1、人教版選修3-1課時(shí)作業(yè)第二章恒定電流電源和電流一、選擇題1.關(guān)于電源的以下說(shuō)法,正確的是() A.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由負(fù)極不斷地搬運(yùn)到正極,從而使兩極之間有一定的電勢(shì)差B.電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由正極不斷地搬運(yùn)到負(fù)極,從而使兩極之間有一定的電勢(shì)差C.只要電路中有電源,電路中就一定有電流D.電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)用電器,也需要外界提供能量2.關(guān)于電流,下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)體中無(wú)電流的原因是其內(nèi)部的自由電荷停止了運(yùn)動(dòng)B.同一個(gè)金屬導(dǎo)體接在不同的電路中,通過(guò)的電流往往不同,電流大說(shuō)明那時(shí)導(dǎo)體內(nèi)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率大C.由于電荷做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率比電荷定向移動(dòng)速率大得多,故電荷

2、做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)形成的電流也就大得多D.電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的定向移動(dòng)速率3.(多選)關(guān)于電流的方向,下列說(shuō)法中正確的是()A.在電源供電的外部電路中,電流是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端B.電源內(nèi)部,電流是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端C.電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同D.電容器充電時(shí),電流從負(fù)極板流出,流入正極板4.電解池的主要應(yīng)用是工業(yè)制純度高的金屬,它能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。如圖所示,某電解池接入電路后,在t時(shí)間內(nèi)有n1個(gè)一價(jià)正離子和n2個(gè)二價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S,設(shè)e為元電荷,則下列說(shuō)法正確的是()A.正離子定向移動(dòng)形成的電流方向是從A指向B,負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流

3、方向是從B指向AB.當(dāng)n1=2n2時(shí),電流大小為零C.電流I=(n1+n2)etD.電流I=(n1+2n2)et5.在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng),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(chǎng)時(shí),一小段長(zhǎng)為l的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是()A.IleSm2eUB.Ilem2eUC.IeSm2eUD.ISlem2eU6.一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S,導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e,自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率為v0,導(dǎo)體中通過(guò)的電流為I,則下列說(shuō)法中正確的有(

4、)A.自由電子定向移動(dòng)的速率為v0B.自由電子定向移動(dòng)的速率為v=IneSC.自由電子定向移動(dòng)的速率為真空中的光速cD.自由電子定向移動(dòng)的速率為v=Ine7.一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線,通過(guò)電流為I。已經(jīng)知道銅的密度為,銅的摩爾質(zhì)量為M,電子電荷量為e,阿伏加德羅常數(shù)為NA,設(shè)每個(gè)銅原子只提供一個(gè)自由電子,則銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率為() A.MINASeB.MINASeC.INAMSeD.INASeM8.北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道,當(dāng)環(huán)中的電流為10 mA時(shí),若電子的速率為光速的十分之一,則在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為() A.5×1011個(gè)B.5&

5、#215;1019個(gè)C.1.0×1013個(gè)D.1.0×103個(gè)9.如圖所示,電解池內(nèi)有一價(jià)的電解液,t時(shí)間內(nèi)沿相反方向通過(guò)溶液內(nèi)某橫截面S的正離子數(shù)是n1,負(fù)離子數(shù)是n2,設(shè)元電荷為e,以下說(shuō)法中正確的是()A.當(dāng)n1=n2時(shí)電流大小為零B.當(dāng)n1>n2時(shí),電流方向從AB,電流大小為I=(n1-n2)etC.當(dāng)n1<n2時(shí),電流方向從BA,電流大小為I=(n2-n1)etD.溶液內(nèi)電流方向從AB,電流大小為I=(n1+n2)et10.如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷,單位體積內(nèi)的電荷量為q,當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),由

6、于棒運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為()A.vqB.qvC.qvSD.qvS11.有甲、乙兩導(dǎo)體,甲的橫截面積是乙的兩倍,而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量,乙是甲的2倍,下列說(shuō)法中正確的是() A.通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B.通過(guò)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(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的2倍D.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相同12.導(dǎo)體中的電荷定向移動(dòng)形成電流,要使電荷的定向移動(dòng)速度增加到原來(lái)的2倍,在只改變一個(gè)物理量的條件下,可以實(shí)現(xiàn)的是()A.把導(dǎo)線的橫截面積增到原來(lái)的2倍B.把導(dǎo)體中單位體積的自由電荷數(shù)增到原來(lái)的2倍C.把電流增到原來(lái)的2倍D.把電流減到原來(lái)的一半1

7、3. (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(gè)自由電子,電子的電荷量為e。此時(shí)電子的定向移動(dòng)速率為v,在t時(shí)間內(nèi),通過(guò)銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.nvStB.nvtC.IteD.ItSe二、非選擇題14.如圖是靜電除塵器示意圖,A接高壓電源的正極,B接高壓電源的負(fù)極,AB之間有很強(qiáng)的電場(chǎng),空氣被電離為電子和正離子,電子奔向正極A的過(guò)程中,遇到煙氣的煤粉,使煤粉帶負(fù)電荷,吸附到正極A上,排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會(huì)吸附m mol電子,每晝夜能除塵n kg,計(jì)算高壓電源的電流大小I(電子電荷量設(shè)為e,阿伏加德羅常數(shù)為NA,一晝夜時(shí)間為t

8、)。15.導(dǎo)線中的電流是10-8 A,導(dǎo)線的橫截面積為1 mm2。(1)在1 s內(nèi),有多少個(gè)電子通過(guò)導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e=1.6×10-19 C)?(2)自由電子的平均移動(dòng)速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.5×1028個(gè)自由電子)?(3)自由電子沿導(dǎo)線移動(dòng)1 cm,平均需要多少時(shí)間?16.2020新春之際出現(xiàn)了罕見(jiàn)的新型冠狀病毒疫情,舉國(guó)上下,萬(wàn)眾一心,科學(xué)救治,其中對(duì)重癥肺炎病人需要使用急救呼吸功能障礙應(yīng)急系統(tǒng),某種急救機(jī)電源銘牌的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表:交流電源220 V1.3 A正常工作時(shí)接地泄漏電流<50 A(整機(jī))內(nèi)置電池24 V7 Ah平均工作電流2.8 A

9、(呼吸頻率15次/min)使用交流電源時(shí)該機(jī)的額定輸入功率多大?若突然停電而使用內(nèi)置電池,它最多可放出多少電荷量?該電池維持患者正常呼吸的工作時(shí)間約多長(zhǎng)?答案一、選擇題1.B電源的作用是在電源內(nèi)部把電子由正極不斷地搬運(yùn)到負(fù)極,從而使兩極之間有一定的電勢(shì)差,故A錯(cuò),B對(duì)。電路中有電流不僅需要電源,還需要電路是閉合的,兩者缺一不可,故C錯(cuò)。電源是對(duì)電路提供能量的裝置,故D錯(cuò)。2.B導(dǎo)體中無(wú)電流時(shí),內(nèi)部的自由電荷仍在無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由I=nevS可知,同一個(gè)金屬導(dǎo)體接在不同的電路中,通過(guò)的電流往往不同,電流大說(shuō)明那時(shí)導(dǎo)體內(nèi)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率大,選項(xiàng)B正確;電流的大小與電荷無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的快慢

10、無(wú)關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電流的傳導(dǎo)速率是電場(chǎng)形成的速度,約為光速,而自由電荷的定向移動(dòng)速率遠(yuǎn)小于光速,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.AD在電源供電的外部電路中,電流從正極流向負(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(shì)高于負(fù)極電勢(shì),所以A正確,B錯(cuò)誤。電子帶負(fù)電,電子運(yùn)動(dòng)形成的電流方向與電子運(yùn)動(dòng)的方向相反,C錯(cuò)誤。電容器充電時(shí),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。4.D電流方向與正電荷的定向移動(dòng)方向相同,所以電流方向由A到B,故A錯(cuò)誤;由題意可知,流過(guò)溶液截面的電荷量q=(n1+2n2)e,則電流I=(n1+2n2)et,故D正確,B、C錯(cuò)誤。5.B設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n,對(duì)電子加速

11、過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理:eU=12mv2,所以電子剛出電場(chǎng)時(shí)定向移動(dòng)速度v=2eUm。由電流的微觀表達(dá)式I=neSv得n=ISev=ISem2eU,長(zhǎng)為l的電子束內(nèi)的電子數(shù)為N=n·lS=Ilem2eU,故B正確。6.D電流微觀表達(dá)式I=neSv中n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù),而本題中n為單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù),t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的自由電子數(shù)為長(zhǎng)度是vt內(nèi)的自由電子,其數(shù)量為nvt,電荷量q=nvte,所以電流I=qt=nev,所以v=Ine,故D正確。7.A設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率為v,導(dǎo)線中自由電子從一端定向移到另一端所用時(shí)間為t,因每個(gè)銅原子可提供一個(gè)自由電子,則銅原子數(shù)目與自由

12、電子的總數(shù)相等,電子數(shù)n=SvtMNA,t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量q=ne,則電流I=qt=SveNAM,解得v=MISeNA,A正確。8.A設(shè)在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為n,這些電子通過(guò)某一橫截面所用時(shí)間為t,則t=240m110c=8×10-6 s,由I=qt=net,解得n=Ite=10×10-3×8×10-61.6×10-19(個(gè))=5×1011(個(gè)),故A正確。9.D正離子定向移動(dòng)方向就是電流方向,負(fù)離子定向移動(dòng)的方向與電流方向相反;有正、負(fù)離子沿相反方向經(jīng)過(guò)同一橫截面時(shí),公式I=qt中的q應(yīng)是正、負(fù)離子電荷量絕對(duì)值之和,故

13、I=(n1+n2)et;電流方向由A指向B,與正、負(fù)離子的數(shù)量無(wú)關(guān),A、B、C錯(cuò)誤,D正確。10.C時(shí)間t內(nèi)通過(guò)棒的長(zhǎng)度為l=vt,總電荷量為Q=vtSq,由I=Qt=qvtSt=qvS,故選項(xiàng)C正確。11.B由于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(cuò)誤,B正確;又I=neSv,則v=IneS,由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)(n不知道),所以v的關(guān)系無(wú)法判斷,C、D錯(cuò)誤。12.C由公式I=nevS可知,把導(dǎo)線的橫截面積增到原來(lái)的2倍,則自由電荷定向移動(dòng)速度減小為原來(lái)的一半,故A錯(cuò)誤;由公式I=nevS可知,把導(dǎo)線中單位體積的自由電荷數(shù)增到原來(lái)的2倍,則自由

14、電荷定向移動(dòng)速度減小為原來(lái)的一半,故B錯(cuò)誤;由公式I=nevS可知,把導(dǎo)線內(nèi)電流增到原來(lái)的2倍,則自由電荷定向移動(dòng)速度增大為原來(lái)的2倍,故C正確;由公式I=nevS可知,把導(dǎo)線內(nèi)電流減到原來(lái)的一半,則自由電荷定向移動(dòng)速度減小為原來(lái)的一半,故D錯(cuò)誤。13.AC在t時(shí)間內(nèi),通過(guò)銅導(dǎo)線橫截面的電荷量為It,通過(guò)銅導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N=Ite,故C正確,D錯(cuò)誤;把I=neSv代入N=Ite可得N=nvSt,故A正確,B錯(cuò)誤。二、非選擇題14.答案2mnNAet解析根據(jù)電流大小定義式I=Qt,只要能夠計(jì)算出一晝夜時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量Q,就能夠求解電流大小I,需要注意的是,流過(guò)電源的電荷量Q跟

15、煤粉吸附的電荷量Q'并不相等,由于電離出的氣體中電子和正離子同時(shí)導(dǎo)電,煤粉吸附的電荷量Q'=12Q。因?yàn)镼'=mnNAe,Q=It,所以mnNAe=12It,I=2mnNAet。15.答案(1)6.25×1010個(gè)(2)7.4×10-13 m/s(3)1.35×1010 s解析(1)N=qe=Ite=10-8×11.6×10-19(個(gè))=6.25×1010(個(gè))。(2)由公式I=neSv得v=IneS=10-88.5×1028×1.6×10-19×1×10-6 m/s7.4×10-13 m/s。(3)由