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1、学 海 无 涯 电源和电流 时间：45 分钟 分值：100 分 一、选择题(每小题 6 分，共 48 分) 1关于电流，下列说法中正确的是( ) 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运动速率大 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 解析：只有电荷定向移动才形成电流 答案：D 2以下说法正确的是( ) A只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流 B金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的 C电流的传导速率就
2、是导体内自由电子的定向移动速率 D在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了 解析：要有持续电流必须有电压，A 不对导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导 体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确电流的传导速度等于 光速，电子定向移动的速率很小，C 不对在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电 子仍然做无规则的热运动，D 不对 答案：B 3电路中每分钟有 60 万亿个自由电子通过横截面积为 0.6410 6m2 的导线，那么电路中的电流是 ( ) A0.016A B1.6mA C16A D0.16A 解析：据 Iq t，得
3、 I 6010121.610 19 60 A1.610 7 A0.16A. 答案：D 4关于电流的方向，下列说法中正确的是( ) A电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 B电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 C电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同 学 海 无 涯 D电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板 解析：在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极 电势高于负极电势，所以 A 正确，B 错误电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反， C 错误电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板
4、流出，流入正极板 答案：AD 5如下图所示，电解池内有一价的电解液，t s 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，以下解释中正确的是( ) A正离子定向移动形成电流方向从 AB，负离子定向移动形成电流方向从 BA 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 In1e t D溶液内电流方向从 AB，电流 I(n 1n2)e t 解析：正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正、负电荷反 向经过同一截面时，Iq t公式中 q 应该是正、负电荷电荷量绝对值之和，故 I n1en2e t ，电流方
5、向由 A 指 向 B，故选项 D 正确 答案：D 6下列说法中哪些是正确的( ) A通过导体横截面的电荷量 q 越大，导体中通过的电流就越大 B公式 Iq/t 只适用于直流电 C国际单位制中电流的单位为：安(A)、毫安(mA)和微安(A)三种 D某种情况下产生的电流如果不是直流电，则它一定不是恒定电流 答案：D 学 海 无 涯 7一个半径为 r(m)的橡胶圆环，均匀地带上 Q 库仑的负电荷，当它以角速率 (rad/s)绕中心轴顺时针 匀速转动时，环中等效电流的大小为( ) AQ B.Q 2 C. Q 2 D.2Q 解析：截取圆环上任一截面，在橡胶圆环运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电荷量
6、为 Q， 则有：Iq/tQ/T 又：T2/ 所以 IQ 2 所以选项 C 正确 答案：C 8有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而乙在单位时间内通过导体截面的电荷量是甲的 2 倍，以下说法中正确的是( ) 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 解析：据 Iq/t 可知，电流大小与横截面积无关所以选项 B 正确据微观解释 IneSv，电流大小 除与自由电荷定向移动速率有关外还与单位体积内自由电子数以及导体横截面积有关所以 C、D 选项不 能确定 答案：B 二、解答题(共
7、52 分) 9(16 分)一平行板电容器，两板间带有等量的异种电荷，电荷量为 Q，如下图所示，今用导线将两板 短接，电容器经时间 t 放电完毕，则电容器放电时的平均电流多大？方向如何？ 解析：电容器放电，实质上是负极板上的电子跑到正极板上，跟那里的正电荷发生中和，所以放电过 程中通过导线的电荷量就是电容器一个极板上的电荷量 Q.所以电容器放电时的平均电流 IQ t ，方向由正 极板流向负极板 学 海 无 涯 答案：Q/t 由 AB 10(16 分)北京正负电子对撞机的储存环是长为 240 m 的近似圆形轨道，当环中的电流为 10 mA 时， 若电子的速率为十分 之一光速，则在整个环中运行的电子
8、数目是多少？ 解析：由公式 Iq t，qNe，t l v得 I Nev 240， N240I ve 5.01011个 答案：5.01011个 11(20 分)李华同学学习本节后认为电路接通后，自由电子从电源出发，以很大(可能接近光速)的定 向移动速率，在金属导线中运动，很短时间到达用电器，所以不会看到开灯好长时间才见灯亮的现象，请 利用下面有关资料探究李华说法的正确性 横截面积 S1 mm2铜导线，可允许通过电流为 1 A，铜在单位体积中自由电子数为 8.51028个/m3. 解析：由电流的微观表达式 IneSv 知 v I neS 1 8.510281.610 19 10 6 m/s7.410 5 m/s 可见 v光速 c3108 m/s，以这样的速度传播 1 m 长导线需用时 t 1 7.410 5 s3.8 h 显然与实际 不符，其实是在恒定电场的作用下，电路中的电子几乎同时定向移动，即整个电路几乎同时形成了电流
