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2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第三册章节（12）
电源和电流
1.铅蓄电池的电动势为2
V，这表示(
)
A.电源将1
C的正电荷从正极移至负极的过程中，2
J的化学能转变为电能
B.电源将1
C的正电荷从负极移至正极的过程中，2
J的化学能转变为电能
C.铅蓄电池在1
s内将2
J的化学能转变为电能
D.铅蓄电池比干电池（电动势为1.5
V）的体积大，故电动势大
2.如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷，设橡胶棒单位长度内所含的电荷量为q，当橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒的运动而形成的等效电流的大小为(
)
A.
B.
C.
D.
3.北京正负电子对撞机的储存环是长为240
m的近似圆形轨道，当环中的电流为10
mA时，若电子的速率为十分之一光速，已知元电荷，则在整个环中运行的电子数目为(
)
A.
B.
C.
D.
4.如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I。已知导体左侧的横截面积为S，导体中单位长度的自由电子数为n，自由电子热运动的速率为，自由电子的电荷量用e表示，真空中的光速用c表示。假设自由电子定向移动的速率为v，则(
)
A.
B.
C.
D.
5.某款电池供电电流是8
mA，说明(
)
A.该电池正常工作125
s，共供给10
C的电荷量
B.该电池正常工作1000
s，共供给8
C的电荷量
C.该电池正常工作1
s，共供给8
C的电荷量
D.该电池正常工作1
min，共供给8
C的电荷量
6.如图为一由不同金属材料制成的导体，左、右部分分别为，且两部分导体的横截面积关系为。如果在相等的时间内通过的横截面的电荷量相等。则流过的电流的关系为(
)
A.
B.
C.
D.不能确定
7.下列说法正确的是(
)
A.电源的作用是使电路中产生电荷
B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动
C.只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流
D.导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的
8.关于电流的说法中正确的是(
)
A.根据,可知与成正比
B.电流有方向,电流也有矢量
C.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
D.在金属导体中,自由电子移动方向为电流方向
9.一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是(
)
A.单位体积内自由电子数较多
B.自由电子定向移动的速率较大
C.自由电子的热运动速率较大
D.电流的传导速度较大
10.如图所示，福娃欢欢带正电，福娃贝贝带负电，用导体棒连接的瞬间，就一系列问题两人发生争执，你认为下列说法不正确的是(　　)
A.福娃欢欢说，电流计指针偏转，有瞬时电流
B.福娃贝贝说，电流计指针不偏转，无电流
C.福娃欢欢说，最终我们是等势体
D.福娃贝贝说，最终导体棒内的电场强度等于零
11.如图所示，电解池内有一价的电解液，内通过溶液内截面的正离子数是，负离子数是，设元电荷为，以下说法中正确的是(　　)
A.当时电流强度为零
B.当时，电流方向从，电流强度为
C.当时，电流方向从，电流强度为
D.溶液内电流方向从，电流强度为
12.在导体中有电流通过时，下列说法正确的是(　　)
A.电子定向移动速率接近光速
B.电子定向移动速率即是电场传导速率
C.电子定向移动速率即是电子热运动速率
D.在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
13.如图所示，电解池接入电路后，在秒内有个一价正离子通过溶液内某截面，有个一价负离子通过，设为元电荷，以下说法正确的是(　　)
A.电流为零
B.电流为
C.电流为
D.电流方向从
14.在电解槽中，1
min内通过横截面的二价正离子和一价负离子的个数分别为和，则通过电解槽的电流为　　
A.0
B.8
A
C.4
A
D.480
A
15.在示波管中，电子枪每3秒内发射的电荷，则示波管中电流为　　
A.
B.
C.
D.
16.宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，导线中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则地热运动，它们朝任何方向运动的概率是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为0。宏观上不形成电流。如果导线中加了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：自由电子在电场的驱动下开始定向移动，然后与导线内不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导线方向的定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。
（1）在一段长为、横截面积为的长直导线两端加上电压。已知单位体积内的自由电子数为，电子电荷量为，电子质量为，连续两次碰撞的时间间隔为t。仅在自由电子和金属离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用。
①求自由电子定向移动时的加速度大小；
②求在时间间隔t内自由电子定向速度的平均值；
③推导电阻的微观表达式。
（2）请根据电阻的微观机制猜想影响金属电阻率的因素有哪些，并说明理由。
17.某金属导体两端所加电压为时,内通过某一横截面的电荷量为,求：
(1)导体的电阻；
(2)若金属导体两端电压变为原来的,则内通过金属横截面的电子有多少个？(电子电荷量)
18.在横截面积为0.5
m的电解液中，
(1)若5
s内沿相反方向通过此横截面的正、负离子的电荷量均为5
C
，则电解液中的电流强度为________A，
(2)若5
s内到达阳极的负离子和达到阴极的正离子均为5
C，则电流强度为______A
.
19.在一次雷雨闪电中，两块云之间的电势差为10V，从一块云移到另一块云的电量为30C，则在这次闪电中放出的能量是
J.
参考答案
1.答案：B
解析：铅蓄电池的电动势为2
V，表示非静电力将1
C正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2
J，即2
J的化学能转变为电能，与时间无关，故AC错误，B正确；电源的电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，与二者的体积大小无关，故D错误。
2.答案：A
解析：在垂直橡胶棒的运动方向上选取一横截面，设橡胶棒长为L，则橡胶棒上所有电荷通过这一横截面所用的时间，从而得电流，A正确，BCD错误。
3.答案：A
解析：根据可知，单位长度的电子数为，该储存环中的电子总数为，A正确。
4.答案：D
解析：电流微观表达式，式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度内的自由电子数，其数量为，电荷量，所以电流，所以，故D正确，B错误；易知AC错误。
5.答案：B
解析：电流，即1
s供给的电荷量，1000
s供给8
C的电荷量，可知选项B正确，ACD错误。
6.答案：A
解析：这个题目中有些干扰条件，例如两个横截面的面积不相等，导体的组成材料不同，但关键是在单位时间内通过两横截面的电荷量相等，根据可知电流相等，A正确，BCD错误。
7.答案：B
解析：电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷（并不是创造了电荷，而是使正、负电荷发生了分离），这样电源两端就会产生电压，电压使电路中的电荷发生定向移动形成电流，而不是产生电荷，A错误，B正确；电路中形成持续的电流的条件是有电源且电路闭合，C错误；导线中的电场是由电源电场和导线所积累的电荷共同形成的，D错误。
8.答案：C
解析：A.电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，故在t不确定的情况下不能笼统的说I与q是否是成正比，故A错误；
B.电流有方向，但电流的运算不适用平行四边形定则，故电流是标量，故B错误；
C.电流的单位为国际单位制中的基本单位，故C正确。
D.金属导体中，自由电子定向移动方向与电流方向相反，故D错误；
故选C。
9.答案：B
解析：根据电流的微观表达式可知，导线不变，不变，而增大，则只有增大，即电子定向移动的速度增大.
电场的传播是以光速进行的，由于光速保持不变，故电场的传播速率保持不变.
由于自由电子无规则运动的速度由温度决定，故由于导线保持温度不变，故自由电子无规则运动的速度的大小保持不变.
只有真正理解了每一概念的真正的含义才能真正学好物理，故在学习新课时不能放过任何一个概念.
10.答案：B
解析：AB、福娃欢欢带正电，福娃贝贝带负电，用导体棒连接的瞬间，负电荷将沿导体棒发生移动，形成瞬时电流，电流表的指针会偏转.故A正确，B错误.
C、最终电荷不移动时，处于静电平衡状态，两人是一个等势体.故C正确.
D、最终导体棒处于静电平衡状态，导体棒内的电场强度等于零.故D正确.
11.答案：D
解析：电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从向运动，因此电流方向是A→B，流过的电量是正负电量绝对值的和，不能相互抵消；电流的大小为
故选D.
12.答案：D
解析：电子定向运动的速率很小，电流的传导速率与光速差不多，在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动；
故选D.
13.答案：C
解析：根据电路可知，端与电源正极相连，电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从到.时间内通过通过溶液截面的电荷量
则根据电流的定义式
故选C
14.答案：B
解析：电流由正、负离子的定向移动形成，则在60s内通过横截面的总电荷量应为：
.
由电流的定义式可知：
A.0，与结论不相符，选项A错误；
B.8
A
，与结论相符，选项B正确；
C.4
A，与结论不相符，选项C错误；
D.480
A，与结论不相符，选项D错误；
故选B正确.
15.答案：B
解析：根据电流的定义可知，电流，故选B.
16.答案：（1）①加速度：
②自由电子在连续两次碰撞的时间间隔t内做匀变速直线运动，设第二次碰撞前的速度为。则；
解得
③t时间内通过导线横截面积的电荷量为：，
则电流：
电阻：
解得：
（2）由，
电阻定律：
解得
猜想：电阻率与导体的温度有关；
理由：导体的温度变化会导致导体内自由电子的热运动速度变化，从而使自由电子连续两次碰撞的时间间隔t发生变化，因此电阻率与导体的温度有关。
17.答案：(1)通过导体的电流
由欧姆定律
(2)若金属导体两端电压变为原来的
电流变为，
内通过金属横截面的电荷量，
内通过金属横截面的电子数
解析：
18.答案：（1）2
A
（2）1
A
解析：(1)电解液中电流是由正负离子同时向相反方向定向移动形成的，通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流强度的定义式可得：
，
(2)到达阳极的负离子和到达阴极的正离子均为，则实际通过某横截面的电荷量为，根据电流强度的定义式可得：
19.答案：300J

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