高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流免费课时训练

课时分层作业(十)　电源和电流

(时间：40分钟　分值：100分)

[合格基础练]

选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分)

1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是(　　)

A．导线内部的电场就是电源所形成的电场

B．在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部的电场不是稳定的

C．因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零

D．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的

D　[导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A、B、C错误，D正确。]

2.如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为(　　)

A．vq　　　　B．　　　C．vqS　　　D.

A　[经过时间t，通过右端横截面的电荷量Q＝qvt，根据I＝得I＝vq，A正确。]

3．一个半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(　　)

A．1 h电池供给1 C的电荷量

B．1 000 s电池供给8 C的电荷量

C．1 s电池供给8 C的电荷量

D．1 min电池供给8 C的电荷量

B　[根据I＝知，1 h电池供电量q1＝8×10－3×3.6×103 C＝28.8 C，A错误；1 000 s电池供电量q2＝1 000 × 8×10－3 C＝8 C，B正确；1 s电池供电量q3＝1×8×10－3 C＝8×10－3 C，C错误；1 min电池供电量q4＝60×8×10－3 C＝0.48 C，D错误。]

4．金属导体内电流增强，是因为(　　)

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增大

D．导体内自由电子的热运动速率增大

B　[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、C错误。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。]

5．关于导线中的电场，下列说法正确的是(　　)

A．导线内的电场线可以与导线相交

B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果

C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态

D．导线中的电场是静电场的一种

B　[导线内的电场线与导线是平行的，故A错；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错。]

6．某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　)

A．0   B．0.8 A  C．1.6 A   D．3.2 A

D　[电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C＝6.4 C，根据电流的定义式得I＝＝ A＝3.2 A，D正确。]

7．关于电流，下列说法正确的是(　　)

A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动

B．同种材料制成的两个金属导体都通电，则电流大的那个导体内自由电荷定向移动速率大

C．由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动的速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多

D．电荷做无规则热运动不形成电流

D　[电流是自由电荷定向移动形成的，导体内的自由电子时刻都在做无规则的热运动，A错误；由电流的微观表达式I＝nqSv可知，同种材料制成的导体，电流大小不单是由自由电荷定向移动速率决定的，B错误；无规则的热运动不会形成电流，只有电荷定向移动才会形成电流，C错误，D正确。]

8．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过横截面的电荷量乙是甲的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度是甲导体的2倍

D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等

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，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的大小，C、D错误。]

[等级过关练]

一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)

1．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(e＝1.6×10－19 C)(　　)

A．3.0×1012　 B．1.5×1013

C．7.5×1013 D．3.75×1014

B　[离子是＋5价的，则每个离子的电荷量是q＝5×1.6×10－19 C＝8×10－19 C,1 s内的电荷量是Q＝1.2×10－5 C，所求离子的个数为N＝＝1.5×1013，选项B正确，选项A、C、D错误。]

2．在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动。可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k为恒量)。电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中的电子移动的平均速率v为一定值，这一定值是(　　)

A．　　　 B．

C． D．elkU

B　[电场力和碰撞阻力平衡时，有kv＝eE＝e，所以电子定向移动的平均速率v＝，B正确。]

3．如图所示的电解液接入电路后，在t s内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是(　　)

A．当n1＝n2时，电流大小为零

B．当n1＞n2时，电流方向由A指向B，电流I＝

C．当n1＜n2时，电流方向由B指向A，电流I＝

D．电流方向由A指向B，电流I＝

D　[电荷的定向移动形成电流，习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，负离子定向移动，等效于等量的正离子向反方向定向移动。电流方向按规定应是由A指向B，电流大小为：I＝＝＝。]

4．(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下列说法正确的是(　　)

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　[截取圆环的任一截面S，如图所示，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T＝，所以I＝，可知，电流的大小只与Q和ω有关，A、B正确，C、D错误。]

二、非选择题(本题共2小题，共28分)

5．(14分)在某电路中，通过小灯泡灯丝的电流的大小是250 mA，问5 min的时间内通过灯丝的自由电子的个数有多少？

[解析]　根据Q＝It，可以计算出通过灯丝横截面的电荷量，由于1 C的电荷量等于6.25×1018个电子所带的电荷量，由此即可算出通过灯丝的自由电子数。

I＝250 mA＝0.25 A，t＝5 min＝300 s

根据I＝，得到：Q＝It＝0.25×300 C＝75 C.

每1 C电荷量相当于6.25×1018个电子所带的电荷量．

所以75 C电荷量相当的电子数为：

n＝75×6.25×1018个≈4.69×1020个．

[答案]　4.69×1020个

6．(14分)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]　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，通过这个横截面的电荷量q＝e，

则有I＝＝ ①

再由库仑力提供向心力，有＝m·r

解得T＝  ②

由①②解得I＝。

[答案]