高中物理 第3章 静电场恒定电流 第1节 电流学业分层测评 鲁科版选修3-1

电流(建议用时：45分钟)学业达标1关于电流的概念，下列说法正确的有()A导体中有电荷运动就形成电流B电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D对于导体，当其两端电势差为零时，电流不一定为零【解析】导体中有大量的自由电荷，总在不停地做无规则运动，若没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值也是相等的，电流为零，故A错；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错；在国际单位制中共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电荷不能定向运动，故电流为零，D错误故选C.【答案】C2关于电流的方向，下列说法正确的是()A电荷定向移动的方向为电流方向B因为电流有方向，所以电流是矢量C在电源外部电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极D在电路中电荷的定向移动方向总是沿着高电势到低电势的方向【解析】电流的方向是正电荷定向移动的方向，在电源外部从电源正极流向负极，故A错，C对；电流是标量，故B错；外电路中正电荷从高电势处向低电势处移动，但负电荷从低电势处向高电势处移动，故D错【答案】C3金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v1，电子热运动速率为v2，电流的传导速率为v3，则()Av1最大Bv2最大Cv3最大D无法确定【解析】电场传播速率(或电流传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，其数量级约为105 m/s，自由电子定向移动速率数量级为105 m/s，所以C正确【答案】C4一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说() 【导学号：34660076】A1 h电池供给1 C的电荷量B1 000 s电池供给8 C的电荷量C1 s电池供给8 C的电荷量D1 min电池供给8 C的电荷量【解析】8 mA8103 A即1 s内电池供给8103 C的电荷量，1 000 s供给的电荷量为qIt8 C，故B正确【答案】B5在示波管中，电子枪2 s内发射了61013个电子，则示波管中电流的大小为()A4.8106AB31013 AC9.61016 AD3106 A【解析】在2 s内通过示波管的电荷量为：qne610131.61019 C9.6106 C，I A4.8106 A故只有A正确【答案】A6非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100 V，电流50 A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看做如图315规律放电则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为() 【导学号：34660077】图315A25 CB50 CC150 CD250 C【解析】由图象可得1秒钟该鱼的放电时间为0.5 s，根据电流的定义式I，可得qIt500.5 C25 C，故A正确【答案】A7如图316所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为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()图316Avq B.CvqS D.【解析】由题意，经过时间t通过横截面的电荷量Qqvt，根据I得，Ivq，故A正确【答案】A8半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度沿逆时针匀速转动，则由环产生的等效电流沿什么方向？电流多大？【解析】依据电流的定义式I，选取圆环的任一截面S，在圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为q，则：I又有：T解两式得：I.方向与正电荷定向移动的方向相同，即沿逆时针方向【答案】沿逆时针方向能力提升9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，一小段长度为l的电子束内的电子个数为()【导学号：34660078】A. B.C. D.【解析】求解本题时可先求出单位体积内的电子个数，然后再求出体积为lS内的电子个数设电子束单位体积内含有n个电子，由电流的微观表达式可知IneSv，所以n，电子经加速电场加速后，满足eUmv2，由以上各式解得n.所以长度为l的电子束内的电子个数为NnSl，选项B正确【答案】B10有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是()A通过甲、乙两导体的电流相同B通过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率大小相同【解析】由I知通过乙的电流是甲的2倍，故选项A错，B正确；由于InqSv(n是单位体积中的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率)，所以v，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率的大小，故选项C、D错【答案】B11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3109 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)WUq3109500 J1.51012 J，即释放1.51012 J的能量(2)由电流的定义式I得放电电流I A5104 A.【答案】(1)1.51012 J(2)5104 A12北京正、负电子对撞机的储存环为周长240 m的圆形轨道，当环中电流为10 mA时，若电子的速度是光速的十分之一，则在整个环中运动的电子数目为多少？ 【解析】若设环中电子数目为n，则在时间t内这些电子都可绕环运动一周，即通过环某横截面的电荷量qne，而形成的电流I，所以n，代入数据得n51011.【答案】51011个