2024高中物理第二章恒定電流課時作業(yè)十含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE1課時作業(yè)(十)[全員參加·基礎(chǔ)練]1．關(guān)于電流，下列說法正確的是()A．通過截面的電荷量多少就是電流的大小B．電流的方向就是電荷定向移動的方向C．在導(dǎo)體中，只要自由電荷在運動，就肯定會形成電流D．導(dǎo)體兩端沒有電壓就不能形成電流【解析】依據(jù)電流的概念，電流是單位時間內(nèi)通過截面的電荷量，知A項錯．規(guī)定正電荷移動的方向為電流方向，知B項錯．自由電荷持續(xù)的定向移動才會形成電流，C錯，D對．【答案】D2．以下說法正確的是()A．只要有可以自由移動的電荷，就能存在持續(xù)電流B．金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場作用下形成的C．電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動速率D．在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動時，它們的熱運動就消逝了【解析】要有持續(xù)電流必需有電壓，A不對；導(dǎo)體中形成電流其緣由是在導(dǎo)體兩端加上電壓，于是在導(dǎo)體內(nèi)形成了電場，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子將在電場力作用下定向移動形成電流，B正確．電流的傳導(dǎo)速度等于光速，電子定向移動的速率很小，C不對．在形成電流時電子定向移動，并不是熱運動就消逝了，其實電子仍舊做無規(guī)則的熱運動，D不對．【答案】B3．(多選)關(guān)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．電容器充電時，電流從負(fù)極板流出，流入正極板【解析】在電源的外部電路中，電流從電源正極流向負(fù)極，在電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，電源正極電勢高于負(fù)極電勢，所以A正確，B錯誤．電子帶負(fù)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．電容器充電時，電子流入負(fù)極板，所以電流從負(fù)極板流出，流入正極板，D正確．【答案】AD4．電路中，每分鐘有6×1013個自由電子通過橫截面積為0.64×10－6mA．0.016mA B．1.6mAC．0.16μA D．16μA【解析】電流的大小是通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與所用的時間的比值，即：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,60)A＝0.16μA，故選C.【答案】C5．有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，乙是甲的2倍，下列說法中正確的是()A．通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B．通過乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍C．乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速度是甲導(dǎo)體的2倍D．甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速度大小相同【解析】由于單位時間內(nèi)通過乙橫截面的電荷量是甲的2倍，因此乙導(dǎo)體中的電流是甲的2倍，故A錯誤，B正確；又I＝nqSv，則v＝eq\f(1,nqS)，由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)(n、q不知道)，所以v的關(guān)系無法推斷，C、D錯誤．【答案】B6．(多選)一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，電子的電荷量為q.此時電子的定向移動速度為v，在t時間內(nèi)，通過銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A．nvSt B．nvtC．It/q D．It/Sq【解析】在t時間內(nèi)，通過銅導(dǎo)線橫截面的電荷量為It，通過銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N＝It/q，故C正確，D錯誤；把I＝nqSv代入N＝It/q可得N＝nvSt，故A正確，B錯誤．【答案】AC7．(多選)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，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有()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)運動一周期的時間內(nèi)通過這個截面的電荷量為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A、B正確．【答案】AB8．某電解池，假如在1s內(nèi)共有5×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負(fù)離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是()A．0 B．0.8AC．1.6A D．3.2A【解析】由于電解液中，是正、負(fù)兩種離子的定向移動形成電流，故1s內(nèi)流過某截面的電荷量為正、負(fù)離子所帶電荷量的代數(shù)和即q＝(5×1018×2＋1.0×1019)×1.6×10－19C＝3.2C，故通過這個截面的電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(3.2,1)A＝3.2A.【答案】D[超越自我·提升練]9．如圖2－1－3所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為基元電荷，以下說法正確的是()圖2－1－3A．當(dāng)n1＝n2時電流強度為零B．當(dāng)n1＞n2時，電流方向從A→B，電流強度為I＝eq\f(n1－n2e,t)C．當(dāng)n1＜n2時，電流方向從B→A，電流強度I＝eq\f(n2－n1e,t)D．電流方向從A→B，電流強度I＝eq\f(n2＋n1e,t)【解析】本題考查電流方向和電流強度的定義式I＝eq\f(q,t)，電荷的定向移動形成電流，金屬導(dǎo)體中定向移動的是帶負(fù)電的自由電子，這時電流的方向與自由電子定向移動方向相反，在電解液導(dǎo)電時，定向移動的電荷有正離子和負(fù)離子，它們同時向相反方向移動形成電流，所以，電流強度應(yīng)當(dāng)是I＝eq\f(n2＋n1e,t)，電流方向應(yīng)是從A→B.【答案】D10．在顯像管的電子槍中，從炙熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()A.eq\f(IΔl,eS)eq\r(\f(m,2eU)) B.eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))C.eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU)) D.eq\f(ISΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))【解析】設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n，對電子加速過程應(yīng)用動能定理：eU＝eq\f(1,2)mv2所以電子剛出電場時定向移動速度v＝eq\r(\f(2eU,m))由電流的微觀表達式I＝nSqv得：n＝eq\f(I,Sqv)＝eq\f(I,Se)eq\r(\f(m,2eU))，Δl內(nèi)的電子數(shù)為：N＝n·ΔlS＝eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))，故B正確．【答案】B11．已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，氫原子的電子在氫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？【解析】截取電子運動軌道的任一截面，在電子運動一周的時間T內(nèi)，通過這個截面的電荷量q＝e，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(e,T).再由庫侖力供應(yīng)向心力有：keq\f(e2,r2)＝meq\f(4π2,T2)·r得T＝eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k))，解得I＝eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr).【答案】eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr)12．夏季某日午后，某地區(qū)距地面約1km的空中有兩塊烏云，相距3km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢差能保持約為3×109V不變．已知空氣的電場擊穿場強為3×106V/m.請對以下問題進行估算．圖2－1－4(1)當(dāng)兩塊烏云相距多少米時會發(fā)生電閃雷鳴？(2)當(dāng)電閃雷鳴時，若兩塊烏云之間通過的電荷量為500C，可釋放多少能量？(3)這次放電現(xiàn)象歷時約0.01s，則其平均電流約為多大？【解析】(1)由E＝eq\