第11章 第1节 电源和电流（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

第十一章　电路及其应用 第1节　电源和电流 课后·限时作业 （建议用时：40分钟） （见学生用书P167） [基础题组练] 题组一　电源和电流 1.关于电源，下列说法正确的是 （　　） A.电源的作用是为电路提供自由电荷 B.电源的作用是自己直接释放出电能 C.电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流 D.电源的作用是使自由电荷运动起来 C　解析电源的作用是把其他形式的能转化为电能，为电路提供持续而稳定的电压，使导体中自由电荷定向移动释放电能，选项C正确. 2.下列对通有恒定电流的导体中的电场的叙述正确的是 （　　） A.导体中电场线的方向与导体表面垂直 B.导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 C.导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷所形成的电场叠加而形成的 D.导体内部的场强处处为零 C　解析通电导体内的电场线的方向与导体表面是平行的，选项A错误；导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的，选项B错误，C正确；导体内部的电场的场强不为零，是恒定电场，选项D错误. 3.如图所示是通有恒定电流的某段导体.在5 s内有10 C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是 （　　） A.2 A，向右 B.2 A，向左 C.50 A，向右 D.50 A，向左 B　解析根据电流的定义式I＝，可得电流的大小为I＝ A＝2 A，电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与其定向移动的方向相反，故电流向左，选项B正确. 4.气体放电管中，每时每刻有大量的气体分子被电离成电子和正离子，若每秒有n1个电子和n2个氢离子（质子）经过管的某个横截面，元电荷的大小记为e.则放电管中的电流大小在数值上等于 （　　） A.n1e B.n2e C.（n1＋n2）e D.｜n1－n2｜e C　解析根据电流定义式得I＝＝＝n1e＋n2e，选项C正确. 5.如图所示，电解池内有一价离子的电解液，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，下列解释正确的是 （　　） A.正离子定向移动形成电流方向为A→B，负离子定向移动形成电流方向为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I＝ D.溶液内电流方向从A到B，电流I＝ D　解析正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向与电流方向相反，正、负离子向相反方向移动，电流不能抵消，选项A、B错误；由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，则电流I＝，选项C错误，D正确. 题组二　电流的微观表达式 6.（多选）横截面积为S的导线中，通有大小为I的电流，已知导线单位体积内有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间t内通过导线横截面的电子数是 （　　） A.It B.nvt C.nSvt D. CD　解析根据电流得定义式I＝可知，通过该导线横截面的电荷量q＝It，则在时间t内通过该导线横截面的电子数为N＝＝，再根据电流的微观表达式I＝nevS，可得N＝nSvt，选项C、D正确，A、B错误. 7.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中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. B　解析在加速电场中有eU＝mv2得v＝，在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝I，则电子个数n＝＝·，选项B正确. 题组三　电池的容量 8.（多选）如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是 （　　） A.该电池的容量为500 mA·h B.该电池以5 mA电流工作可用500 h C.该电池在工作时的电流为500 mA D.若电池以10 mA的电流工作，可用50 h AD　解析该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，选项C错误；500 mA·h表示电池容量，由500 mA·h＝t×10 mA得t＝50 h，由500 mA·h＝t'×5 mA得t'＝100 h，所以选项A、D正确，B错误. [能力提升练] 9.（多选）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 AB　解析取任一截面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I＝＝，又有T＝所以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，选项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，选项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，选项C、D错误. 10.盛夏的夜晚，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地释放着大自然的烟火，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，问： （1）若闪电定向移动的是电子，则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＝400s. （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 11.导线中的电流是10－8 A，导线的横截面积为1 mm2，电子的电量e＝1.6×10－19 C，导体每立方米有8.5×1028个自由电子，求： （1）在1秒内，通过导线横截面的电子个数； （2）自由电子的平均移动速率. 解析（1）由电流定义式I＝可知，在1秒内通过导体横截面的电量为q＝It＝1.0×10－8 C， 故在1秒内通过导线横截面的电子个数为 N＝＝＝6.25×1010个. （2）由电流的微观表达式I＝neSv可知，自由电子的平均移动速率为v＝＝ m/s＝7.35×10－13 m/s. 答案（1）6.25×1010个　（2）7.35×10－13 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $$