2020-2021学年新教材高中物理 第十一章 电路及其应用 1 电源和电流课后习题（含解析）新人教版必修3.docx

1、电源和电流课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是()A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线处于静电平衡状态D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低解析在电源和导线等电路元件所积累的电荷的共同作用下,垂直导线方向的电场相互抵消,在导线中形成了沿导线方向的电场,即导线中的电场强度方向跟导线方向平行,A错误,B正确;导线内有电场,说明导线不处于静电平衡状态,C错误;沿电场方向电势逐渐降低,电场方向就是正电荷的受力方向,也就是电流的方向,即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低,D正确。答案BD2.电路中有一电阻,通过电

2、阻的电流为5 A,当通电5 min 时,通过电阻横截面的电子数为()A.1 500B.9.3751019C.9.3751021D.9.3751020解析q=It,n=qe=Ite=9.3751021。答案C3.(2020四川内江高二上学期期末)安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流。设带电荷量为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,其电流的等效电流强度I和方向为()A.ve2r顺时针B.ver顺时针C.ve2r逆时针D.ver逆时针解析电子绕核运动可等效为一环形电流,电子运动周期为T=2rv,根据电流的定义式得:电流强度为I=qt=e

3、T=ve2r,因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向,故C项正确。答案C4.关于电源的以下说法,正确的是()A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极,从而保持两极之间有稳定的电势差C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量解析电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差,这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集,将正电荷向正极聚集,外电路中自由电子在静电力的作用下向正极移动;在电源内部,需要将正极上的电子搬运到负极,维持电势

4、差不变,故A错误,B正确。电路中有电流不仅需要电源,还需要电路是闭合的,两者缺一不可,故C错误。电源是对电路提供能量的装置,故D错误。答案B5.(2020安徽黄山高二上学期期末质量检测)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是()A.I

5、eS2UmB.IeSmeUC.IeS2eUmD.IeSm2eU解析质子被加速时:Ue=12mv2,由于I=neSv,解得n=IeSm2eU,D正确。答案D能力提升1.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的负电荷,每单位长度上电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.qvB.qvC.qvSD.qvS解析t秒内棒通过的长度l=vt,总电荷量Q=ql=qvt。由I=Qt=qvtt=qv,故选项A正确。答案A2.在导体中有电流通过时,下列说法正确的是()A.电子定向移动速率接近光速B.电子定向移动速率即是电场传导速率C.电子定向移动

6、速率即是电子热运动速率D.在金属导体中,自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动解析电子定向移动的速率很小,数量级为10-4m/s,自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动,故D正确,A错误。电场的传导速率为光速c=3108m/s,无规则热运动速率的数量级为105m/s,故B、C错误。答案D3.铜的摩尔质量为m,密度为,每摩尔铜原子有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为e,今有一根横截面积为S的铜导线,通过电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.IneSC.IneSmD.mIneS解析设电子定向移动的平均速率为v,那么在t秒内通过

7、导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质量为vtS,摩尔数为vtSm,自由电子数为vtSnm,所以电荷量q=vtSnem,由I=qt=vSnem得v=mIneS,故D正确。答案D4.(2020宁夏银川高二上学期月考试题)“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量,其装置如图所示,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,而无机物的分子不会电离。设单位时间内有n摩尔被检测气体进入检测器,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I,求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K是多少。(阿伏加德罗常数为NA,电子的电荷量为e)解析电流达到最大值I后,表明电离出来的电子全部到达了阳极,设经过时间t到达极板的电荷量为q,则q=It,被电离的有机物分子的数目N=qe=Ite则有机物分子占被测气体分子的数目的比值为K=NN=NntNA=InNAe。答案InNAe