S1 和S2 均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是10VC. 当S1 和S2 均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是0. 1AD. 当S1 和S2 均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1A【答案】D5.如图所示的长方体是用电阻率为ρ的均匀金属制成的,长度为2L,其横截面为正方形,边长为L,若将它的a、b端接入电路时的电阻为R,则将它的两个侧面上的c、d端接入电路时的电阻是( )A.RB.R/4C.R/2D.4R【答案】B6.在如图所示的− 图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线. 用该电源与电阻R组成闭合电路. 由图象判断错误的是( )A. 电源的电动势为3 V,内阻为0.5B.接入电路后电阻R的阻值为 1C. 电源的效率为80%D. 电源的输出功率为 4 W【答案】C7.在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P 向下移动时,则( )A.A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮B.A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗C.A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗D.A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮【答案】D8.如图所示,已知R1=R2=R3= 1Ω ,当开关S闭合后,电压表的读数为1V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8V,则电池的电动势等于( )A. 1VB. 1.2VC.2VD.4V【答案】C9.如图所示的电路中,闭合电键k 后,灯a 和b 都正常发光,后来由于某种故障使灯 b 突然变亮,电压表读数增加,由此推断这故障可能是( )A a 灯灯丝烧断.B. 电阻R2 短路C. 电阻R2 断路D. 电容被击穿短路【答案】C10.如图所示,电源内阻较大,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L 也能正常发光,现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动,则( )A.灯泡将变暗,电源效率将减小B.液滴带正电,将向下做加速运动C. 电源的路端电压增大,输出功率也增大D.滑片滑动瞬间,带电液滴电势能将减小【答案】D11.某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率PR 和电源内部的发热功率Pr 随电流I 变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知( )A.反映Pr变化的图线是aB. 电源电动势为8 VC. 电源内阻为2 ΩD. 当电流为0.5 A 时,外电路的电阻为6 Ω【答案】CD12.如图所示,是一个小灯泡的电流强度随小灯泡两端电压变化的关系图,则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是( )A.小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小B.小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小C.欧姆定律对小灯泡不适用D.如果把三个这种相同的灯泡串联后,接到电压恒为12V 的电源上,则流过每个小灯泡的电流为0.4A【答案】D13.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列判断正确的是( )A. 电源电动势E1>E2B. 电源电动势E1=E2C. 电源内阻r1 >r2D. 电源内阻r1 <r2【答案】BD14.在如图所示的电路中,输入电压U 恒为8 V ,灯泡L 标有“3 V,6 W”字样,电动机线圈的电阻R M=1 Ω .若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )A. 电动机的效率是80%B.流过电动机的电流是 2 AC. 电动机的输入电压是5 VD.整个电路消耗的电功率是10 W【答案】BC15.如图所示,电源电动势E= 12V,内阻r=3Ω ,R0=2Ω ,直流电动机内阻R0 ′= 1Ω ,额定输出功率P0=2W.调节滑动变阻器R1 可使甲电路输出功率最大,调节R2 可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作,则( )A. 甲电路中当R1= 1Ω时,定值电阻R0 功率最大B. 甲电路中当R1= 1Ω时,电源的输出功率最大C. 乙电路中当R2= 1.5Ω时,电源的输出功率最大D. 乙电路中当R2=2Ω时,电源的输出功率最大【答案】BC16.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.实验室除提供开关S 和导线外,有以下器材可供选择:电压表:V(量程3V ,内阻Rv 约为10kΩ)电流表:G(量程3mA ,内阻Rg= 100Ω)滑动变阻器:R(阻值范围0~10Ω ,额定电流2A)定值电阻:R0=0.5Ω( 1)该同学将电流表G 与定值电阻R0 并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是____________ A.(2)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G 读数为横坐标,以电压表V 读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E= _______ V(结果保留三位有效数字) ,电源的内阻r= ______ Ω(结果保留两位有效数字).(3)由于电压表内阻电阻对电路造成影响,本实验电路测量结果电动势 E ____________ ,内阻r ______ (选填“偏大” 、“不变”或“偏小”)【答案】( 1) 0.603或0.6 ;(2) 1.48;0.86(0.78 一0.90) ;(3)偏小;偏小;17.如图,灯泡D 与电动机M 中串联在一个稳压电源上,电源的输出电压为U=20V,灯泡D 的电阻为R D=6Ω ,电动机M 线圈的电阻为R M=2Ω ,与电动机并联的理想电压表读数为U M= 14V.电动机的转轴的摩擦可忽略,求:( 1)通过灯泡的电流I=?(2)电动机M 线圈的发热功率P Q=?(3)电动机M 输出的机械功率P 机=?【答案】( 1) 1A ;(2)2W;(3) 12W【解析】( 1)灯两端的电压为U D= U一U M= 20 一14 = 6V所以通过灯泡的电流为I= = A= 1A(2)电动机M 线圈的发热功率P Q= I2R M= 12 2W= 2W(3)电动机M 消耗的电功率为P M= UI= 14 1 = 14W输出的机械功率P机= P M一P Q= 14 一2 = 12W18.如图所示电路中,R1=R2=2Ω ,R3= 1Ω.当K 接通时,电压表的读数为1V;K 断开时,电压表的读数为0.75V.求电源电动势E和内阻r.【答案】E =3V ,r = 1Ω【详解】设电源电动势为 E , 内阻为 r ,则当 K 接通,R 1 、R 2 并联再与 R 3 串联,R 1 、R 2 并 联电阻值是 1Ω ,电压表测 R 3 两端的电压, 所以: U 1 =E1即 : 1 = 当 K 断开,R 2 、R 3 串联,电压表测 R 3 两端的电压,则:E R 3 R + R + r2 + 1 + r联立①②代入数据得:E =3V ,r = 1Ω19.如图所示,电源电动势为 E=6V , 内电阻为 r= 1Ω ,滑动变阻器电阻的阻值范围 0 ﹣ 10Ω,当滑动变阻器电阻 R =2Ω时,当 K 闭合后,求:( 1)电路中的电流为多大? (2)电路中路端电压为多少? (3)电源的输出功率为多少? (4)电源的总功率为多少?【答案】( 1)2A (2)4V (3)8W (4) 12W【解析】根据闭合电路欧姆定律列式求解电流;根据 U =IR 求解路端电压;根据 P = UI 求解电源的输出功率;根据 P =EI 求解求解电源的总功率. ( 1)根据闭合电路欧姆定律,电流: I = =A = 2A(2)电路中路端电压:U =IR =2×2V=4V ; (3)电源的输出功率为:P = UI =4V×2A=8W ; (4)电源的总功率为:P =EI =6V×2A= 12W ;U 2 3E 1即: 0.75 = 1 + 1 + r= 2。
物理选修3-1一、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e =1.60×10-19C );带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律:F KQ Q r=122(真空中的点电荷){F:点电荷间的作用力(N); k:静电力常量k =9.0×109N •m 2/C 2;Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C);r:两点电荷间的距离(m); 作用力与反作用力;方向在它们的连线上;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3.电场强度:E Fq=(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理);q :检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E KQr =2{r :源电荷到该位置的距离(m ),Q :源电荷的电量} 5.匀强电场的场强ABU E d={U AB :AB 两点间的电压(V),d:AB 两点在场强方向的距离(m)} 6.电场力:F =qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)} 7.电势与电势差:U AB =φA -φB ,U AB =W AB/q =qP E Δ减8.电场力做功:W AB =qU AB =qEd =ΔE P 减{W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m);ΔE P 减 :带电体由A 到B 时势能的减少量}9.电势能:E PA =q φA {E PA :带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φA :A 点的电势(V)} 10.电势能的变化ΔE P 减=E PA -E PB {带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量} 11.电场力做功与电势能变化W AB =ΔE P 减=qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量)12.电容C =Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)} 13.平行板电容器的电容εSC 4πkd=(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器14.带电粒子在电场中的加速(Vo =0):W =ΔE K 增或22mVt qU =15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) : 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中:dU E = 垂直电场方向:匀速直线运动L =V 0t平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d =, F qE qUa m m m===注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; (3)常见电场的分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F =106μF =1012PF ;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV =1.60×10-19J ;(8)其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面带电粒子在匀强电场中的类平抛运动一、模型原题一质量为m ,带电量为q 的正粒子从两极板的中部以速度v 0水平射入电压为U 的竖直向下的匀强电场中,如图所示,已知极板长度为L ,极板间距离为d 。
第一章第一节1.答:在天气干躁的季节,脱掉外衣时,由于摩擦,外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时,身体放电,于是产生电击的感觉。
2.答:由于A、B都是金属导体,可移动的电荷是自由电子,所以,A带上的是负电荷,这是电子由B移动到A的结果。
其中,A得到的电子数为,与B失去的电子数相等。
3.答:图1-4是此问题的示意图。
导体B中的一部分自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端,右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排斥力,A、B之间产生吸引力。
4.答:此现象并不是说明制造出了永动机,也没有违背能量守恒定律。
因为,在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1.答:根据库仑的发现,两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以,先把A球与B球接触,此时,B球带电;再把B球与C球接触,则B、C球分别带电;最后,B球再次与A球接触,B球带电。
2.答:(注意,原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度!)3.答:设A、B两球的电荷量分别为、,距离为,则。
当用C接触A时,A的电荷量变为,C的电荷量也是;C再与接触后,B的电荷量变为;此时,A、B间的静电力变为:。
在此情况下,若再使A、B间距增大为原来的2倍,则它们之间的静电力变为。
4.答:第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图1-6所示。
共受三个力的作用,,由于,相互间距离分别为、、,所以,。
根据平行四边形定则,合力沿对角线的连线向外,且大小是。
由于对称性,每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等,且都沿对角线的连线向外。
5.答:带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡,它的受力示意图见图1-7。
静电斥力,又,,所以,第三节1.答:A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2.答:电子所在处的电场强度为,方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为,方向沿着半径指向质子。
第十一章电路及其应用1.电源和电流合格考达标练1.在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是()A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线处于静电平衡状态D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐升高,垂直导线方向的电场相互抵消,在导线中形成了沿导线方向的电场,即导线中的电场强度方向跟导线方向平行,A错误,B正确;导线内有电场,说明导线不处于静电平衡状态,C错误;沿电场方向电势逐渐降低,电场方向就是正电荷的受力方向,也就是电流的方向,即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低,D错误。
2.(2021山东潍坊检测)下列关于电流的说法正确的是()A.根据I=qt可知,I与q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.电流的单位“安培”不是国际单位制中的基本单位I=qt是电流的定义式,I不由q来决定,A错误;根据恒定电流的定义可知,如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流,B正确;电流是标量,其方向表示正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,C错误;安培是国际单位制中七个基本单位之一,D错误。
3.电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A,当通电5 min 时,通过电阻横截面的电子数为()A.1 500B.9.375×1019C.9.375×1021D.9.375×1020,n=qe =Ite=9.375×1021。
4.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,其电流的等效电流强度I和方向为()A.ve2πr ,顺时针B.ver,顺时针C.ve 2πr ,逆时针D.ver,逆时针,电子运动周期为T=2πrv,根据电流的定义式得:电流强度为I=qt =eT=ve2πr,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,故C项正确。
高中物理【电源和电流】专题训练[A 组 基础达标练]1.在导体中有电流通过时,下列说法正确的是( ) A .电子定向移动速率接近光速 B .电子定向移动速率即是电场传导速率 C .电子定向移动速率即是电子热运动速率D .在金属导体中,自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动解析:电子定向移动的速率很小,数量级为10-4 m/s ,自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动,故D 正确,A 错误;电场的传导速率为光速c =3×108 m/s ,无规则热运动速率的数量级为105 m/s ,故B 、C 错误。
答案:D2.一个半导体收音机,电池供电的电流是8 mA ,也就是说( ) A .1 h 电池供给1 C 的电荷量 B .1 000 s 电池供给8 C 的电荷量 C .1 s 电池供给8 C 的电荷量 D .1 min 电池供给8 C 的电荷量解析:根据I =qt 知,1 h 电池供电荷量q 1=8×10-3×3.6×103 C =28.8 C ,A 错误;1 000s 电池供电荷量q 2=1 000×8×10-3 C =8 C ,B 正确;1 s 电池供电荷量q 3=1×8×10-3 C =8×10-3 C ,C 错误;1 min 电池供电荷量q 4=60×8×10-3 C =0.48 C ,D 错误。
答案:B3.一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q ,当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A .q v B.q v C .q v SD.q v S解析:时间t 内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量Q =q v t ,由电流的定义式可得I =Qt=q v ,故A 正确。
课时跟踪检测(十一) 电源和电流A组—重基础·体现综合1.某金属导体内,若在2 s内有3.2 C的电子定向通过某横截面,则电流大小为() A.0 B.0.8 AC.1.6 A D.3.2 A解析:选C根据电流的定义式可知,电流大小为I=qt=3.22A=1.6 A,故选C。
2.(多选)如图所示的电流—时间图像,不属于恒定电流的是()解析:选BCD恒定电流是指大小和方向都不变的电流,所以A属于恒定电流,B、C、D不是恒定电流。
3.下列说法中正确的是()A.导体中只要电荷运动就形成电流B.在国际单位制中,电流的单位是AC.电流有方向,它是一个矢量D.根据I=qt,可知I与q成正比解析:选B导体中只有电荷能定向运动才能形成电流,选项A错误;在国际单位制中,电流的单位是A,选项B正确;电流有方向,但它是一个标量,选项C错误;根据I=qt,电路中的电流强度用电荷量与时间的比值来量度,但是与电荷量和时间无关,选项D 错误。
4.关于电流,下列说法正确的是()A.电子的运动速率越大,电流就越大B.单位时间内通过导体横截面积的电荷量越多,导体中的电流越大C.导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动D.导体中的电流,一定是自由电子的定向移动形成的解析:选B电流大小与电子运动速率无关,故A错误;电流的定义为电荷量与时间的比值,如果单位时间内通过截面的电荷量越多,则电流越大,故B正确;导体中无电流时,内部的自由电荷仍在做无规则热运动,故C错误;导体中的电流,不一定是自由电子的定向移动形成的,也可能是其他带电离子定向移动形成的,选项D 错误。
5.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t 内有K 个二价正离子到达阴极,有2K 个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为( )A .0 B.2Ke tC.3Ke tD.4Ke t解析:选B 由题意可知,电离时通过导体截面的电荷量为2Ke ,由电流公式I =qt 得I =2Ket ,故A 、C 、D 错误,B 正确。
对电源、电流的理解
1.下列有关电源的电路中,导线内部的电场强度的说法中正确的是( ) A .导线内部的电场就是电源所形成的电场
B .在静电平衡时,导线内部的场强为零,而导线外部的场强不为零,所以导线内部的电场不是稳定的
C .因为导线处于电源的电场中,所以导线内部的场强处处为零
D .导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电荷处于平衡状态,电荷分布是稳定的,电场也是稳定的 答案 D
解析 导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和,稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零),而是场强大小恒定,方向与导线切线一致,是一种动态的平衡,故A 、B 、C 错,D 对.
公式I =q
t
的理解与应用
2.电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A ,当通电5分钟时,通过电阻横截面的电子数为( ) A .1 500个 B .9.375×1019个 C .9.375×1021个 D .9.375×1020个
答案 C
解析 q =It ,n =q e =It
e
=9.375×1021个.
电流的微观意义
图214
3.如图214所示,一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷,每单位长度上电荷量为q ,当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A .q v B.q v C .q v S D .q v /S
答案 A
解析 1 s 内棒通过的长度l =v t ,总电荷量Q =ql =q v t .
由I =Q t =q v t
t
=q v ,故选项A 正确.
(时间:60分钟)
题组一 对电源、电流的理解
1.关于电流,下列叙述正确的是( )
A .只要将导体置于电场中,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
2.在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是( ) A .导线中的电场强度处处为零
B .导线中的电场强度方向跟导线方向平行
C .导线处于静电平衡状态
D .导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 答案 BD
解析 在电源和导线中感应电荷的共同作用下,垂直导线方向的电场相互抵消,在导体中形成了沿导线方向的电场,即导线中的电场强度方向跟导线方向平行,B 正确、A 错误;导体内有电场,说明导体不是静电平衡状态,C 错误;沿电场方向电势逐渐降低,电场方向就是正电荷的受力方向,也就是电流的方向,即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低,D 正确. 3.关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A .电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B .电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C .电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D .电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反 答案 AD
解析 在电源的外部电路中,电流从正极流向负极,在电源内部,电流从负极流向正极,电源正极电势高于负极电势,所以A 正确,B 错误;电子带负电,电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反,C 错误,D 正确. 题组二 公式I =q
t
的理解与应用
4.关于电流的说法中正确的是( ) A .根据I =q /t ,可知I 与q 成正比
B .如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
C .电流有方向,电流是矢量
D .电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 答案 D
解析 依据电流的定义式可知,电流与q 、t 皆无关,显然选项A 错误.虽然电流是标量,但是却有方向,因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等,但如果方向变化,电流也不是恒定电流,所以,选项B 错误.电流是标量,故选项C 错误. 5.关于电流的下列说法中,正确的是( )
A .电路中的电流越大,表示通过导体横截面的电荷量越多
B .在相同时间内,通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流就越大
C .通电时间越长,电流越大
D .导体中通过一定的电荷量所用时间越短,电流越大 答案 BD
图215
6.如图215所示,电解池内有一价的电解液,t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1,负离子数是n 2,设元电荷为e ,则以下解释中正确的是( )
A .正离子定向移动形成电流方向从A →
B ,负离子定向移动形成电流方向B →A B .溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消
C .溶液内电流方向从A 到B ,电流I =n 1e t
D .溶液中电流方向从A 到B ,电流I =(n 1+n 2)e
t
答案 D
解析 正电荷的定向移动方向就是电流方向,负电荷定向移动的反方向也是电流方向,有正负电荷反向经过同一截面时,I =q t 公式中q 应该是正、负电荷量绝对值之和.故I =n 1e +n 2e t ,
电流方向由A 指向B ,故选项D 正确.
图216
7.如图216所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积S 铝=2S 铜.在铜导线上取一截面A ,在铝导线上取一截面B ,若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两截面的电流的大小关系是( ) A .I A =I B B .I A =2I B C .I B =2I A D .不能确定 答案 A
解析 这个题目中有很多干扰项,例如两个截面的面积不相等,导线的组成材料不同等等.但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等,根据I =q
t
可知电流相等.
图217
8.半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q ,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流判断正确的是( ) A .若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍 B .若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍 C .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变大 D .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变小 答案 AB
解析 截取圆环的任一截面S ,如题图所示,在橡胶圆环运动一周的时间T 内,通过这个截面的电荷量为Q , 则有I =q t =Q
T
又T =2πω,所以I =Qω
2π,由上式可知,选项A 、B 正确.
题组三 电流的微观意义
9.导体中电流I 的表达式I =nqS v ,其中S 为导体的横截面积,n 为导体每单位体积内的自由电荷数,q 为每个自由电荷所带的电荷量,v 是( ) A .导体运动的速率 B .导体传导的速率
C .电子热运动的速率
D .自由电荷定向移动的速率 答案 D
解析 从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率,还与导体的横截面积有关,公式I =nqS v 中的v 就是自由电荷定向移动的速率.故选D.
10.有甲 、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,以下说法正确的是( ) A .甲、乙两导体的电流相同 B .乙导体的电流是甲导体的2倍
C .乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D .甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等 答案 B
解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,因此通过乙导体的电流是甲的2倍,故A 错,B 对.由于I =nqS v ,所以v =I
nqS ,由于不知道甲、乙两导体的性质(n ·q
不知道),所以无法判断v ,故C 、D 错.
11.已知电子的电荷量为e ,质量为m .氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少? 答案 e 2
2πr 2m
kmr
解析 根据电流大小的定义式去求解,截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间T 内,通过这个截面的电荷量Q =e ,则有:I =Q T =e T ,再由库仑力提供向心力有:k e 2r 2=
m 4π2
T 2r . 得T =2πr e
mr k .解得I =e 2
2πr 2m
kmr .。