人教版 (新课标)选修31 电源和电流当堂达标检测题

这是一份人教版 (新课标)选修31 电源和电流当堂达标检测题，共6页。

[随堂基础巩固]
1.关于电流，以下说法正确的是( )
A.通过截面的电荷量的多少就是电流的大小
B.电流的方向就是电荷定向移动的方向
C.在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流
D.导体两端没有电压就不能形成电流
解析：根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知A项错；规定正电荷定向移动的方向为电流方向，知B项错；自由电荷持续的定向移动才会形成电流，C错D对。
答案：D
2.关于电流的方向，下列叙述中正确的是( )
A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C.不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
解析：电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。
答案：C
3.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
解析：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；故正确答案为B。
答案：B
4.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，通过这个截面的电荷量q＝e，则有I＝eq \f(q,t)＝eq \f(e,T)，再有库仑力提供向心力有keq \f(e2,r2)＝meq \f(4π2,T2)r
由以上两式解得I＝eq \f(e2,2πr2m)eq \r(kmr)。
答案：eq \f(e2,2πr2m)eq \r(kmr)
[课时跟踪训练]
(满分50分 时间30分钟)
一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1.关于电流，下列叙述正确的是( )
A.只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流
B.电源的作用可以使电路中有持续电流
C.导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动
D.恒定电流是由恒定电场产生的
解析：电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电场形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部出现稳定的电场，可见本题答案应选B、D。
答案：BD
2.关于电源的作用，下列说法正确的是( )
A.电源的作用是为电路持续地提供自由电荷
B.电源的作用是能直接释放电能
C.电源的作用就是保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
解析：电源是提供能量的装置，电源供电的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程，故A、B错误；电源能使导体两端保持稳定的电压，从而使导体中保持持续的电流，故C正确，D错误。
答案：C
3.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
解析：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；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。
答案：B
4.如图1所示的电解池，在1 s的时间内，共有3 C的正离子和3 C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是( )
图1
A.0 A B.1.5 A
C.3 A D.6 A
解析：电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I＝eq \f(q,t)得，电路中的电流I＝eq \f(3＋3,1) A＝6 A，故D正确。
答案：D
5.有甲、乙两导体，甲的横截面是乙的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率是甲导体的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：由于单位时间内通过乙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，故A错而B正确；由于I＝nqSv(n为单位体积中的自由电荷数，q为自由电荷的电荷量，S为横截面积，v为定向移动速率)，所以v＝eq \f(I,nqS)，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断。
答案：B
6.如图2所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1 秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( ) 图2
A.电流相等
B.电流不相等
C.自由电子定向移动的速率相等
D.自由电子定向移动的速率不相等
解析：由电流定义知I＝eq \f(q,t)＝eq \f(ne,t)，故A正确，B错误；由电流的微观表达式I＝nSqv知，I、n、q均相等，因为SAvB，故C错误，D正确。
答案：AD
7.一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( )
A.自由电子定向移动的速率为v0
B.自由电子定向移动的速率为v＝eq \f(I,neS)
C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D.自由电子定向移动的速率为v＝eq \f(I,ne)
解析：对电流微观表达式I＝nqSv式中n为单位体积内自由电荷数，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，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，所以电流I＝eq \f(q,t)＝nev，所以v＝eq \f(I,ne)，故正确答案为D。
答案：D
8.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.eq \f(IΔl,eS) eq \r(\f(m,2eU)) B.eq \f(IΔl,e) eq \r(\f(m,2eU))
C.eq \f(I,eS) eq \r(\f(m,2eU)) D.eq \f(ISΔl,e) eq \r(\f(m,2eU))
解析：经加速电场加速后，eU＝eq \f(1,2)mv2，v＝eq \r(\f(2eU,m))，电子束的电流为I＝neSv，n＝eq \f(I,eSv)，Δl长的一小段的电子束内的电子个数为N＝nSΔl＝eq \f(IΔl,e) eq \r(\f(m,2eU))。
答案：B
二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9.(9分)如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少个？若“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20 s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？
解析：q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C，
设电子的数目为n，则：
n＝eq \f(q,e)＝eq \f(1×10－3,1.6×10－19)个＝6.25×1015个。
当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时，
I ＝273 mA。
q＝It＝273×10－3×20 C＝5.46 C。
设电子的数目为N，则
N＝eq \f(q,e)＝eq \f(5.46,1.6×10－19)个≈3.4×1019个。
答案：6.25×1015个 3.4×1019个
10.(9分)如图3所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么
图3
(1)在图中标出正、负离子定向移动的方向；
(2)电解槽中的电流方向如何？
(3)4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？
(4)电解槽中的电流为多大？
解析：(1)电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动。
(2)电解槽中的电流方向向右。
(3)8 C的正电荷向右通过横截面AB，而8 C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8 C正电荷向右通过横截面，故4 s内通过横截面AB的电荷量为16 C。
(4)由电流的定义I＝eq \f(Q,t)＝eq \f(16,4) A＝4 A。
答案：(1)见解析 (2)向右 (3)16 C (4)4 A