【步步高 學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)】高中物理 第二章 第1節(jié) 電源和電流課時(shí)作業(yè) 新人教版選修31.doc

第1節(jié)電源和電流1電源的作用是使電路兩端維持一定的電勢(shì)差，從而使電路中保持持續(xù)的電流2導(dǎo)線中的電場(chǎng)是沿導(dǎo)線切線方向的恒定電場(chǎng)，在靜電場(chǎng)中所講的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，在恒定電場(chǎng)中同樣適用3形成電流的條件(1)電路中存在自由電荷；(2)電路兩端存在持續(xù)的電勢(shì)差4電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?1)在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷(電子)的定向移動(dòng)方向相反；在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子定向移動(dòng)方向相反(2)恒定電流：方向和大小都不隨時(shí)間變化的電流5設(shè)金屬導(dǎo)體的橫截面積為s，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動(dòng)速度為v，那么在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)某一橫截面積的自由電子數(shù)為nsvt；若電子的電荷量為e，那么在時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)某一橫截面積的電荷量為ensvt；若導(dǎo)體中的電流為i，則電子定向移動(dòng)的速率為.6下列說(shuō)法中正確的是()a導(dǎo)體中只要電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流b在國(guó)際單位制中，電流的單位是ac電流有方向，它是一個(gè)矢量d任何物體，只要其兩端電勢(shì)差不為零，就有電流存在答案b解析自由電荷定向移動(dòng)才形成電流，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有一定的電勢(shì)差，且必須是導(dǎo)體，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤電流有方向，但它是標(biāo)量，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤正確選項(xiàng)為b.7以下說(shuō)法中正確的是()a只要有可以自由移動(dòng)的電荷，就存在持續(xù)電流b金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)力作用下形成的c單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大d在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動(dòng)時(shí)，它們的熱運(yùn)動(dòng)就消失了答案bc解析自由電子在電場(chǎng)力作用下才定向移動(dòng)，定向移動(dòng)時(shí)熱運(yùn)動(dòng)也同時(shí)進(jìn)行【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一導(dǎo)線中的電場(chǎng)1導(dǎo)線中恒定電場(chǎng)的建立過(guò)程：在電源正、負(fù)極之間接入導(dǎo)線后，_使得導(dǎo)體中的電荷積累，從而產(chǎn)生_，合電場(chǎng)逐漸趨于與導(dǎo)線_，當(dāng)不再有新的(更多)電荷積累，最后合電場(chǎng)與導(dǎo)線處處_，且不再變化，導(dǎo)線中電荷沿電場(chǎng)(導(dǎo)線)移動(dòng)形成_，運(yùn)動(dòng)電荷的分布不隨時(shí)間改變，形成一種_平衡，這兩種電荷形成的合電場(chǎng)叫_答案電源的靜電場(chǎng)附加電場(chǎng)平行平行恒定電流動(dòng)態(tài)恒定電場(chǎng)解析導(dǎo)線中的電場(chǎng)是兩部分電場(chǎng)共同貢獻(xiàn)的結(jié)果首先電源電場(chǎng)使電子沿導(dǎo)線移動(dòng)，并向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而產(chǎn)生附加電場(chǎng)當(dāng)兩個(gè)電場(chǎng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)只存在和導(dǎo)線平行的電場(chǎng)線，即形成恒定電場(chǎng)2關(guān)于導(dǎo)線中的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()a導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線可以與導(dǎo)線相交b導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)e是由電源電場(chǎng)e0和導(dǎo)線側(cè)面堆積的電荷形成的電場(chǎng)e疊加的結(jié)果c導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷分布是穩(wěn)定的，故導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài)d導(dǎo)線中的電場(chǎng)是靜電場(chǎng)的一種答案b解析導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線與導(dǎo)線是平行的，故a錯(cuò)；導(dǎo)線中的電場(chǎng)是電源電場(chǎng)和導(dǎo)線側(cè)面的堆積電荷形成的電場(chǎng)疊加而成的，故b對(duì)；導(dǎo)線內(nèi)電場(chǎng)不為零，不是靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)線中的電場(chǎng)是恒定電場(chǎng)，并非靜電場(chǎng)的一種，故c、d錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)二電流3關(guān)于電流的方向，下列描述正確的是()a規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较騜規(guī)定自由電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较騝在金屬導(dǎo)體中，自由電子定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆捶较騞在電解液中，由于正、負(fù)離子的電荷量相等，定向移動(dòng)的方向相反，故無(wú)電流答案ac解析規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍蔭對(duì)，b錯(cuò)；金屬導(dǎo)體中定向移動(dòng)的是自由電子，電子帶負(fù)電，故電子運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向相反，c對(duì)；在電解液中，正、負(fù)離子的電荷量相等，定向移動(dòng)的方向相反，但有電流，電流的大小等于正、負(fù)離子電荷量的絕對(duì)值之和與時(shí)間的比值，d錯(cuò)點(diǎn)評(píng)(1) 導(dǎo)體內(nèi)電荷的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與電荷的定向移動(dòng)不是一回事，導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的電荷才會(huì)定向移動(dòng)，但電荷的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是不需要條件的(2)電流是描述電流強(qiáng)弱的物理量，它有方向，但是個(gè)標(biāo)量4某電解池中，若在2 s內(nèi)各有1.01019個(gè)二價(jià)正離子和2.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()a0 b0.8 a c1.6 a d3.2 a答案d解析電荷的定向移動(dòng)形成電流，但正、負(fù)電荷同時(shí)向相反方向定向移動(dòng)時(shí)，通過(guò)某截面的電荷量應(yīng)是兩者絕對(duì)值的和故由題意可知，電流由正、負(fù)離子定向運(yùn)動(dòng)形成，則在2 s內(nèi)通過(guò)某橫截面的總電荷量應(yīng)為q1.6101921.01019 c1.6101912.01019 c6.4 c由電流的定義式知：i a3.2 a點(diǎn)評(píng)電流的大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，正電荷定向移動(dòng)形成的電流與負(fù)電荷定向移動(dòng)形成的電流是等效的，只不過(guò)負(fù)電荷定向移動(dòng)形成的電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反而已知識(shí)點(diǎn)三電流的微觀表達(dá)式5導(dǎo)體中電流i的表達(dá)式為inqsv，其中s為導(dǎo)體的橫截面積，n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是()a導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率b電流傳導(dǎo)的速率c電子熱運(yùn)動(dòng)的速率d自由電荷定向移動(dòng)的速率答案d解析從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、定向移動(dòng)速率，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)，故選d.電荷的定向移動(dòng)形成電流，這個(gè)定向移動(dòng)的速率就是電流微觀表達(dá)式inqsv中的v.6有一橫截面積為s的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為i，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量為q，此時(shí)電子定向移動(dòng)的速率為v，則在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()anvst bnvt c. d.答案ac解析此題考查對(duì)電流公式iq/t的理解及電流的微觀表達(dá)式inqvs的理解在t時(shí)間內(nèi)，以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線中經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度為vt，由于銅導(dǎo)線的橫截面積為s，則在t時(shí)間內(nèi)，電子經(jīng)過(guò)的導(dǎo)線體積為vts.又由于單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為nvst，故a正確由于流經(jīng)導(dǎo)線的電流為i，則在t時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為it，而電子的電荷量為q，則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為，故c也正確點(diǎn)評(píng)電流的微觀表達(dá)式inqsv，s為導(dǎo)體的橫截面積，v為導(dǎo)體中自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率，n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，從微觀看，電流決定于導(dǎo)體中自由電荷的密度、電荷定向移動(dòng)的速度，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)【方法技巧練】用等效法求解電流7半徑為r的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流判斷正確的是()a若不變而使電荷量q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍b若電荷量q不變而使變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍c若使、q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變大d若使、q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變小答案ab解析截取圓環(huán)的任一橫截面s，如右圖所示，在橡膠圓環(huán)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)這個(gè)橫截面的電荷量為q，則有i又t，所以i由上式可知，選項(xiàng)a、b正確8電子繞核運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，用e表示電子的電荷量，則其等效電流為多大？答案解析等效電流為電子沿圓周持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的每經(jīng)一個(gè)周期，通過(guò)圓周某點(diǎn)的電荷量為e.電子運(yùn)動(dòng)的周期t2r/v，由iq/t得ie/tve/(2r)方法點(diǎn)撥電荷的運(yùn)動(dòng)可以等效為電流，計(jì)算中可以選取一定時(shí)間(一般選一個(gè)周期)，此時(shí)間內(nèi)通過(guò)截面的電荷量與時(shí)間的比值即為等效電流1關(guān)于電流的說(shuō)法中正確的是()a根據(jù)iq/t，可知i與q成正比b如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量相等，則導(dǎo)體中的電流是恒定電流c電流有方向，電流是矢量d電流的單位“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位答案d解析依據(jù)電流的定義式可知，電流與q、t皆無(wú)關(guān)，顯然選項(xiàng)a是錯(cuò)誤的雖然電流是標(biāo)量，但是卻有方向，因此在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量雖然相等，但如果方向變化，電流也不是恒定電流，所以，選項(xiàng)b也是錯(cuò)誤的電流是標(biāo)量，故選項(xiàng)c也不對(duì)2下列有關(guān)電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是()a導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)就是電源所形成的電場(chǎng)b在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，而導(dǎo)體外部的場(chǎng)強(qiáng)不為零，所以導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不是穩(wěn)定的c因?yàn)閷?dǎo)體處于電源的電場(chǎng)中，所以導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零d導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導(dǎo)體內(nèi)的電荷處于平衡狀態(tài)，電荷分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)也是穩(wěn)定的答案d解析導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)是電源和導(dǎo)線堆積電荷所形成的兩部分電場(chǎng)的矢量和，穩(wěn)定后不同于靜電平衡(內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零)，而是場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，方向與導(dǎo)線切線一致，是一種動(dòng)態(tài)的平衡，故a、b、c錯(cuò)3關(guān)于電源的作用，下列說(shuō)法正確的是()a電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷b電源的作用是能直接釋放電能c電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流d電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)答案bc解析電源的作用是能直接釋放電能，就是保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流，選項(xiàng)b、c正確4關(guān)于電流的方向，下列說(shuō)法中正確的是()a電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端b電源內(nèi)部，電流的方向是從高電勢(shì)一端流向低電勢(shì)一端c電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相同d電容器充電時(shí)，電流從負(fù)極板流出，流入正極板答案ad解析在電源的外部電路中，電流從正極流向負(fù)極，在電源的內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，電源正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)，所以a正確，b錯(cuò)誤電子帶負(fù)電，電子運(yùn)動(dòng)形成的電流方向與電子運(yùn)動(dòng)的方向相反，c錯(cuò)誤電容器充電時(shí)，電子流入負(fù)極板，所以電流從負(fù)極板流出，流入正極板5關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確的是()a通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量越多，電流越大b電子運(yùn)動(dòng)速率越大，電流越大c單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流就越大d因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶看鸢竎解析由i知q大，i不一定大，還要看t的大小，故a錯(cuò)由inqsv知，電子運(yùn)動(dòng)的速率v大，電流不一定大，電流還與n、s有關(guān)，另外電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速度很大，不能形成電流，故b錯(cuò)單位時(shí)間通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，電流越大，c對(duì)電流雖有方向但不是矢量，因合成遵循代數(shù)法則，故d錯(cuò)6計(jì)數(shù)器因射線照射，內(nèi)部氣體電離，在時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)二價(jià)正離子到達(dá)陰極，有2n個(gè)電子到達(dá)陽(yáng)極，則計(jì)數(shù)器中的電流為()a0 b2ne/t c3ne/t d4ne/t答案d解析i，故選d.7北京正負(fù)離子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道當(dāng)環(huán)中的電流為10 ma時(shí)，若電子的速率為十分之一光速則在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為()a51011 個(gè) b51019 個(gè)c1.01013 個(gè) d1.0103 個(gè)答案a解析由公式i，qne，t得i，n51011個(gè)8有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，乙是甲的兩倍，以下說(shuō)法中正確的是()a甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同b乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍c乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的兩倍d甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相等答案b9示波管中，電子槍兩秒內(nèi)發(fā)射了61013個(gè)電子，則示波管中電流強(qiáng)度的大小為()a9.6106 a b31013 ac4.8106 a d3106 a答案c10如圖1所示，電解池內(nèi)有一價(jià)離子的電解液，時(shí)間t內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)截面s的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷為e，以下解釋中正確的是()圖1a正離子定向移動(dòng)形成電流方向從ab，負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向從bab溶液內(nèi)正負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，電流抵消c溶液內(nèi)電流方向從a到b，電流id溶液內(nèi)電流方向從a到b，電流i 答案d解析正電荷定向移動(dòng)方向就是電流方向，負(fù)電荷定向移動(dòng)的反方向也是電流方向，有正、負(fù)電荷反向經(jīng)過(guò)同一截面時(shí)，i公式中q應(yīng)該是正、負(fù)電荷電荷量絕對(duì)值之和故i，電流方向由a指向b，故選項(xiàng)d正確11一電子沿一圓周順時(shí)針高速轉(zhuǎn)