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1、电源和电流 (建议用时：45分钟)学业达标1有稳定电流时关于导体中的恒定电场，下列说法正确的是()A导体中的电场是由电源两极电荷在空间直接形成的B导体中的电场是由导体内自由电荷形成的C由于处于静电平衡状态，导体内场强为零D导体中的电场分布不随时间变化【解析】有稳定电流时，导体中的电场是由电源电场和导体侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，A、B错误；导体不是处于静电平衡状态，导体中的电场场强不为零，C错误；导体中电场是恒定的，不随时间变化，D正确【答案】D2(多选)关于电流的方向，下列说法中正确的是() 【导学号：08160080】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
2、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，电流从电源正极流向负极，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，所以电流从负极板流出，流入正极板，D正确【答案】AD3一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是()A单位体积内自由电子数较多B自由电子定向移动的速率较大C自由电子的热运动速率较大D电流的传导速度较大【解析】对
3、同一根导线，单位体积内的自由电子数是一样的，A错误；电流和自由电子的定向移动的速率有关，自由电子的热运动速率只与温度有关，B正确，C错误；电流的传导速度是电场的形成速度等于光速c，和电流的大小无关，D错误【答案】B4(2016广元高二检测)在电解质溶液中，2 s内有61013个二价正离子和等量二价负离子通过某截面，则电解质溶液中电流大小约为()【导学号：08160081】A4.8106 AB31013 AC9.6106 A D1.92105 A【解析】电流由正、负离子的定向移动形成，则在2 s内通过横截面的总电荷量应为Q21.6101961013C1.61019261013C3.84105C.
4、由电流的定义式I得：电流I A1.92105 A故选D.【答案】D5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. DelkU【解析】电场力和碰撞阻力平衡时，有kveEe，所以电子定向移动的平均速率v，B正确【答案】B6. (多选)如图214所示是一款MP
5、4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA，则以下说法正确的是() 【导学号：08160082】图2182A1 s内通过电池某一横截面的电荷量为500 CB1 s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5 CC充电过程是把其他形式的能转化为电能D充电过程是把电能转化为其他形式的能【解析】由qIt可得，1 s内通过电池某横截面的电荷量q0.51 C0.5 C，A错误，B正确；锂电池充电过程中是电能转化为化学能，C错误，D正确【答案】BD7.如图215所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截
6、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()图215A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BAB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AB，电流强度ID溶液内电流方向从AB，电流强度I【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，A、B错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I公式中q应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I，电流方向由A指向B，C错误，D正确【答案】D8(多选)(2016泰安高二检测)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中有n个自由电子，电子的电荷量为
7、q.此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为() 【导学号：08160083】AnvSt BnvtC. D.【解析】从微观角度来说，在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为vt的圆柱体内，此圆柱体内的电子数目为nvSt，故A正确；vt是电子通过的距离，nvt没意义，缺少面积S，故B错误；从电流的定义式来说，I，故在t时间内通过某一横截面的电荷量为It，通过横截面的自由电子数目为，故C正确；是通过铜导线单位横截面的自由电子数，故D错误【答案】AC能力提升9(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
8、速度匀速转动，则由环产生的等效电流应有()A若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B若电荷量不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小【解析】截取圆环的任一截面S，则在橡胶环运动一周期的时间内通过这个截面的电荷量为Q，即I，由上式可知A、B正确【答案】AB10一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有() 【导学号：081600
9、84】A自由电子定向移动的速率为v0B自由电子定向移动的速率为vC自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD自由电子定向移动的速率为v【解析】关键是理解v和n的物理意义，电流微观表达式中n为单位体积内的自由电子数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子数，其数量为nvt，电荷量qnvte，所以电流Inev，所以v，故正确选项为D.【答案】D11导线中的电流是108 A，导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e1.61019 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导线每立方米内有8.5
10、1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 cm，平均要多长时间？【解析】(1)由I，得qIt108C故n16.251010(个)(2)设在导线单位体积内有n个电子可以作自由电子，每个电子带有电荷量e，如果导线的横截面积为S，那么时间t内通过横截面S的电荷量为qneSvt即电流IneSv则自由电子的平均移动速率为vm/s7.41013 m/s.(3)t s1.41010 s.【答案】(1)6.251010个(2)7.41013 m/s(3)1.41010 s12.盛夏入夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地释放着大自然的烟火，上演着一场精彩的闪电交响曲某摄影爱好者拍摄到的闪电如图216所示，闪电产生的电压、电流是不稳定的，假设这次闪电产生的电压可等效为2.5107 V，电流可等效为2105 A，历时1103 s，则：【导学号：08160085】图216(1)若闪电定向移动的是电子，这次闪电产生的电荷量以0.5 A的电流给小灯泡供电，能维持多长时间？(2)这次闪电释放的电能是多少？【解析】(1)根据电流的定义式I，可得qIt21051103C200 C，供电时间t s400 s.(2)这次闪电释放的电能为EqU2002.5107 J5109 J.【答案】(1)400 s(2)5109 J
