新教材2024高中物理第十一章電路及其應(yīng)用11.1電流和電源同步測(cè)試新人教版必修第三冊(cè)

第十一章電路及其應(yīng)用1電源和電流【基礎(chǔ)鞏固】1.關(guān)于電流,下列說(shuō)法正確的是 ()A.通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量越大,電流越大B.電子定向運(yùn)動(dòng)的速率越大,電流越大C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越大,導(dǎo)體中的電流越大D.因?yàn)殡娏饔蟹较?所以電流是矢量答案:C2.下列說(shuō)法正確的是 ()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)作用下定向移動(dòng)形成的C.電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)速率D.金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)時(shí),它們的熱運(yùn)動(dòng)就消逝了答案:B3.電鰩的捕獵方式是放電電死獵物,它放電的電壓可達(dá)100V,電流可達(dá)50A,每秒放電150次,其放電狀況可近似看作如圖所示的圖線,則電鰩1s放出的電荷量為 ()A.25C B.50CC.150C D.250C答案:A4.安培提出了聞名的分子電流假說(shuō),依據(jù)這一假說(shuō),電子繞核的運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流.設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的勻速圓周運(yùn)動(dòng).關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法正確的是 ()A.電流大小為ve2B.電流大小為verC.電流大小為ve2D.電流大小為ver解析:電流大小I=qt=e2π答案:C5.(2024·廣東清遠(yuǎn))顯像管的電子槍中,從炙熱的金屬絲中不斷放出的電子進(jìn)入加速電場(chǎng),設(shè)電子的初速度為0,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,則單位時(shí)間內(nèi)由金屬絲放出的電子數(shù)為()A.It B.ISt C.Ie D.解析:依據(jù)電流的定義可知,單位時(shí)間內(nèi)由金屬絲放出的電荷量q=I×1=I,放出的電子數(shù)n=qe=I答案:C6.導(dǎo)體中的電流是這樣產(chǎn)生的:當(dāng)在一根長(zhǎng)度為l、橫截面積為S,單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n的勻稱導(dǎo)體兩端加上電壓U時(shí),導(dǎo)體中出現(xiàn)一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受勻強(qiáng)電場(chǎng)的靜電力作用而加速,同時(shí)由于與正電荷碰撞而受到阻礙,這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動(dòng),可以認(rèn)為阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的平均速率v成正比,阻力可以表示為kv(k是常數(shù)),當(dāng)電子所受靜電力與阻力大小相等時(shí),導(dǎo)體中形成了恒定電流,則電流的大小為 ()A.ne2SUkl B.n解析:由題意可知當(dāng)靜電力與阻力相等時(shí)形成恒定電流,則有Ule=kv,解得v=Uekl,則導(dǎo)體中的電流I=nevS=答案:A7.(多選)通常一次閃電過(guò)程歷時(shí)0.2~0.3s,它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成,每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40~80μs,電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中.在某次閃電前云、地之間的電勢(shì)差約為1.0×109V,云、地間距離約為1km,第一個(gè)閃擊過(guò)程中云、地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C,閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs.假設(shè)閃電前云、地間的電場(chǎng)是勻稱的.依據(jù)以上數(shù)據(jù),下列推斷正確的是()A.閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1×105AB.整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率約為1×1014WC.閃電前云、地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/mD.整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為6×106J解析:由電流的公式I=qt知I=660×10-6A=1×105A,選項(xiàng)A正確;整個(gè)過(guò)程的平均功率P=Wt=qUt=6×1.0×10答案:AC【拓展提高】8.(2024·廣東深圳)(多選)核外電子繞原子核的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效為環(huán)形電流.設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上繞核轉(zhuǎn)動(dòng),周期為T.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m,靜電力常量為k,則其等效電流大小為 ()A.eT B.C.e2π解析:電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=2πrv,其等效電流大小為I=eT=ev2πr,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由庫(kù)侖力供應(yīng),由向心力公式得ke·er2=mrω電流大小為I=eT=e答案:AD9.在顯像管的電子槍中,炙熱的金屬絲中不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng),設(shè)其初速度為0,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(chǎng)時(shí),一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)的電子數(shù)是 ()A.IΔleSm2eU解析:加速過(guò)程有eU=12mv2,則v=2eUm,由I=nqvS知,一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)的電子數(shù)N=nΔlS=ΔlI答案:B10.(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)帶勻稱正電荷,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(guò)圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),將產(chǎn)生等效電流.下列說(shuō)法正確的是 ()A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B.若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2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,電流將變小解析:環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為t=2πω,一周內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電荷量為Q,則電流為I=Qt=Qω2π.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,故選項(xiàng)A正確;若電荷量Q不變而使ω答案:AB11.掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種,它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃.某款智能掃地機(jī)器人及其銘牌中的技術(shù)數(shù)據(jù)如圖所示,若已知掃地機(jī)器人電能耗盡后起先充電,充溢電須要的時(shí)間約4.5h,電池容量為2600mA·h,電能全部用完算一次工作時(shí)間.下列說(shuō)法正確的是 ()A.電池容量是指電池儲(chǔ)存電能的大小B.掃地機(jī)器人正常工作電流為0.6AC.掃地機(jī)器人充溢電后一次工作時(shí)間約為1.7hD.掃地機(jī)器人充溢電后一次工作時(shí)間約為2.3h解析:電池容量是指電池存儲(chǔ)電荷量的多少,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流I=PU=2214.4A≈1.53A,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;掃地機(jī)器人充溢電后一次工作時(shí)間約為t=答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.右下圖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(fù)極,A、B之間有很強(qiáng)的電場(chǎng),空氣被電離為電子和正離子,電子奔向正極的過(guò)程中,遇到煙氣中的煤粉,使煤粉帶負(fù)電,煤粉吸附到正極上,排出的煙就變清潔了.已知每千克煤粉吸附的電子的物質(zhì)的量為n,每晝夜能除塵的質(zhì)量為m,計(jì)算高壓電源的電流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(shí)間為t.解析:依據(jù)電流