3.1 电流 同步练 -2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

2023-2024高二物理课时练 第三章 恒定电流 课时1 电流 1．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2。设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是(　　) A．溶液内电流方向从A到B，电流大小为 B．溶液内电流方向从B到A，电流大小为 C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消 D．溶液内电流方向从A到B，电流大小为 2．铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子。今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（　　） A．光速c B． C． D． 3．（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匀速转动，将产生等效电流。下列说法正确的是（　　） A．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不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 C．若、Q不变，使环的半径增大，电流将变大 D．若、Q不变，使环的半径增大，电流将变小 4*．霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在加速电场，该区域内有与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，推进器质量，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（　　） A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度 B．氙离子的加速电压约为 C．氙离子向外喷射形成的电流约为 D．每秒进入放电通道的氙气质量约为 5．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子轰击肿瘤并杀死癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。来自质子源的质子（初速度为零），经粒子加速器加速后，形成细柱形的质子流。某次治疗时，所形成的质子流的等效电流为I，则此时加速器的加速电压U为（已知该细柱形的质子流横截面积为S，单位体积的质子数为n，质子的质量为m，其电荷量为e）（　　） A． B． C． D． 6*．来自质子源（初速度为零）经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。已知质子所带电荷量为，则这束质子流每秒钟打到靶上的质子数有 个（结果保留三位有效数字），假设分布在质子源到靶间的加速电场是均匀的，在与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为和，则 。 7．若距地面高约2 km的空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差约为3×109V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106 V/m将被击穿放电，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)若某次闪电，两块乌云之间通过的电荷量为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? 8．电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一．电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流． （1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，已知静电力常量为k，电子的电荷量为e，质量为m，电子在半径为r的轨道上做圆周运动．试计算电子绕氢原子核在该轨道上做圆周运动形成的等效电流大小； （2） 如图，AD表示一段粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为e．试证明导体中电流强度I=nesv； （3） 有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5cm2，通有电流2mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s．已知硅的密度2.4×103kg/m3，摩尔质量是28．电子的电荷量e=－1.6×10-19C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏加德罗常数为N0=6.02×1023mol-1．若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？ 1.D 2.D 3.AB 4.B 5.A 6. 7.（1）1000m；（2）J（3）A 8.（1）（2）见课堂笔记（