课时跟踪检测(13) 电流（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

课时跟踪检测（十三） 电流 A级——学考达标 1．(2023·福州永泰检测)如图所示，A、B两个导体分别带等量正、负电荷，如果在它们之间连接一根导线，则(　 ) A．导线上不会产生电流 B．导线上会产生从A到B的瞬间电流 C．导线上会产生从B到A的瞬间电流 D．导线上会产生从A到B的持续电流 解析：选B　用导线连接A、B两个分别带等量正、负电荷的导体时，自由电子在电场力的作用下，从电势低处向电势高处定向移动，带正电的导体得到电子，带负电的导体失去电子，所以导线上会产生从A到B的瞬间电流，故B正确，A、C、D错误。 2．电弧是一种气体放电现象，是电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。电力系统中，绝缘开关闭合或断开时常常产生电弧。已知某次电弧在2 ms中释放了0.1 C电荷量，则这段时间产生的电流为(　 ) A．0.5 A B．5 A C．50 A D．500 A 解析：选C　根据电流的定义式I＝，解得I＝ A＝50 A。 3．(2023·泉州南安检测)(多选) 如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是(　 ) A．正离子和负离子定向移动形成的电流方向都是从A→B B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．电流I＝ D．电流I＝ 解析：选AD　因为正离子定向移动的方向和负离子定向移动的反方向是电流的方向，故电流方向都是从A→B，故A正确，B错误；由I＝得I＝，故C错误，D正确。 4.(2023·南平邵武月考)(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带负电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是(　 ) A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效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，则等效电流也将变为原来的2倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小 解析：选AB　取任一截面S，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有电流I＝＝，周期T＝，解得I＝。由I＝可知，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A正确；由I＝可知，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B正确；由I＝可知，若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，故C、D错误。 5.如图，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度所带的电荷量为q，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是(　 ) A．qvS，与v同向 B．qvS，与v反向 C.，与v同向 D．qv，与v反向 解析：选D　电荷的定向移动形成电流，负电荷定向移动的反方向即为电流的方向，故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动，形成等效电流，电流的方向与v反向，设橡胶棒t时间内运动的长度为l，则I＝＝qv，故选D。 6．(2023·宁德古田检测)如图所示为一长方形金属导体，其长为l、高为a、宽为b。当从左右两面或者上下两面流过的电流均为I时，金属导体内自由电子定向移动的速率之比v甲∶v乙＝(　 ) A．a∶b B．l∶a C．l∶b D．a∶l 解析：选B　根据电流的微观表达式可知I＝neS甲v甲＝neabv甲，I＝neS乙v乙＝nelbv乙，则v甲∶v乙＝l∶a，故选B。 7．(2023·龙岩漳平检测)如图甲所示，是利用电流传感器观察电容器放电的电路图。图乙是某同学通过实验获取的电容器放电的I­t图像。由此可知电容器在放电的0～6 s时间内，通过电阻R的平均电流约为(　 ) A．1.2 A B．0.53 A C．1.2 mA D．0.53 mA 解析：选D　I­t图线与坐标轴所围成的面积代表电荷量，由题图乙可知图线围成的面积约为40个小格组成的面积，每个小格的面积对应0.4×0.2 mA·s＝0.08 mA·s，因此0～6 s内电容器放电的电荷量即通过电阻R横截面的电荷量q＝40×0.08 mA·s＝3.2 mA·s，根据电流定义式可知，通过电阻R的平均电流为I＝≈0.53 mA，故选D。 8．(多选)如图为一半径为R的绝缘盘，在盘的外缘均匀地分布着总电荷量为Q的正电荷。现使绝缘盘以角速度ω顺时针(从上向下看)匀速转动，绝缘盘中产生的电流大小为I。下列说法正确的是(　 ) A．绝缘盘中的电流方向从上向下看为顺时针 B．如果仅使绝缘盘所带的电荷量增大为原来的两倍，则I加倍 C．如果仅使角速度ω加倍，则I不变 D．如果仅使绝缘盘的半径加倍，则I加倍 解析：选AB　圆盘的外缘均匀地分布着正电荷，从上向下看，圆盘顺时针匀速转动，正电荷顺时针匀速转动，正电荷的定向移动方向是电流方向，因此绝缘盘中的电流方向从上向下看为顺时针，故A正确；截取圆盘的外缘任一截面，则在圆盘运动一周的时间内通过这个截面的电荷量为Q，即I＝＝＝＝，如果仅使绝缘盘所带的电荷量增大为原来的两倍，则I加倍，故B正确；由上述分析可知电流为I＝，如果仅使角速度ω加倍，则I加倍，故C错误；由上述分析可知电流为I＝，电流与绝缘盘的半径R无关，如果仅使绝缘盘的半径加倍，则I不变，故D错误。 9.如图所示是静电除尘器示意图，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A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流I。(已知电子的电荷量为e，阿伏伽德罗常数为NA，一昼夜时间为t) 解析：由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q′并不相等，则煤粉吸附的电荷量为Q′＝Q 由于Q′＝mneNA，Q＝It，解得I＝。 答案： B级——选考进阶 10.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15 μF，如果充电后电容器的电压为4.0 kV，电容器在大约2.0 ms内放电至两极板电压为0，则这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为(　 ) A．6×10－2 A　　　 B．30 A C．2×103 A D.×106 A 解析：选B　由电容定义式得C＝，所以放电过程中通过人体电荷量为Q＝CU＝15×10－6 ×4 000＝0.06 C，所以放电过程通过人体组织的平均电流强度约为I＝＝ A＝30 A，故选B。 11．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。为了能让质子进入癌细胞，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。如图所示，来自质子源的质子(初速度为零)经加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e，若这束质子流内单位体积的质子数为n。那么加速器的加速电压U为(　 ) A. B. C. D. 解析：选D　质子在电场力作用下加速，设加速后的速度为v，根据动能定理有eU＝mv2，等效电流为I，单位体积的质子数为n，根据电流的微观表达式可得I＝neSv，联立解得U＝，故选D。 12．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平均速率为(　 ) A. B. C. D. 解析：选A　设自由电子定向移动的平均速率为v，导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t。对导体研究：每个原子可提供一个自由电子，则自由电子的总数与原子数目相等，为n＝NA，t时间内通过导体横截面的电荷量为q＝ne，电流为I＝＝，得v＝，故A正确。 13.一个带正电的粒子仅在电场力的作用下，由静止开始从A 点沿直线运动到B点，A、B两点相距L，粒子运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，图中曲线是以原点O为顶点的抛物线，曲线上M点的坐标为(t0，x0)，x0<L，粒子的带电量为q。求： (1)带电粒子运动到B点的速度大小； (2)带电粒子从A点运动到B点的过程中等效电流的大小。 解析：(1)带电粒子运动的x­t图线是过原点O的抛物线，所以带电粒子做匀加速直线运动，该电场为匀强电场，则由x­t图像得x0＝at02 根据速度与位移关系可知v2＝2aL 解得v＝。 (2)由匀变速直线运动规律得v＝at 由电流的定义式得I＝ 解得I＝。 答案：(1)　(2) 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$