1、课时分层作业课时分层作业(十十)电源和电流电源和电流 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 1下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是() A导线内部的电场就是电源所形成的电场导线内部的电场就是电源所形成的电场 B在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内 部的电场不是稳定的部的电场不是稳定的 C因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零 D导线内的电场是由电源导线内的电
2、场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的导体内的 电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的 D导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和， 稳定后稳定后 不同于静电平衡不同于静电平衡(内部场强处处为零内部场强处处为零)，而是场强大小恒定而是场强大小恒定，方向与导线切线一致方向与导线切线一致，是一是一 种动态的平衡，故种动态的平衡，故 A 错误，错误，D 正确；在静电平衡时，导体内部电场是稳定的，故正确；在
3、静电平衡时，导体内部电场是稳定的，故 B 错错 误误；在导体内部出现感应电荷的电场在导体内部出现感应电荷的电场，该电场与点电荷的场叠加后为零时该电场与点电荷的场叠加后为零时，导体内部的导体内部的 场强处处为零，故场强处处为零，故 C 错误。错误。 2金属导体内电流增强，是因为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导体内自由电子的热运动速率增大 B对于确定的金属导体对于确定的金属导体，单位
4、体积内的自由电子数是一定的单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的而且导体内电场的 传播速率也是一定的传播速率也是一定的，A、C 错误错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增 大大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确正确；导体内自由电子的热运动导体内自由电子的热运动 速率增大会阻碍电流增强，速率增大会阻碍电流增强，D 错误。错误。 3关于电流的方向，下列说法正确的是关于电流的方向，下列说法正确的是() A在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向在金属导体中，电流的方向是
5、自由电子定向移动的方向 B在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向 C无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反 D在电解液中，由于是正、负电荷定向移动形成电流，所以电流有两个方向在电解液中，由于是正、负电荷定向移动形成电流，所以电流有两个方向 C无论在何种导体中无论在何种导体中，电流的方向都是正电荷定向移动的方向电流的方向都是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移与负电荷定向移 动的方向相反，故动的方向相反，故 A、B、D 错误，错误，C 正确。正确。 4关于导线中的电场，下列
6、说法正确的是关于导线中的电场，下列说法正确的是() A导线内的电场线可以与导线相交导线内的电场线可以与导线相交 B导线内的电场导线内的电场 E 是由电源电场是由电源电场 E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场和导线侧面堆积的电荷形成的电场 E叠加的叠加的 结果结果 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导线中的电场是静电场的一种 B导线内的电场线与导线是平行的，故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错；导线中的电场是电源电场和导线 侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，
7、故侧面的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。错。 5关于电流，下列说法正确的是关于电流，下列说法正确的是() 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移则电流大的那个导体内自由电荷定向移 动速率大动速率大 C由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动的速率大得多
8、由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动的速率大得多，故电荷做无规故电荷做无规 则热运动形成的电流也就大得多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电荷做无规则热运动不形成电流 D电流是自由电荷定向移动形成的电流是自由电荷定向移动形成的， 导体内的自由电子时刻都在做无规则的热运导体内的自由电子时刻都在做无规则的热运 动动，A 错误错误；由电流的微观表达式由电流的微观表达式 InqSv 可知可知，同种材料制成的导体同种材料制成的导体，电流大小不单电流大小不单 是由自由电荷定向移动速率决定的是由自由电荷定向移动速率决定的，B 错误错误；无规则的热运动不会形成电流无规则的热运动
9、不会形成电流，只有电荷只有电荷 定向移动才会形成电流，定向移动才会形成电流，C 错误，错误，D 正确。正确。 6一个半导体收音机，电池供电的电流是一个半导体收音机，电池供电的电流是 8 mA，也就是说，也就是说() A1 h 电池供给电池供给 1 C 的电荷量的电荷量 B1 000 s 电池供给电池供给 8 C 的电荷量的电荷量 C1 s 电池供给电池供给 8 C 的电荷量的电荷量 D1 min 电池供给电池供给 8 C 的电荷量的电荷量 B根据根据 Iq t 知知， 1 h 电池供电量电池供电量 q1810 3 3.6103C28.8 C， A 错误错误； 1 000 s 电池供电量电池供电
10、量 q21 000 810 3 C8 C，B 正确；正确；1 s 电池供电量电池供电量 q31810 3 C 810 3 C，C 错误；错误；1 min 电池供电量电池供电量 q460810 3 C0.48 C，D 错误。错误。 7我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为我国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，当环中的的近似圆形轨道，当环中的 电流是电流是 10 mA 时时(设电子的速度是设电子的速度是 3107m/s)， 在整个环中运行的电子数目为在整个环中运行的电子数目为(电子电荷电子电荷 量量 e1.610 19C)( ) A51011B510 10 C1102
11、D1104 A电子转一圈的时间电子转一圈的时间 t l v 810 6 s， 整个环中电子的电荷量整个环中电子的电荷量 qIt810 8C， ， 所以电子的数目所以电子的数目 nq e 51011，故，故 A 正确。正确。 8.如图所示如图所示，一根横截面积为一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷每米电荷 量为量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电由于棒运动而形成的等效电 流大小为流大小为() AvqBq v CvqSDqv S A经过时间经过时间 t
12、，通过右端横截面的电荷量通过右端横截面的电荷量 Qqvt，根据根据 IQ t 得得 Ivq，A 正确正确。 9 如果导线中的电流如果导线中的电流为为 1 mA， 那那么么 1 s 内通过导体横截面的自由电子数是多少个？内通过导体横截面的自由电子数是多少个？ 若若“220 V60 W”的白炽灯正常发光时的电流为的白炽灯正常发光时的电流为 273 mA，则，则 20 s 内通过灯丝的横截内通过灯丝的横截 面的电子数目是多少个？面的电子数目是多少个？ 解析解析qIt110 3 1 C110 3 C 设电子的数目为设电子的数目为 n，则，则 nq e 110 3 1.610 19个 个6.251015
13、个个 当当“220 V60 W”的白炽灯正常发光时，的白炽灯正常发光时，I273 mA qIt27310 3 20 C5.46 C 设电子的数目为设电子的数目为 N，则，则 Nq e 5.46 1.610 19个 个3.41019个。个。 答案答案6.251015个个3.41019个个 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10有甲有甲、乙两导体乙两导体，甲的横截面积是乙的甲的横截面积是乙的 2 倍倍，而单位时间内通过横截面的电荷而单位时间内通过横截面的电荷 量乙是甲的量乙是甲的 2 倍，以下说法正确的是倍，以下说法正确的是() A甲、乙两导体的电流相同甲、乙两导体的电流相同 B乙导体的电流
14、是甲导体的乙导体的电流是甲导体的 2 倍倍 C乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的 2 倍倍 D甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等 B由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的 2 倍倍， 因此通过乙导体的电因此通过乙导体的电 流是甲的流是甲的 2 倍倍，A 错误错误，B 正确正确；由于由于 InqSv，所以所以 v I nqS， ，由于不知道甲由于不知道甲、乙两导乙两导 体的性质体的性质(n、q 不知道不知道)，所以无法判断，所以无法判断 v 的大小
15、，的大小，C、D 错误。错误。 11在研究长度为在研究长度为 l、横截面积为、横截面积为 S 的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电压压 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，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这样边反复碰撞边向前移动。可以认为阻碍电子可以认为阻碍电子 向前运动的阻力大小与电子移动的平均速向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率率 v 成正比成正比， 其大小可以表示其大小可以表
16、示成成 kv(k 为恒量为恒量)。 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，这一定值是为一定值，这一定值是 () AekU l BeU kl CelU k DelkU B电场力和碰撞阻力平衡时，有电场力和碰撞阻力平衡时，有 kveEeU l ，所以电子定向移动的平均速率，所以电子定向移动的平均速率 v eU kl ，B 正确。正确。 12(多选多选)半径为半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为总电荷量为 Q， ，现使圆环绕垂直环所现使圆环绕垂直环所 在平面且通过圆心的轴以角速度在平面且通过
17、圆心的轴以角速度匀速转动匀速转动，则由环产生的等效电流下列说法正确的是则由环产生的等效电流下列说法正确的是 () A若若不变而使电荷量不变而使电荷量 Q 变为原来的变为原来的 2 倍，则电流也将变为原来的倍，则电流也将变为原来的 2 倍 倍 B若电荷量若电荷量 Q 不变而使不变而使变为原来的变为原来的 2 倍，则电流也将变为原来的倍，则电流也将变为原来的 2 倍倍 C若使若使、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D若使若使、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 AB截取圆环的任一截
18、面截取圆环的任一截面 S，如图所示如图所示，在橡胶圆环运在橡胶圆环运动 一 周动 一 周 的时间的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为内，通过这个截面的电荷量为 Q，则有，则有 Iq t Q T， ，又又 T 2 ，所以所以 IQ 2 ，可知可知，电流的大小只与电流的大小只与 Q 和和有关有关，A、B正 确 ，正 确 ， C、D 错误。错误。 13“氢火焰离子化监测器氢火焰离子化监测器”可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含 量量， 其装置如图所示其装置如图所示， 在氢火焰的作用下在氢火焰的作用下， 有机物的分子电离为一价正离子和自由电子有机物
19、的分子电离为一价正离子和自由电子， 而无机物的分子不会电离而无机物的分子不会电离。设单位时间内有设单位时间内有 n 摩尔被检测气体进入检测器摩尔被检测气体进入检测器，调节滑动变调节滑动变 阻器，使得电流表的示数逐渐变大，直到达到最大值阻器，使得电流表的示数逐渐变大，直到达到最大值 I，求有机物分子与被检测气体分，求有机物分子与被检测气体分 子的数目的比值子的数目的比值 K 是多少。是多少。(阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为 NA，电子的电荷量为，电子的电荷量为 e) 解析解析电流达到最大值电流达到最大值 I 后，表明电离出来的电子全部到达了阳极，设经过时后，表明电离出来的电子全部到达了阳极，设经过时间间 t 到达极板的电荷量为到达极板的电荷量为 q，则，则 qIt，被电离的有机物分子的数目，被电离的有机物分子的数目 Nq e It e 则有机物分子占被测气体分子的数目的比值为则有机物分子占被测气体分子的数目的比值为 KN N N ntNA I nNAe。 。 答案答案 I nNAe
