整合高二物理选修3-1 第二章 第1节 电源和电流 习题1

 选修3-1第二章 第一节《电源和电流》

课后巩固提升（40分钟）

1．有甲、乙两导体，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量，乙是甲的2倍，以下说法中，正确的是(　　)

A．甲、乙两导体的电流强度相同

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度是甲导体的2倍

D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等

2．关于电流的说法中正确的是(　　)

A．根据I＝，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

3.以下说法正确的是(　　)

A.只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流

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

4．关于导线中的电场，下列说法正确的是(　　)

A．导线内的电场线可以与导线相交

B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果

C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态

D．导线中的电场是静电场的一种

5．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(　　)

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

6.有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为 (    )

A. nvs Δt        B. nvΔt        C. IΔt /e        D. IΔt /se

7. 在显像管的电子中，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的电子束内电子个数是(   )

A.       B.       C.      D. 

8. 某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019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 A        C. 1.6 A      D. 3.2 A

9．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机待机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？

10.在某次闪电中，持续时间为0.005 s所形成的平均电流为6.0×104A，若闪电过程中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯，试求可供电灯照明的时间。

11．一根长为L＝2m，横截面积S＝1×10－3m2的铜棒，两端电势差为U＝5.44×10－2V，铜棒的电阻R＝2×10－5Ω，铜内自由电子的密度为n＝8.5×1029个·m－3，求：

(1)通过铜棒的电流；

(2)铜棒内电场强度；

(3)自由电子定向移动速率．

12.夏季某日午后，某地区距地面约1km的空中有两块乌云，相距3km，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量为500C，可释放多少能量？

(3)这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为多大？

参

1.B解析：由于单位时间内通过乙横截面的电量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错而B正确．由于I＝nqSv(n单位体积中的自由电荷数，q自由电荷的电量，S横截面积，v定向移动速率)，所以v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断．

2.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，故选项C也不对．

3. B 解析:要有持续电流必须有持续的电压,A不对;导体中形成电流的原因是导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动,形成电流,B正确;电流的传导速度等于真空中的光速,电子定向移动的速率很小,C不对;在形成电流时自由电子定向移动,但是热运动并没有消失,其实电子仍然做无规则的热运动,D不对。

4. B解析：导线内的电场线与导线是平行的故A错，导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对，导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种．故C、D错． 

5. AD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＝nSqv知，I、n、q均相等，因为SAvB，故C错误，D正确。

6. AC 解析:因为I=q/Δt，所以q=I·Δt自由电子数目为：N=q/e= IΔt /e，则选项C正确。又因为电流强度的微观表达式为I=nev·s，所以自由电子数目为N=q/e= IΔt /e =nevsΔt/e=nvs Δt   则选项A正确。

7.B 解析:设加速后电子的速度为v，则.又，n为单位体积内电子的数目，故Δl长内的电子数目：.

8. D 解析:电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电量应为：q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。根据电流的定义式得：I=q/t=6.4/2=3.2A

9. 0.35C　2.16×1018个

解析：通过的电量为：q＝It＝4×10－6×24×3600C＝0.35C

通过的电子数为：

N＝＝＝2.16×1018 个

10. 6×103s

解析:由于总的电荷量不变，设供电时间为t，则有：0.005×6.0×104=0.5t，解得t=6×103s

11.(1)2.72×103A　(2)2.72×10－2V/m　(3)2×10－5m/s

解析：(1)I＝＝2.72×103A

(2)E＝＝2.72×10－2V/m

(3)V＝＝m/s＝2×10－5m/s

12.答案：(1)1000m　(2)1.5×1012J　(3)5×104A

解析：(1)由E＝得d＝＝m＝1000m.

(2)释放的能量E能＝qU＝500×3×109J＝1.5×1012J。

(3)由电流的定义得I＝＝A＝5×104A。