2020新教材高中物理课时评价练九电源和电流含解析 人教版必修第三册 4页

电源和电流 ‎ (15分钟　30分)‎ 一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)‎ ‎1.关于电流,下列说法中正确的是 (　　)‎ A.单位面积内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大 B.电子定向移动速率就是电场的传播速率 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.因为电流既有大小又有方向,所以电流是矢量 ‎【解析】选C。电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,故A错,C对;电流的速率很慢,而电场的传播速率为光速,故B错;矢量运算遵循平行四边形定则,标量的运算遵循代数法则,电流的运算遵循代数法则,故电流是标量,故D错。‎ ‎2.如图所示,在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极,将它们接在直流电源上,于是溶液里就有电流通过。若在t秒内,通过溶液内截面S的正离子数为n1,通过的负离子数为n2,设基本电荷为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从A→B,负离子定向移动形成的电流方向从B→A B.溶液内由于正、负离子移动方向相反,溶液中的电流抵消,电流等于零 C.溶液内的电流方向从A→B,电流I=‎ D.溶液内的电流方向从A→B,电流I=‎ ‎【解析】选D。电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,由图示可知,溶液中的正离子从A向B运动,因此电流方向是A→B,故选项A错误;溶液中正离子由A向B移动,负离子由B向A移动,负离子由B向A移动相当于正离子由A向B移动,带电离子在溶液中定向移动形成电流,电流I==‎ - 4 -‎ ‎,电流不为零,故选项B、C错误,选项D正确。‎ ‎3.北京正负电子对撞机的储存环是长为24 m的圆形轨道,某时刻测得环中的电流强度为10 mA,已知这时正在环中运行的电子有5×1011个,则可估算出这时电子的速率约为 (　　)‎ A.3×108 m/s　　 B.3×106 m/s C.9×107 m/s　　 D.9×106 m/s ‎【解析】选B。5×1011个电子的总电荷量为q=5×1011·e=5×1011×1.6×10-19 C ‎=8×10-8 C,电子运动的周期为 T== s=8×10-6 s,电子的速率为 v==‎ ‎ m/s=3×106 m/s。‎ ‎【补偿训练】‎ 非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流50 A,每秒钟放电150次,其放电情况可近似看做按照如图所示规律放电,则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为 (　　)‎ A.25 C　　 B.50 C　 C.150 C　　 D.250 C ‎【解析】选A。根据图像可知,非洲电鳐放电1次所需的时间为t= s,放出的电量为q1=It=50× C= C,则1秒钟非洲电鳐放出的电量为q=nq1=150× C ‎=25 C。‎ ‎4.导体中的电流是这样产生的:当在一根长度为l、横截面积为S,单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压U,导体中出现一个匀强电场,导体内的自由电子(-e)受匀强电场的电场力作用而加速,同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍,这样边反复碰撞边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,即可以表示为kv(k是常数),当电子所受电场力与阻力大小相等时,导体中形成了恒定电流,则电流的大小为 (　　)‎ - 4 -‎ A.　 B.　 C. D.‎ ‎【解析】选A。由题意可知当电场力与阻力相等时形成恒定电流,则有e=kv,解得v=,则导体中的电流I=nevS=。‎ 二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)‎ ‎5.某段导体中有6.25×1020个自由电子沿ab定向通过导体截面,形成的电流是10 A。问这么多电子通过该导体的横截面需要多长时间?导体中的电流方向如何?(已知元电荷量e=1.6×10-19 C)‎ ‎【解析】通过该截面的总电量为 q=ne=6.25×1020×1.6×10-19 C=100 C 由电流的定义式I=得t== s=10 s 导体导电是由于电子做定向移动形成的,电流的方向与电子运动的方向相反,所以电流的方向为从b向a。‎ 答案:10 s　从b到a ‎ (10分钟　20分)‎ ‎6.(6分)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.‎ - 4 -‎ ‎【解析】选B。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=,则电子个数n==,B正确。‎ ‎7.(14分)电子绕核运动可以看作一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动,用e表示电荷量,m表示电子的质量,k为静电力常量。则电子运动形成的电流为多大?‎ ‎【解析】氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力,则有=m,‎ 解得v=e;‎ 电子的运动周期T==,‎ 电子运动形成的电流I==。‎ 答案:‎ - 4 -‎