物理1 电源和电流精品课时作业

第1节 电源和电流

[基础训练]

1．关于电源，下列说法正确的是(　　)

A．电源的作用是为电路提供自由电荷

B．电源的作用是自己直接释放出电能

C．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流

D．电源的作用是使自由电荷运动起来

C　解析  电源的作用是把其他形式的能转化为电能，为电路提供持续而稳定的电压，使导体中自由电荷定向移动释放电能，选项C正确．

2．下列对通有恒定电流的导体中的电场的叙述正确的是(　　)

A．导体中电场线的方向与导体表面垂直

B．导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的

C．导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的

D．导体内部的场强处处为零

C　解析   通电导体内的电场线的方向与导体表面是平行的，选项A错误；导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的，选项B错误，C正确；导体内部的电场的场强不为零，是恒定电场，选项D错误．

3．电路中每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m2的导线，那么电路中的电流是(　　)

A．0.016 μA　　　　  B．1.6 mA

C．16 μA　　 D．0.16 μA

D　解析  根据I＝得I＝ A＝1.6×10－7 A＝0.16 μA．

4．如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷，设橡胶棒单位长度内所含的电荷量为q，当橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒的运动而形成的等效电流的大小为(　　)

A．vq　　 B．　　

C．qvS　　 D．

A　解析  在垂直橡胶棒的运动方向选取一横截面，设橡胶棒长为L，则橡胶棒上所有电荷通过这一横截面所用的时间t＝，从而得电流I＝＝qv.

5．如图所示为一由不同金属材料制成的导体，左、右部分分别为A、B，且两部分导体的横截面积关系为SB＝2SA.如果在相同的时间内通过两不同导体某一横截面的自由电荷数相等．则流过A、B的电流的关系为(　　)

A．IA＝IB　　 B．IA＝2IB

C．IB＝2IA　　 D．不能确定

A　解析  在单位时间内通过两横截面的自由电荷数相等，根据I＝可知电流相等．

6．一段粗细均匀的导线的横截面积是S，导线内自由电子的电荷量为e，导线单位长度内自由电子数目为n，自由电子做无规则运动的速率为v，单位时间内通过某一横截面的自由电子数为N，则导线中的电流为(　　)

A．neSv  　　　　     B．nev

C．N  　　　　    D．Ne

D　解析  由题意可知，时间t内流过导线横截面的电荷量q＝Net，则由电流的定义可知I＝＝Ne，故选项C错误，D正确；由于v表示自由电子无规则运动速率，故选项A、B错误．

7．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　)

A．电流大小为，电流方向为顺时针

B．电流大小为，电流方向为顺时针

C．电流大小为，电流方向为逆时针

D．电流大小为，电流方向为逆时针

C　解析  电流大小I＝＝＝，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确．

8．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，下列解释正确的是(　　)

A．正离子定向移动形成电流方向为A→B，负离子定向移动形成电流方向为B→A

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I＝

D．溶液内电流方向从A到B，电流I＝

D　解析  正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向与电流相反，正、负离子向相反方向移动，电流不能抵消，故选项A、B错误；由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，则电流I＝，故选项C错误，D正确．

[能力提升]

9．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道．当环中电子以光速的流动而形成10 mA的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c＝3×108 m/s，电子电荷量e＝1.6×10－19 C)(　　)

A．5×1010　　 B．5×1011

C．1×102　　 D．1×104

B　解析  电子运动一周所需要的时间t＝ s＝8×10－6 s，在圆形轨道上任取一横截面，则在t时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为q＝It＝10×10－3×8×10－6 C＝8×10－8 C，环中具有电子数N＝＝＝5×1011个，故选项B正确．

10．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示(　　)

A．该电池在工作1 h后达到的电流为15 A

B．该电池在工作15 h后达到的电流为15 A

C．电池以1.5 A的电流工作，可用10 h

D．电池以15 A的电流工作，可用15 h

C　解析   蓄电池标有“15 A· h”的字样，表示电池的蓄存电荷量的情况，即电池工作时，放电电流为1.5 A时，工作时间为10 h，故选项C正确．

11．盛夏的入夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地施放着大自然的烟火，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2.5×107 V，电流可等效为2×105 A，历时1×10－3 s，问：

(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的电流给小灯泡提供，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q＝It＝2×105×1×10－3 C＝200 C，

供电时间t′＝＝ s＝400 s.

(2)这次闪电释放的电能为

E＝qU＝200×2.5×107 J＝5×109 J.

答案  (1)400 s　(2)5×109 J

12．一根长L＝2 m，横截面积S＝1×10－3 m2 的铜棒，两端电势差为U＝5.44×10－2V，铜棒的电阻R＝2×10－5Ω，铜内自由电子的密度为每立方米8.5×1029个，求：

(1)通过铜棒的电流；

(2)铜棒内的电场强度；

(3)自由电子定向移动的速率．

解析  (1)I＝＝2.72×103A．

(2)E＝＝2.72×10－2V/m.

(3)v＝＝ m/s＝2×10－5m/s.

答案  (1)2.72×103 A　(2)2.72×10－2V/m

(3)2×10－5m/s