2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 课时提升作业九 2.1 电源和电流 新人教版选修3-1.doc

课时提升作业 九 电源和电流(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分)1.导体中电流I的表达式I=nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是()A.导体运动的速率B.导体传导的速率C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率【解析】选D。从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关，公式I=nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率，选D。2.(多选)关于电流的下列说法中，正确的是()A.电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多B.在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大C.通电时间越长，电流越大D.导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大【解析】选B、D。由q=It可知，通过电流越大，但时间不一定长，故电量不一定多，A错误；由I=qt可知，所用时间相同时，通过导体横截面的电荷量越多，则导体中的电流越大，通过导体横截面的电荷量相同时，所用时间越短，则导体中的电流越大，B、D正确；电流等于电量与所用时间的比值，与通电时间无关，C错误。3.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝=2S铜。在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是()A.IA=IBB.IA=2IBC.IB=2IA D.不能确定【解析】选A。这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等。但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I=qt可知电流强度相等。4.(多选)(2018洛阳高二检测)硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施；其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，P、N可在E区形成匀强电场，P的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势。以下说法中正确的是()A.a电极为电池的正极B.电源内部的电流方向由P指向NC.E区匀强电场的方向由N指向PD.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置【解析】选A、C。根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，C正确；由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，B错误；根据以上对电流方向的分析可知，a为电源正极，A正确；该电池是将光能转化为电能的装置，故D错误。二、非选择题(22分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)5.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？【解析】等效电流为电子沿圆周持续运动时产生的。每经一个周期，通过圆周某点的电荷量为e。电子运动的周期T=2rv，由I=qt得I=eT=ve2r。答案：ve2r【互动探究】若氦原子中的两个电子以速率v在半径为r的同一轨道上运动，则等效电流为多大？提示：每一周期通过圆周某点的电荷量为2e，则I=2eT=ver。【能力挑战区】1.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的加速电场中，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，一小段长为l的电子束内的电子个数是()A.IleSm2eUB. Ilem2eUC.IeSm2eUD.ISlem2eU【解析】选B。设电子经加速电场加速后的速度为v，电子束中单位体积内自由电子数为n，则eU=12mv2，I=nevS，长为l的电子束中的电子数N=nlS，联立以上三式解得N=Ilem2eU，故B正确。 2.如图所示是静电除尘器的示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场。空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流强度I。(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t)【解析】根据电流强度的定义式I=Qt。只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q=12Q。因为Q=mneNA，Q=It，所以mneNA=12It，I=2mneNAt。答案：2mneNAt