2024版新教材高中物理課時分層作業(yè)十四電源和電流新人教版必修第三冊

課時分層作業(yè)(十四)電源和電流A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．(多選)下列說法正確的是()A．電源的作用是使電路中產(chǎn)生電荷B．電源的作用是使電路中的電荷發(fā)生定向移動C．電流是矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向D．在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是基本單位2.如圖所示是通有恒定電流的某段導(dǎo)體．在5s內(nèi)有10C的負(fù)電荷向右通過橫截面A，則導(dǎo)體內(nèi)電流的大小和方向分別是()A．2A、向右B．2A、向左C．50A、向右D．50A、向左3．某移動電源上標(biāo)識的“4500mA·h”反映的物理量是()A．電壓B．電功C．功率D．電量4．用比值法定義物理量是物理學(xué)中一種常用的方法．下列四個選項中應(yīng)用了比值定義法的是()①加速度a＝eq\f(Δv,Δt)②電場強度E＝eq\f(kQ,r2)③電容C＝eq\f(Q,U)④電流I＝eq\f(q,t)A．①③B．②③C．②③④D．①③④5．雷云一般聚集大量的負(fù)電荷Q.假設(shè)雷云與大地構(gòu)成了一個大電容器，把它視作平行板電容器，其電容為C，則下列說法正確的是()A．雷云與大地之間的電壓為CQB．雷云與大地之間的電場線方向向下C．若這片云與大地之間的距離減小，則C減小D．若雷云持續(xù)放電時間為t，則放電電流的平均值為eq\f(Q,t)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)線內(nèi)有n個自由電子，電子電荷量為e，電子的定向移動速率為v.則在Δt時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目為()A．SvΔtB．eq\f(IΔt,e)C．nvΔtD．eq\f(IΔt,Se)7.(多選)如圖所示，半徑為R(遠(yuǎn)大于圓環(huán)橫截面半徑)的橡膠圓環(huán)帶均勻正電荷，總電荷量為Q.現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直于環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，將產(chǎn)生等效電流．下列說法正確的是()A．使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B．若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C．若ω、Q不變，使環(huán)的半徑增大，電流將變大D．若ω、Q不變，使環(huán)的半徑增大，電流將變小B組能力提升練8．(多選)如圖為一半徑為R的絕緣盤，在盤的外緣均勻地分布著總電荷量為Q的正電荷．現(xiàn)使絕緣盤以角速度ω順時針(從上向下看)勻速轉(zhuǎn)動，絕緣盤中產(chǎn)生的電流大小為I.下列說法正確的是()A．絕緣盤中的電流方向從上向下看為順時針B．如果僅使絕緣盤所帶的電荷量增大為原來的兩倍，則I加倍C．如果僅使角速度ω加倍，則I不變D．如果僅使絕緣盤的半徑加倍，則I加倍9．(多選)如圖甲所示電路中，定值電阻R1＝R2＝5Ω，電容器電容C＝500μF，電源電動勢E＝3.0V，內(nèi)阻不計．開始時，單刀雙擲開關(guān)S斷開，電容器不帶電．圖乙和圖丙分別為電容器兩極間電壓UC、電容器支路中電流IC隨時間t變化的關(guān)系圖線，規(guī)定電容器支路中電流方向向右為正方向．下列說法正確的是()A．圖乙是開關(guān)S先置于1時的圖像，圖丙是開關(guān)S置于1足夠長時間后再置于2后的圖像B．圖乙中a＝3.0V，圖丙中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積等于1.5×10－3CC．圖乙中的t1和圖丙中的t2相等D．若開關(guān)S先置于1足夠長時間后再置于2，經(jīng)過0.1s電容器放電完畢，則流過定值電阻R2的平均電流為15mA10．(多選)等離子體推進(jìn)器的原理結(jié)構(gòu)如圖所示，由電子槍產(chǎn)生高速電子流，經(jīng)過碰撞，電子將等離子體發(fā)生器內(nèi)的惰性氣體電離，形成等離子體，然后等離子體中的正離子經(jīng)過靜電加速層加速后高速飛出，從而對等離子推進(jìn)器產(chǎn)生作用力．假設(shè)正離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，經(jīng)電壓為U的靜電加速層加速后形成電流為I的離子束，忽略離子進(jìn)入靜電加速層的初速度，不計離子重力和離子間的相互作用力．下列說法正確的是()A．離子推進(jìn)器是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置B．離子由靜電加速層噴出時的速度大小為eq\r(\f(qU,2m))C．單位時間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為eq\f(I,q)D．離子推進(jìn)器產(chǎn)生的推力大小為Ieq\r(\f(2mU,q))11．盛夏的入夜，正當(dāng)大地由喧鬧歸于沉睡之際，天空卻不甘寂寞地釋放著大自然的煙火，上演著一場精彩的閃電交響曲．某攝影愛好者拍攝到的閃電如圖所示．閃電產(chǎn)生的電壓、電流是不穩(wěn)定的，假設(shè)這次閃電產(chǎn)生的電壓可等效為2.5×107V，電流可等效為2×105A，歷時1×10－3s.(1)閃電定向移動的是電子，若這次閃電產(chǎn)生的電荷量以0.5A的電流給小燈泡供電，供電時間為多長？(2)這次閃電釋放的電能是多少？課時分層作業(yè)(十四)電源和電流1．解析：電源的作用是使正極聚集正電荷，負(fù)極聚集負(fù)電荷(并不是創(chuàng)造了電荷，而是使正、負(fù)電荷發(fā)生了分離)，這樣電源兩端就會產(chǎn)生電壓，電壓使電路中的電荷發(fā)生定向移動形成電流，而不是產(chǎn)生電荷，故A錯誤，B正確；電流雖有方向，但它是一個標(biāo)量，故C錯誤；在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是國際單位制中的七個基本單位之一，故D正確．答案：BD2．解析：根據(jù)電流的定義式I＝eq\f(q,t)，可得電流的大小為I＝eq\f(10,5)A＝2A，電流方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向，因移動的是負(fù)電荷，電流方向與其定向移動的方向相反，故電流向左．B正確．答案：B3．解析：移動電源上標(biāo)志的4500mA·h反映的物理量是電量，表示以4500mA放電，可以放一個小時，故D正確，A、B、C錯誤．答案：D4．解析：加速度a＝eq\f(Δv,Δt)，電容C＝eq\f(Q,U)，電流I＝eq\f(q,t)均采用比值定義法，電場強度E＝eq\f(kQ,r2)不是比值定義法．故選D.答案：D5．解析：雷云與大地之間的電壓為U＝eq\f(Q,C)，A錯誤；雷云與大地之間的電場線指向帶負(fù)電的雷云，故電場線的方向向上，B錯誤；根據(jù)電容的定義式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知云與地面間的距離減小時，電容C增大，C錯誤；若雷云持續(xù)放電時間為t，由電流的定義式可得，放電電流的平均值為I＝eq\f(Q,t)，D正確．答案：D6．解析：根據(jù)電流的定義式I＝eq\f(q,t)可知，在Δt時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的電量q＝IΔt，則在Δt時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的數(shù)目為N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，又N＝nV＝nSvΔt，故B正確．答案：B7．解析：在圓環(huán)上取很小的一段長度Δs，根據(jù)電流的定義可得等效環(huán)形電流為I＝eq\f(Δq,Δt)＝eq\f(\f(Δs,2πR)Q,Δt)＝eq\f(vQ,2πR)＝eq\f(ωQ,2π)，所以使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍，若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍，而I與R無關(guān)，所以若ω、Q不變，使環(huán)的半徑增大，電流不變．故A、B正確，C、D錯誤．答案：AB8．解析：盤的外緣均勻地分布著正電荷，從上向下看，盤順時針勻速轉(zhuǎn)動，正電荷順時針勻速轉(zhuǎn)動，正電荷的定向移動方向是電流方向，因此絕緣盤中的電流方向從上向下看為順時針，故A正確；截取盤的外緣任一截面，設(shè)在盤運動一周的時間內(nèi)通過這個截面的電荷量為Q，即I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Q,\f(2π,ω))＝eq\f(Qω,2π)，如果僅使絕緣盤所帶的電荷量增大為原來的兩倍，則I加倍，故B正確；由上述分析可知電流為I＝eq\f(Qω,2π)，如果僅使角速度ω加倍，則I加倍，故C錯誤；由上述分析可知電流為I＝eq\f(Qω,2π)，電流與絕緣盤的半徑R無關(guān)，如果僅使絕緣盤的半徑加倍，則I不變，故D錯誤．答案：AB9．解析：開關(guān)接1時，電容器處于充電過程，電壓逐漸增大，開關(guān)接2時，電容器處于放電過程，電流逐漸減小，則題圖乙是開關(guān)S先置于1時的圖像，題圖丙是開關(guān)S置于1足夠長時間后再置于2后的圖像，A正確．充電時電容器兩極板的最大電壓等于電源電動勢，即UC＝E＝3.0V，則題圖乙中a＝3.0V；放電時，電容器所儲存的電荷量為Q＝CU＝500×10－6×3.0C＝1.5×10－3C，根據(jù)q＝It，所以題圖丙中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積等于1.5×10－3C，則B正確．電容器的充、放電時間不同，C錯誤；若開關(guān)S先置于1足夠長時間后再置于2，經(jīng)過0.1s電容器放電完畢，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(1.5×10－3,0.1)A＝15mA，則流過定值電阻R2的平均電流為15mA，D正確．答案：ABD10．解析：離子推進(jìn)器可將靜電加速層中的電能轉(zhuǎn)化為機械能，A錯誤；根據(jù)動能定理有qU＝eq\f(1,2)mv2，則離子由靜電加速層噴出時的速度大小為v＝eq\r(\f(2qU,m))，B錯誤；若n表示單位時間內(nèi)由靜電加速層噴出的離子數(shù)，根據(jù)電流的定義有I＝nq，則單位時間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為n＝eq\f(I,q)，C正確；Δt時間內(nèi)噴出離子的動量為Δp＝nΔtmv，根據(jù)