第11章 1 电源和电流（Word练习）-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版）

[基础训练] 1．关于电源的作用，下列说法不正确的是(　　) 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，它可以使导体两端保持一定的电压，从而使导体中形成电场，使电子发生定向移动形成电流，B、C、D均正确；电源只是使自由电子定向移动，而并不能提供自由电子，A错误。本题选不正确的，故选A。 答案　A 2．关于电流，下列说法正确的是(　　) 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做无规则的热运动，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，B正确；电流的大小与电荷无规则运动的快慢无关，C错误；电流的传导速率是电场传播的速度，约为光速，而自由电荷的定向移动速率远小于光速，D错误。 答案　B 3．(多选)关于电流的方向，下列描述正确的是(　　) A．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向 C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向。 D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流 解析　规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A正确，B错误；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C正确；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，但有电流，电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值，D错误。 答案　AC 4．通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导线的电流强度之比为(　　) A．1∶5 B．2∶5 C．5∶2 D．5∶1 解析　由电流的计算式I＝得＝×＝×＝×＝，A、C、D错误，B正确。 答案　B 5．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子数为(e＝1.6×10－19 C)(　　) A．3.0×1012 B．1.5×1013 C．7.5×1013 D．3.75×1014 解析　1 s内发射的重离子的电荷量为 Q＝It＝1.2×10－5 C； 每个重离子的电荷量为5e，则通过的重离子数为 n＝＝＝1.5×1013(个)， A、C、D错误，B正确。 答案　B 6．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为(　　) A．0 B． C． D． 解析　由于正、负电荷的定向移动对电流的形成都有贡献，故由I＝，得I＝＝，故选D。 答案　D 7．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，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的大小为(　　) A．Q B． C． D． 解析　正电荷均匀分布在橡胶圆环上，在环上任取一横截面，则一个周期T内穿过该横截面的电荷量为Q，所以等效电流I＝＝＝，故选项C正确。 答案　C [能力提升] 8.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是(　　) A．IA＝IB B．IA＝2IB C．IB＝2IA D．不能确定 解析　这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等，但解题关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流相等。 答案　A 9．有一条横截面积为S的铜导线，通过的电流为I。已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e。若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为(　　) A． B． C． D． 解析　设速度为v，运动时间为t，横截面积为S，则导线的长度为L＝vt，导线的体积为V＝LS＝vtS，故导线中自由电子的数目为n＝NA＝NA＝NA，所以产生的电流为I＝＝＝，解得v＝，A正确，B、C、D错误。故选A。 答案　A 10．在显像管的电子枪中，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的电子束内的电子个数是(　　) A． B． C． D． 解析　设单位体积内电子数为n，对电子加速过程应用动能定理eU＝mv2，所以电子刚出电场时定向移动速度v＝ ，由电流的微观表达式I＝nSqv得n＝＝ ，Δl内的电子数为N＝n·ΔlS＝ ，A、C、D错误，B正确。 答案　B 11．在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k为恒量)。当静电力和碰撞的阻力平衡时，导体中的电子移动的平均速率v为一定值，这一定值是(　　) A． B． C． D．elkU 解析　导体中的电场强度为E＝， 电子受到的静电力为F＝eE＝， 电子受到的阻力为f＝kv， 当静电力和碰撞的阻力相平衡时F＝f， 即＝kv，所以v＝，所以B正确。故选B。 答案　B 12．原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设氢原子的电子在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的质量为m，电荷量为e，试求等效电流的大小。 解析　库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，则有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＝ 。 截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量q＝e。 则有I＝＝＝ 。 答案　 学科网（北京）股份有限公司 $$