資源簡介

2020-2021學年高一第一學期物理人教版2019必修第三冊章節（12）
電源和電流
1.鉛蓄電池的電動勢為2
V，這表示(
)
A.電源將1
C的正電荷從正極移至負極的過程中，2
J的化學能轉變為電能
B.電源將1
C的正電荷從負極移至正極的過程中，2
J的化學能轉變為電能
C.鉛蓄電池在1
s內將2
J的化學能轉變為電能
D.鉛蓄電池比干電池（電動勢為1.5
V）的體積大，故電動勢大
2.如圖所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均勻分布的負電荷，設橡膠棒單位長度內所含的電荷量為q，當橡膠棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于橡膠棒的運動而形成的等效電流的大小為(
)
A.
B.
C.
D.
3.北京正負電子對撞機的儲存環是長為240
m的近似圓形軌道，當環中的電流為10
mA時，若電子的速率為十分之一光速，已知元電荷，則在整個環中運行的電子數目為(
)
A.
B.
C.
D.
4.如圖所示為一質量分布均勻的長方體金屬導體，在導體的左右兩端加一恒定的電壓，使導體中產生一恒定電流，其電流的大小為I。已知導體左側的橫截面積為S，導體中單位長度的自由電子數為n，自由電子熱運動的速率為，自由電子的電荷量用e表示，真空中的光速用c表示。假設自由電子定向移動的速率為v，則(
)
A.
B.
C.
D.
5.某款電池供電電流是8
mA，說明(
)
A.該電池正常工作125
s，共供給10
C的電荷量
B.該電池正常工作1000
s，共供給8
C的電荷量
C.該電池正常工作1
s，共供給8
C的電荷量
D.該電池正常工作1
min，共供給8
C的電荷量
6.如圖為一由不同金屬材料制成的導體，左、右部分分別為，且兩部分導體的橫截面積關系為。如果在相等的時間內通過的橫截面的電荷量相等。則流過的電流的關系為(
)
A.
B.
C.
D.不能確定
7.下列說法正確的是(
)
A.電源的作用是使電路中產生電荷
B.電源的作用是使電路中的電荷發生定向移動
C.只要電路中有電源，電路中就會形成持續的電流
D.導線中的電場是由電源兩極在空間直接形成的
8.關于電流的說法中正確的是(
)
A.根據,可知與成正比
B.電流有方向,電流也有矢量
C.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位
D.在金屬導體中,自由電子移動方向為電流方向
9.一根導線，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當電流較大時，以下說法正確的是(
)
A.單位體積內自由電子數較多
B.自由電子定向移動的速率較大
C.自由電子的熱運動速率較大
D.電流的傳導速度較大
10.如圖所示，福娃歡歡帶正電，福娃貝貝帶負電，用導體棒連接的瞬間，就一系列問題兩人發生爭執，你認為下列說法不正確的是(　　)
A.福娃歡歡說，電流計指針偏轉，有瞬時電流
B.福娃貝貝說，電流計指針不偏轉，無電流
C.福娃歡歡說，最終我們是等勢體
D.福娃貝貝說，最終導體棒內的電場強度等于零
11.如圖所示，電解池內有一價的電解液，內通過溶液內截面的正離子數是，負離子數是，設元電荷為，以下說法中正確的是(　　)
A.當時電流強度為零
B.當時，電流方向從，電流強度為
C.當時，電流方向從，電流強度為
D.溶液內電流方向從，電流強度為
12.在導體中有電流通過時，下列說法正確的是(　　)
A.電子定向移動速率接近光速
B.電子定向移動速率即是電場傳導速率
C.電子定向移動速率即是電子熱運動速率
D.在金屬導體中，自由電子只不過在速率很大的無規則熱運動上附加了一個速率很小的定向移動
13.如圖所示，電解池接入電路后，在秒內有個一價正離子通過溶液內某截面，有個一價負離子通過，設為元電荷，以下說法正確的是(　　)
A.電流為零
B.電流為
C.電流為
D.電流方向從
14.在電解槽中，1
min內通過橫截面的二價正離子和一價負離子的個數分別為和，則通過電解槽的電流為　　
A.0
B.8
A
C.4
A
D.480
A
15.在示波管中，電子槍每3秒內發射的電荷，則示波管中電流為　　
A.
B.
C.
D.
16.宏觀規律是由微觀機制所決定的。從微觀角度看，在沒有外電場的作用下，導線中的自由電子如同理想氣體分子一樣做無規則地熱運動，它們朝任何方向運動的概率是一樣的，則自由電子沿導線方向的速度平均值為0。宏觀上不形成電流。如果導線中加了恒定的電場，自由電子的運動過程可做如下簡化：自由電子在電場的驅動下開始定向移動，然后與導線內不動的粒子碰撞，碰撞后電子沿導線方向的定向速度變為0，然后再加速、再碰撞……，在宏觀上自由電子的定向移動形成了電流。
（1）在一段長為、橫截面積為的長直導線兩端加上電壓。已知單位體積內的自由電子數為，電子電荷量為，電子質量為，連續兩次碰撞的時間間隔為t。僅在自由電子和金屬離子碰撞時才考慮粒子間的相互作用。
①求自由電子定向移動時的加速度大小；
②求在時間間隔t內自由電子定向速度的平均值；
③推導電阻的微觀表達式。
（2）請根據電阻的微觀機制猜想影響金屬電阻率的因素有哪些，并說明理由。
17.某金屬導體兩端所加電壓為時,內通過某一橫截面的電荷量為,求：
(1)導體的電阻；
(2)若金屬導體兩端電壓變為原來的,則內通過金屬橫截面的電子有多少個？(電子電荷量)
18.在橫截面積為0.5
m的電解液中，
(1)若5
s內沿相反方向通過此橫截面的正、負離子的電荷量均為5
C
，則電解液中的電流強度為________A，
(2)若5
s內到達陽極的負離子和達到陰極的正離子均為5
C，則電流強度為______A
.
19.在一次雷雨閃電中，兩塊云之間的電勢差為10V，從一塊云移到另一塊云的電量為30C，則在這次閃電中放出的能量是
J.
參考答案
1.答案：B
解析：鉛蓄電池的電動勢為2
V，表示非靜電力將1
C正電荷從電源的負極通過電源內部移送到正極時所做的功為2
J，即2
J的化學能轉變為電能，與時間無關，故AC錯誤，B正確；電源的電動勢表示電源將其他形式的能轉化為電能的本領，鉛蓄電池的電動勢比一節干電池的電動勢大，與二者的體積大小無關，故D錯誤。
2.答案：A
解析：在垂直橡膠棒的運動方向上選取一橫截面，設橡膠棒長為L，則橡膠棒上所有電荷通過這一橫截面所用的時間，從而得電流，A正確，BCD錯誤。
3.答案：A
解析：根據可知，單位長度的電子數為，該儲存環中的電子總數為，A正確。
4.答案：D
解析：電流微觀表達式，式中n為單位體積內自由電荷數，而本題中n為單位長度內的自由電子數，t時間內通過導體某一橫截面的自由電子數是長度內的自由電子數，其數量為，電荷量，所以電流，所以，故D正確，B錯誤；易知AC錯誤。
5.答案：B
解析：電流，即1
s供給的電荷量，1000
s供給8
C的電荷量，可知選項B正確，ACD錯誤。
6.答案：A
解析：這個題目中有些干擾條件，例如兩個橫截面的面積不相等，導體的組成材料不同，但關鍵是在單位時間內通過兩橫截面的電荷量相等，根據可知電流相等，A正確，BCD錯誤。
7.答案：B
解析：電源的作用是使正極聚集正電荷，負極聚集負電荷（并不是創造了電荷，而是使正、負電荷發生了分離），這樣電源兩端就會產生電壓，電壓使電路中的電荷發生定向移動形成電流，而不是產生電荷，A錯誤，B正確；電路中形成持續的電流的條件是有電源且電路閉合，C錯誤；導線中的電場是由電源電場和導線所積累的電荷共同形成的，D錯誤。
8.答案：C
解析：A.電流等于電路中通過某一橫截面積的電量與所用時間的比值，故在t不確定的情況下不能籠統的說I與q是否是成正比，故A錯誤；
B.電流有方向，但電流的運算不適用平行四邊形定則，故電流是標量，故B錯誤；
C.電流的單位為國際單位制中的基本單位，故C正確。
D.金屬導體中，自由電子定向移動方向與電流方向相反，故D錯誤；
故選C。
9.答案：B
解析：根據電流的微觀表達式可知，導線不變，不變，而增大，則只有增大，即電子定向移動的速度增大.
電場的傳播是以光速進行的，由于光速保持不變，故電場的傳播速率保持不變.
由于自由電子無規則運動的速度由溫度決定，故由于導線保持溫度不變，故自由電子無規則運動的速度的大小保持不變.
只有真正理解了每一概念的真正的含義才能真正學好物理，故在學習新課時不能放過任何一個概念.
10.答案：B
解析：AB、福娃歡歡帶正電，福娃貝貝帶負電，用導體棒連接的瞬間，負電荷將沿導體棒發生移動，形成瞬時電流，電流表的指針會偏轉.故A正確，B錯誤.
C、最終電荷不移動時，處于靜電平衡狀態，兩人是一個等勢體.故C正確.
D、最終導體棒處于靜電平衡狀態，導體棒內的電場強度等于零.故D正確.
11.答案：D
解析：電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從向運動，因此電流方向是A→B，流過的電量是正負電量絕對值的和，不能相互抵消；電流的大小為
故選D.
12.答案：D
解析：電子定向運動的速率很小，電流的傳導速率與光速差不多，在金屬導體中，自由電子只不過在速率很大的無規則熱運動上附加了一個速率很小的定向移動；
故選D.
13.答案：C
解析：根據電路可知，端與電源正極相連，電流的方向與正離子定向移動方向相同，則溶液內電流方向從到.時間內通過通過溶液截面的電荷量
則根據電流的定義式
故選C
14.答案：B
解析：電流由正、負離子的定向移動形成，則在60s內通過橫截面的總電荷量應為：
.
由電流的定義式可知：
A.0，與結論不相符，選項A錯誤；
B.8
A
，與結論相符，選項B正確；
C.4
A，與結論不相符，選項C錯誤；
D.480
A，與結論不相符，選項D錯誤；
故選B正確.
15.答案：B
解析：根據電流的定義可知，電流，故選B.
16.答案：（1）①加速度：
②自由電子在連續兩次碰撞的時間間隔t內做勻變速直線運動，設第二次碰撞前的速度為。則；
解得
③t時間內通過導線橫截面積的電荷量為：，
則電流：
電阻：
解得：
（2）由，
電阻定律：
解得
猜想：電阻率與導體的溫度有關；
理由：導體的溫度變化會導致導體內自由電子的熱運動速度變化，從而使自由電子連續兩次碰撞的時間間隔t發生變化，因此電阻率與導體的溫度有關。
17.答案：(1)通過導體的電流
由歐姆定律
(2)若金屬導體兩端電壓變為原來的
電流變為，
內通過金屬橫截面的電荷量，
內通過金屬橫截面的電子數
解析：
18.答案：（1）2
A
（2）1
A
解析：(1)電解液中電流是由正負離子同時向相反方向定向移動形成的，通過橫截面的總電量是兩種離子電量絕對值之和，根據電流強度的定義式可得：
，
(2)到達陽極的負離子和到達陰極的正離子均為，則實際通過某橫截面的電荷量為，根據電流強度的定義式可得：
19.答案：300J

展開更多......

收起↑