2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 課時提升作業(yè)九 2.1 電源和電流 新人教版選修3-1.doc

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課時提升作業(yè) 九 電源和電流 (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分) 1.導體中電流I的表達式I=nqSv，其中S為導體的橫截面積，n為導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個自由電荷所帶的電荷量，v是 (　　) A.導體運動的速率 B.導體傳導的速率 C.電子熱運動的速率 D.自由電荷定向移動的速率 【解析】選D。從微觀上看，電流決定于導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、定向移動速率，還與導體的橫截面積有關(guān)，公式I=nqSv中的v就是自由電荷定向移動的速率，選D。 2.(多選)關(guān)于電流的下列說法中，正確的是 (　　) A.電路中的電流越大，表示通過導體橫截面的電荷量越多 B.在相同時間內(nèi)，通過導體橫截面的電荷量越多，導體中的電流就越大 C.通電時間越長，電流越大 D.導體中通過一定的電荷量所用時間越短，電流越大 【解析】選B、D。由q=It可知，通過電流越大，但時間不一定長，故電量不一定多，A錯誤；由I=qt可知，所用時間相同時，通過導體橫截面的電荷量越多，則導體中的電流越大，通過導體橫截面的電荷量相同時，所用時間越短，則導體中的電流越大，B、D正確；電流等于電量與所用時間的比值，與通電時間無關(guān)，C錯誤。 3.如圖所示，將左邊的銅導線和右邊的鋁導線連接起來，已知截面積S鋁=2S銅。在銅導線上取一截面A，在鋁導線上取一截面B，若在1 s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 (　　) A.IA=IB　　　　 B.IA=2IB C.IB=2IA D.不能確定 【解析】選A。這個題目中有很多干擾項，例如兩個截面的面積不相等，導線的組成材料不同等等。但關(guān)鍵是通過兩截面的電子數(shù)在單位時間內(nèi)相等，根據(jù)I=qt可知電流強度相等。 4.(多選)(2018洛陽高二檢測)硅光電池已廣泛應用于人造衛(wèi)星和燈塔、高速公路“電子眼”等設(shè)施；其原理如圖所示，a、b是硅光電池的兩個電極，P、N是兩塊硅半導體，P、N可在E區(qū)形成勻強電場，P的上表面鍍有一層膜，當光照射時，P內(nèi)產(chǎn)生的自由電子經(jīng)E區(qū)電場加速后到達半導體N，從而產(chǎn)生電動勢。以下說法中正確的是 (　　) A.a電極為電池的正極 B.電源內(nèi)部的電流方向由P指向N C.E區(qū)勻強電場的方向由N指向P D.硅光電池是一種把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 【解析】選A、C。根據(jù)題意，E區(qū)電場能使P逸出的自由電子向N運動，因負電荷受到的電場力與電場方向相反，所以電場方向由N指向P，C正確；由于電流的方向與負電荷的運動方向相反，所以電源內(nèi)部的電流方向由N指向P，B錯誤；根據(jù)以上對電流方向的分析可知，a為電源正極，A正確；該電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故D錯誤。 二、非選擇題(22分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 5.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動，用e表示電子的電荷量，則其等效電流為多大？ 【解析】等效電流為電子沿圓周持續(xù)運動時產(chǎn)生的。每經(jīng)一個周期，通過圓周某點的電荷量為e。電子運動的周期T=2πrv，由I=qt得I=eT=ve2πr。 答案：ve2πr 【互動探究】 若氦原子中的兩個電子以速率v在半徑為r的同一軌道上運動，則等效電流為多大？ 提示：每一周期通過圓周某點的電荷量為2e，則I=2eT=veπr。 【能力挑戰(zhàn)區(qū)】 1.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場中，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是 (　　) A.IΔleSm2eU　　　　　　　B. IΔlem2eU C.IeSm2eU D.ISΔlem2eU 【解析】選B。設(shè)電子經(jīng)加速電場加速后的速度為v，電子束中單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，則eU=12mv2，I=nevS，長為Δl的電子束中的電子數(shù)N=nΔlS，聯(lián)立以上三式解得N=IΔlem2eU，故B正確。 2.如圖所示是靜電除塵器的示意圖，A接高壓電源的正極，B接高壓電源的負極，A、B之間有很強的電場。空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電，吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附n mol電子，每晝夜能除塵m kg，計算高壓電源的電流強度I。(已知電子的電荷量為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時間為t) 【解析】根據(jù)電流強度的定義式I=Qt。只要能夠計算出一晝夜時間內(nèi)通過的電荷量Q，就能夠求解電流強度I，需要注意的是，流過電源的電荷量Q跟煤粉吸附的電荷量Q′并不相等，由于電離出的氣體中電子和正離子同時導電，煤粉吸附的電荷量Q′=12Q。 因為Q′=mneNA，Q=It， 所以mneNA=12It，I=2mneNAt。 答案：2mneNAt