16 课时精练(十四) 电流-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019）

课时精练(十四)　电　流 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础达标] 1．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 D　[依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，A错误。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，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，B错误。电流是标量，C错误。电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，D正确。] 2．关于电流的方向，下列叙述中正确的是(　　 ) A．金属导体中电流的方向即自由电子定向移动的方向 B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定 C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同 C　[电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，与电子定向移动的方向相反，A、D错误，C正确；在电解质溶液中正离子和负离子定向移动形成电流的方向是相同的，都和正离子定向移动的方向相同，B错误。] 3．(多选)若金属导体内电流增强，则下列说法正确的是(　　 ) A．导体内单位体积的自由电子数增多 B．导体内自由电子定向移动的速率增大 C．导体内电场的传播速率不变 D．导体内自由电子的热运动速率增大 BC　[对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A错误、C正确；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B正确；导体内自由电子的热运动速率增大会阻碍电流增强，D错误。] 4．(多选)关于电流，下列说法中正确的是(　　 ) A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B．电子运动速率越大，电流越大 C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 D．电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 CD　[由电流的定义式I＝可知：单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故A错误，C正确；由电流的微观表达式I＝nqSv可知：电流的大小与电子定向移动的速率成正比，与电子运动速率无关，故B错误；电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，D正确。] 5．导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是(　　 ) A．导体运动的速率 B．电流传导的速率 C．电子热运动的速率 D．自由电荷定向移动的速率 D　[I＝nqSv中v是自由电荷定向移动的速率。] 6．在示波管中，电子枪2 s发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为(　　 ) A．4.8×10－6 A B．3×10－13 A C．3×10－6 A D．9.6×10－6 A A　[电子枪2 s发射的电荷量q＝6×1013×1.6×10－19 C＝9.6×10－6 C，所以示波管中的电流大小为I＝＝ A＝4.8×10－6 A，故A正确，B、C、D错误。] 7．通过一个电阻的电流是5 A，经过4 min，通过该电阻的一个截面的电量是(　　 ) A．20 C B．50 C C．1 200 C D．2 000 C C　[根据I＝，得q＝It＝5×240 C＝1 200 C，故C正确，A、B、D错误。] 8．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是(　　 ) A．甲、乙两导体的电流相同 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率是甲导体的2倍 D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等 B　[由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错误，B正确。由于I＝nqSv，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v，故C、D错。] 9.如图所示，电解池内有一价的电解质溶液，t s内通过溶液内部截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是(　　 ) A．正离子定向移动形成的电流方向为A→B，负离子定向移动形成的电流方向为B→A B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．溶液内电流方向从A到B，电流为I＝ D．溶液中电流方向从A到B，电流为I＝ D　[正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，正、负离子经过同一截面时，q应该是正、负离子电荷量的绝对值之和，故I＝＝，电流方向由A指向B，故选项D正确。] [能力提升] 10．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导线中通过的电流为I。则下列说法中正确的有(　　 ) A．自由电子定向移动的速率为v0 B．自由电子定向移动的速率为v＝ C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D．自由电子定向移动的速率为v＝ D　[v0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A错误；对于电流微观表达式I＝nqSv，式中n为单位体积内的自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt，电荷量Q＝nvte，所以电流I＝＝nev，所以v＝，故B、C错误，D正确。] 11．(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电荷，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，则对产生的等效电流以下说法正确的是(　　 ) A．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 B．若电荷量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 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 AB　[截取圆环的任一横截面S，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，有I＝＝，又T＝，所以I＝。故A、B正确。] 12．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？ 解析：　根据电流大小的定义式去求解，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＝＝， 再由库仑力提供向心力，有k＝mr 得T＝ 解得I＝。 答案：　 13.盛夏的夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地施放着大自然的烟火，上演着一场精彩的闪电交响曲。某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示，闪电产生的电压、电流是不稳定的，假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107 V，电流可等效为2×105 A，历时1×10－3 s，则： (1)若闪电定向移动的是电子，这次闪电产生的电荷量以0.5 A的电流给小灯泡提供，能维持多长时间？ (2)这次闪电释放的电能是多少？ 解析：　(1)根据电流的定义式I＝ 可得q＝It＝2×105×1×10－3 C＝200 C 供电时间t′＝＝ s＝400 s。 (2)这次闪电释放的电能为 E＝qU＝200×2.5×107 J＝5×109 J。 答案：　(1)400 s　(2)5×109 J 学生用书第63页 学科网（北京）股份有限公司 $$