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2020-2021学年高中物理 第十一章 电路及其应用 第1节 电源和电流练习新人教版必修3

2020-2021学年高中物理 第十一章 电路及其应用 第1节 电源和电流练习新人教版必修3

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第1节 电源和电流

一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)
1．关于电源的作用，下列说法不正确的是(　A　)
A．为电流提供自由电子　 　B．使导体中形成电场
C．保持导体两端的电压　　 　D．使自由电荷定向移动起来
解析：电源是提供电能的装置，电源是将其它形式的能转换为电能的装置，它可以使导体两端保持一定的电压，从而使导体中的电子定向移动起来形成电流；故BCD正确，A错误。
2．下列关于电流的说法中正确的是(　B　)
A．根据I＝，可知I与q成正比
B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一
C．电流既有强弱，又有方向，是矢量
D．如果在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流一定是恒定电流
解析：I＝是电流的定义式，不能错误地认为I与q成正比，故A错误；电流虽然既有强弱，又有方向，但是电流的运算法则是代数加减，所以电流是标量，C错误；恒定电流是大小和方向均保持不变的电流，所以D项错误。
3．(2019·陕西省南郑中学高二上学期期中)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　)

A．vq　　　　　 　B.
C．qvS　　　　　 　D．qv/S
解析：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为Q＝vt·q
等效电流I＝＝vq故A正确。
4．(2019·北京交大附中高二上学期期中)某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有2n个电子到达探测器的阳极，n个二价正离子到达阴极，则探测器电路中的电流为(　B　)
A．0　　　　　　　 　　　 　B.
C.　　 　D.
解析：根据题意可以知道，电离时通过导体截面的电量为zne；由电流公式I＝，得：I＝，B正确。
5．关于电流，下列说法正确的是(　B　)
A．导体中无电流的原因是其内部的自由电荷停止了运动
B．同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动的速率大
C．由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多
D．电流的传导速率就是导体内自由电荷的定向移动速率
解析：导体中无电流时，内部的自由电荷仍在无规律运动，选项A错误；由I＝nqvS可知，同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动的速率大，选项B正确；电荷的定向运动才会形成电流，与电荷的无规则运动无关，选项C错误；电流的传导速率是电场形成的速度，约为光速，而自由电荷的定向移动速率远小于光速，选项D错误。
6．(2019·河北省石家庄二中高二上学期期中)某根导线的横截面积为S，通过电流为I。已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏伽德罗常数为NA，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动速率为(　A　)
A.　　 　B.
C.　　 　D.
解析：设电子定向移动的速度为v，则t时间内通过截面S的电荷量q＝·NAe，根据I＝，得v＝，故选项A正确。

一、选择题(本题共2小题，每题8分，共16分)
1．如图所示的电解液接入电路后，在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是(　D　)

A．当n1＝n2时，电流大小为零
B．当n1>n2时，电源外部电流方向由A指向B，电流I＝
C．当n1<n2时，电源内部电流方向由B指向A，电流I＝
D．电源外部电流方向由A指向B，电流I＝
解析：因为电解液中的电流是正、负离子同时向相反方向移动形成的，两者t时间内通过同一个截面的电量Q＝n1e＋2n2e，所以I＝，电源外部电流方向由A指向B，故选项D正确。
2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的(　AD　)

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
解析：由电流定义知I＝，A正确，B错误；由电流的微观表达式I＝nSev知，I、n、e均相等，因为SA<SB，所以vA>vB，故C错误，D正确。
二、非选择题
3．(12分)(2019·北京师大附中实验中学高二上学期期中)氢原子内有一个氢原子核和一核外电子，电子和原子核都带一个元电荷e，电子带负电，原子核带正电，电子质量为m，设电子绕原子核运动的轨道半径为r。求：
(1)电子的运动周期；
(2)电子的动能；
(3)等效电流。
答案：(1)　(2)　(3)
解析：(1)库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，即有：k＝m
解之得电子做匀速圆周运动的速度：v＝e
做匀速圆周运动的周期：T＝
得电子绕核运动的周期：T＝
(2)电子的动能为Ek＝mv2；
得Ek＝
(3)电流I＝＝