2021年高中物理-第十一章-电路及其应用-1-电流和电源练习新人教版必修3.docx

2021年高中物理 第十一章 电路及其应用 1 电流和电源练习新人教版必修3

2021年高中物理 第十一章 电路及其应用 1 电流和电源练习新人教版必修3

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电源和电流
【基础巩固】
1.关于电流,下列说法正确的是 (　　)
A.通过导线横截面的电荷量越大,电流越大
B.电子定向运动的速率越大,电流越大
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,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
2.下列说法正确的是 (　　)
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定向移动形成的
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.金属导体内的自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了
答案:B
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
(　　)
A.4.8×10-6 A B.3×10-13 A C.3×10-6 A D.9.6×10-6 A
答案:A
4.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达探测器阴极,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.2net C.3net D.4net
答案:D
5.(多选)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e.电子的定向移动的速率为v,在t时间内,通过铜导线横截面的自由电子数可表示为 (　　)
A.nvSt B.nvt C.Ite D.ItSe
解析:在t时间内,通过铜导线横截面的电荷量为It,通过铜导线横截面的自由电子数可表示为N=Ite,选项C正确;把I=neSv代入N=Ite可得N=nvSt,选项A正确.
答案:AC
6.导体中的电流是这样产生的:当在一根长度为l、横截面积为S,单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压U时,导体中出现一个匀强电场,导体内的自由电子受匀强电场的静电力作用而加速,同时由于与正电荷碰撞而受到阻碍,这样边反复碰撞边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的平均速率v成正比,阻力可以表示为kv(k是常数),当电子所受静电力与阻力大小相等时,导体中形成了恒定电流,则电流的大小为
(　　)
A.ne2SUkl B.ne2lUkS C.ne2lSUk D.neSUkl
解析:由题意可知当静电力与阻力相等时形成恒定电流,则有Ule=kv,解得v=Uekl,则导体中的电流I=nevS=ne2SUkl,选项A正确.
答案:A
【拓展提高】
7.(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.各处的电流大小相等
C.粗的地方电荷定向移动速率大,细的地方小
D.粗的地方电荷定向移动速率小,细的地方大
答案:BD
8.在显像管的电子枪中,炽热的金属丝中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.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的电子束内的电子数是 (　　)
A.IΔleSm2eU B.IΔlem2eU C.IeSm2eU D.ISΔlem2eU
答案:B
9.(多选)如图所示,半径为R(远大于圆环横截面半径)的橡胶圆环带均匀正电荷,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,将产生等效电流.下列说法正确的是 (　　)

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ω、Q不变,使环的半径增大,电流将变大
D.若ω、Q不变,使环的半径增大,电流将变小
解析:环转动一周的时间为t=2πω,一周内通过某一横截面的电荷量为Q,则电流为I=Qt=Qω2π.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,故选项A正确;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,故选项B正确;若ω、Q不变,使环的半径增大,电流不受影响,故选项C、D错误.
答案:AB
【挑战创新】
10.右下图是静电除尘器的示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,A、B之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,煤粉吸附到正极上,排出的烟就变清洁了.已知每千克煤粉吸附的电子的物质的量为n,每昼夜能除尘的质量为m,计算高压电源的电流I.已知电子的电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t.

解析:根据电流的公式I=Qt,只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就能够求解电流I.需要注意的是流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'并不相等,由于电离出的气体中的电子和正离子同时运动,煤粉吸附的电荷量Q'=12Q.
因为Q'=mneNA,Q=It,
所以mneNA=12It,I=2mneNAt.
答案:2mneNAt