鲁科版 (2019)必修 第三册第3章 恒定电流第1节 电流课堂检测
展开电流
(15分钟 30分)
一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
1.关于电流的说法中正确的是 ( )
A.国际单位制中,电流的单位是毫安
B.大小、方向都不随时间变化的电流为恒定电流
C.因为电流有方向,所以电流是矢量
D.通过导体横截面的电荷量越多,则流过导体的电流就越大
【解析】选B。国际单位制中,电流的单位是安,故A错误。大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流,故B正确。电流虽有方向,但运算时不遵守平行四边形定则,所以电流是标量,不是矢量,故C错误。根据电流的定义式I=,可知单位时间内通过导体某横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大,而通过导体某一横截面的电荷量越多,电流不一定越大,还与时间有关,故D错误。
2.在10 s的时间内,有3 C的电量通过了小灯泡,则在该时间内流过小灯泡的平均电流为 ( )
A.0.3 A B.3 A C.10 A D.30 A
【解析】选A。根据题意,由于在10 s内有3 C的电量通过小灯泡,那么通过小灯泡的电流为:I== A=0.3 A,故A正确,B、C、D错误。
3.某兴趣小组调查一条河流的水质情况,通过计算结果表明,被污染的河里一分钟内有相当于6 C的正离子和9 C的负离子向下游流去,则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是 ( )
A.0.25 A 顺流而下 B.0.05 A 逆流而上
C.0.25 A 逆流而上 D.0.05 A 顺流而下
【解析】选B。根据题意可知,正离子向下游流去,产生顺流而下的电流,大小为:I1== A=0.1 A;负离子向下游流去,产生逆流而上的电流,大小为:I2== A=0.15 A。两电流方向相反,所以最终电流I=I2-I1=0.15 A-0.10 A=0.05 A,方向逆流而上。
4.如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1,负离子数为n2,设元电荷电荷量为e,则以下说法正确的是( )
A.溶液内电流方向从A到B,电流为
B.溶液内电流方向从B到A,电流为
C.当n1>n2时,电流方向从A到B,电流为
D.溶液内电流方向从A到B,电流为
【解析】选D。正离子从A到B定向移动,产生A到B的电流;负离子从B到A定向移动,同样产生A到B的电流。则t时间内通过溶液截面S的电荷量q=n1e+n2e,则根据电流的定义式I===,则D正确,A、B、C错误。
二、非选择题(本题共1小题,共10分)
5.夏季某日午后,某地区距地面约1 km的空中有两块乌云,相距3 km,它们因与空气摩擦而带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约3×109 V不变。电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电荷量为500 C。
(1)求可释放多少能量。
(2)若电流放电现象历时约0.01 s,则其平均放电电流约为多大?
【解析】(1)释放的能量为电场力做功:
W=Uq=3×109×500 J=1.5×1012 J
(2)平均放电电流约为:
I== A=5×104 A;
答案:(1)1.5×1012 J (2)5×104 A
(10分钟 20分)
6.(6分)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电量为e,此时电子的定向移动速度为v,在Δt时间内,通过导线的横截面的自由电子数目可表示为 ( )
A. B.nvΔt
C. D.
【解析】选C。在t时间内,以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt,由于铜导线的横截面积为S,则在t时间内,电子经过的导线体积为V=vtS。又由于单位体积的导线有n个自由电子,则在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为N=nvSt。由于流经导线的电流为I,则在Δt时间内,流经导线的总电荷量为Q=IΔt,而电子的电荷量为e,则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为:N=,故C正确。
【补偿训练】
如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大小为 ( )
A.qvS B. C.vq D.
【解析】选C。棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时,每秒通过的距离为v米,每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面,每秒内通过横截面的电量为:Q=q·v。根据电流的定义式为:I=,t=1 s,得到等效电流为:I=qv。故A、B、D错误,C正确。故选C。
7.(14分)电子绕核运动可等效为一个环形电流,设氢原子中的电子在半径为R的圆轨道上运动,用e表示电子的电荷量,静电力常数为k,则:
(1)电子绕核运动周期T;
(2)等效电流I。
【解析】(1)原子核对电子的库仑力提供向心力,
由牛顿第二定律及库仑定律得:
=m
解得:T=;
(2)根据电流表达式I=,则有:
I=
答案:(1) (2)
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