内容正文:
1.(多选)对电源的认识,下列说法正确的是( )
A.电源是为电路提供自由电荷的装置
B.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差
C.电源的作用是使绝缘体变成导体
D.电源使导体中的自由电子发生定向移动
解析:选BD。电源是将其他形式的能转化为电能的装置,凡是能提供电能的装置都可以作为电源,并不是提供电荷的装置,其作用是保持导体两端的电压,能使导体中形成电场,使自由电荷受到静电力而定向移动,并不是使绝缘体变成导体,故A、C错误,B、D正确。
2.(2025·福建福州市期中)下列说法正确的是( )
A.库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷的数值
B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上各处的电场强度都相同
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,电流越大
解析:选D。库仑得出库仑定律,密立根最早测出元电荷的数值,A错误;电荷定向移动的速率很小,但电流传导的速率很大等于光的传播速率,B错误;在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上各处的电场强度大小相等,方向不同,C错误;根据电流的定义式I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,电流越大,D正确。
3.(2025·江苏盐城市合格考模拟)如图所示是通有恒定电流的某段导体,在5 s内有0.5 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.0.1 A,向右 B.0.1 A,向左
C.2.5 A,向右 D.2.5 A,向左
解析:选B。根据电流的定义式I=,可得电流的大小I== A=0.1 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,电流方向与负电荷定向移动的方向相反,故电流向左。
4.(2025·江苏徐州市合格考模拟)电弧是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)时所产生的瞬间火花。电力系统中,绝缘开关闭合或断开时常常产生高压电弧。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.0.05 A B.0.5 A
C.5 A D.50 A
解析:选D。这段时间产生的电流I== A=50 A。
5.(多选)(2025·宁夏银川市期中)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,此时电子的定向移动速度为v,在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvΔt B.nvSΔt
C. D.
解析:选BC。在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目N=vΔtSn,或者N==。
6.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。若橡胶棒横截面积为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,正电荷定向移动的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,设橡胶棒的长度为l,则I==qv。
7.(2025·重庆沙坪坝区期中)随着电池技术的更新迭代, 电动汽车越来越受消费者的追捧。关于回路中电流说法正确的是( )
A.电流既有大小又有方向, 所以电流是矢量
B.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多, 电流就越大
C.在金属导体中, 电流的方向是自由电子定向移动的方向
D.自由电荷在导体中定向运动的速率越大, 电流越大
解析:选B。电流虽然既有大小,又有方向,但电流的合成遵循的是算术运算法则,而不是矢量合成的平行四边形定则或三角形定则,因此电流是标量,A错误;根据电流的计算公式I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多, 电流就越大,B正确;规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么负电荷定向移动的方向跟电流方向相反,而金属导体中,定向移动的是自由电子,自由电子带负电,故电流方向与自由电子定向移动的方向相反,C错误;根据I=nevS可知,电流的大小不单单与自由电荷定向移动的速率有关,还与单位体积自由电荷的数量、导体的横截面积等因素有关,D错误。
8.(2025·广东广州市期中)某型号手机的电池容量达到7 000 mA·h,且拥有低功耗芯片加持,使得它的待机时间超过18天,持续播放视频的时间为20 h,则播放视频时产生的电流约为( )
A.16 mA B.200 mA
C.350 mA D.400 mA
解析:选C。根据电流的定义式,播放视频时产生的电流I===350 mA。
9.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗,在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。来自质子源的质子经加速后,形成细柱形的质子流。已知经过加速后的质子运动的速率为v,细柱形的质子流横截面积为S,质子流内单位长度的质子数为n,质子电荷量为e,那么这束质子流的等效电流 I 的大小为( )
A.neSv B.nev
C.neS D.eSv
解析:选B。设经过时间t,由电流的定义式I=可得,等效电流I==nev。
10.(2025·江苏无锡市期中)一自动体外除颤仪(AED)是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,让电荷通过心脏,刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗,该除颤器的电容器所含电荷量为0.045 C,如果电容器在0.9 ms的时间内完成放电,则本次实验放电的平均电流为( )
A.5 A B.50 A
C.2 A D.20 A
解析:选B。根据电流的定义式有I=,代入数据可得放电的平均电流I=50 A。
11.(2025·青海西宁市期中)在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2 s内分别有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M,下列说法正确的是( )
A.正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流,方向从B到A
B.溶液内正、负离子沿相反方向运动,电流相互抵消
C.溶液内电流方向从A到B,电流I=0.16 A
D.溶液内电流方向从A到B,电流I=0.08 A
解析:选C。电流的方向与正离子定向移动方向相同,与负离子定向移动方向相反,所以正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流,方向也从A到B,不会相互抵消,故A、B错误;溶液内电流方向从A到B,2 s时间内通过溶液截面的电荷量q=n1e+n2e=(n1+n2)e,则根据电流的定义式I=== A=0.16 A,故C正确,D错误。
12.将质子加速到一定的速度可以杀死某些肿瘤癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知质子流等效电流为I,质子的质量为m,电荷量为e,则质子流单位长度内的质子数n是( )
A. B.
C. D.
解析:选B。质子在加速电场中加速过程中,根据动能定理得eU=mv2,质子流等效电流为I,质子的质量为m,电荷量为e,N为单位体积内的质子数,根据电流微观表达式得I=NevS,联立解得N= ,质子流单位长度内的质子数n是 。
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