PAGE4-課時分層作業(十)電源和電流(建議用時：25分鐘)1．下列有關電源的電路中，導線內部的電場強度的說法正確的是()A．導線內部的電場就是電源所形成的電場B．在靜電平衡時，導體內部的場強為零，而導體外部的場強不為零，所以導體內部的電場不是穩定的C．因為導體處于電源的電場中，所以導體內部的場強到處為零D．導線內的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導體內的電荷處于平衡狀態，電荷分布是穩定的，電場也是穩定的D[導線內部的電場是電源和導線積累電荷所形成的兩部分電場的矢量和，穩定后不同于靜電平衡(內部場強到處為零)，而是場強大小恒定，方向與導線切線一樣，是一種動態的平衡，故A錯誤，D正確；在靜電平衡時，導體內部電場是穩定的，故B錯誤；在導體內部出現感應電荷的電場，該電場與點電荷的場疊加后為零時，導體內部的場強到處為零，故C錯誤。]2．金屬導體內電流增加，是因為()A．導體內單位體積的自由電子數增多B．導體內自由電子定向移動的速率增大C．導體內電場的傳播速率增大D．導體內自由電子的熱運動速率增大B[對于確定的金屬導體，單位體積內的自由電子數是肯定的，而且導體內電場的傳播速率也是肯定的，A、C錯誤；導體內電流增加是由于自由電子定向移動的速率增大，使得單位時間內穿過導體橫截面的電荷量增大，B正確；導體內自由電子的熱運動速率增大會阻礙電流增加，D錯誤。]3．關于電流的方向，下列說法正確的是()A．在金屬導體中，電流的方向是自由電子定向移動的方向B．在電解液中，電流的方向為負離子定向移動的方向C．無論在何種導體中，電流的方向都與負電荷定向移動的方向相反D．在電解液中，由于是正、負電荷定向移動形成電流，所以電流有兩個方向C[無論在何種導體中，電流的方向都是正電荷定向移動的方向，與負電荷定向移動的方向相反，故A、B、D錯誤，C正確。]4．關于導線中的電場，下列說法正確的是()A．導線內的電場線可以與導線相交B．導線內的電場E是由電源電場E0和導線側面積累的電荷形成的電場E′疊加的結果C．導線側面積累電荷分布是穩定的，故導線處于靜電平衡狀態D．導線中的電場是靜電場的一種B[導線內的電場線與導線是平行的，故A錯；導線中的電場是電源電場和導線側面的積累電荷形成的電場疊加而成的，故B對；導線內電場不為零，不是靜電平衡狀態，導線中的電場是恒定電場，并非靜電場的一種，故C、D錯。]5．關于電流，下列說法正確的是()A．導體中無電流的緣由是其內部自由電荷停止了運動B．同種材料制成的兩個金屬導體都通電，則電流大的那個導體內自由電荷定向移動速率大C．由于電荷做無規則熱運動的速率比電荷定向移動的速率大得多，故電荷做無規則熱運動形成的電流也就大得多D．電荷做無規則熱運動不形成電流D[電流是自由電荷定向移動形成的，導體內的自由電子時刻都在做無規則的熱運動，A錯誤；由電流的微觀表達式I＝nqSv可知，同種材料制成的導體，電流大小不單是由自由電荷定向移動速率確定的，B錯誤；無規則的熱運動不會形成電流，只有電荷定向移動才會形成電流，C錯誤，D正確。]6．一個半導體收音機，電池供電的電流是8mA，也就是說()A．1h電池供應1C的電荷量B．1000s電池供應8C的電荷量C．1s電池供應8C的電荷量D．1min電池供應8C的電荷量B[依據I＝eq\f(q,t)知，1h電池供電量q1＝8×10－3×3.6×103C＝28.8C，A錯誤；1000s電池供電量q2＝1000×8×10－3C＝8C，B正確；1s電池供電量q3＝1×8×10－3C＝8×10－3C，C錯誤；1min電池供電量q4＝60×8×10－3C7．我國北京正負電子對撞機的儲存環是周長為240m的近似圓形軌道，當環中的電流是10mA時(設電子的速度是3×107m/s)，在整個環中運行的電子數目為(電子電荷量e＝1.6×10－A．5×1011 B．5×1010C．1×102 D．1×104A[電子轉一圈的時間t＝eq\f(l,v)＝8×10－6s，整個環中電子的電荷量q＝It＝8×10－8C，所以電子的數目n＝eq\f(q,e)＝5×1011，故A正確。]8.如圖所示，一根橫截面積為S的勻稱長直橡膠棒上勻稱地帶有負電荷，每米電荷量為q，當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為()A．vqB．eq\f(q,v)C．vqSD．eq\f(qv,S)A[經過時間t，通過右端橫截面的電荷量Q＝qvt，依據I＝eq\f(Q,t)得I＝vq，A正確。]9．假如導線中的電流為1mA，那么1s內通過導體橫截面的自由電子數是多少個？若“220V60W”的白熾燈正常發光時的電流為273mA，則20s內通過燈絲的橫截面的電子數目是多少個？[解析]q＝It＝1×10－3×1C＝1×10－3設電子的數目為n，則n＝eq\f(q,e)＝eq\f(1×10－3,1.6×10－19)個＝6.25×1015個當“220V60W”的白熾燈正常發光時，I＝273mAq＝It＝273×10－3×20C＝5.46C設電子的數目為N，則N＝eq\f(q,e)＝eq\f(5.46,1.6×10－19)個≈3.4×1019個。[答案]6.25×1015個3.4×1019個(建議用時：15分鐘)10．有甲、乙兩導體，甲的橫截面積是乙的2倍，而單位時間內通過橫截面的電荷量乙是甲的2倍，以下說法正確的是()A．甲、乙兩導體的電流相同B．乙導體的電流是甲導體的2倍C．乙導體中自由電荷定向移動的速度是甲導體的2倍D．甲、乙兩導體中自由電荷定向移動的速度大小相等B[由于單位時間內通過乙導體橫截面的電荷量是甲的2倍，因此通過乙導體的電流是甲的2倍，A錯誤，B正確；由于I＝nqSv，所以v＝eq\f(I,nqS)，由于不知道甲、乙兩導體的性質(n、q不知道)，所以無法推斷v的大小，C、D錯誤。]11．在探討長度為l、橫截面積為S的勻稱導體中的電流時，在導體兩端加上電壓U，于是導體中有勻強電場產生，在導體中移動的自由電子受勻強電場的作用而加速，但又和做熱運動的陽離子碰撞而減速，這樣邊反復碰撞邊向前移動。可以認為阻礙電子向前運動的阻力大小與電子移動的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k為恒量)。電場力和碰撞的阻力平衡時，導體中的電子移動的平均速率v為肯定值，這肯定值是()A．eq\f(ekU,l) B．eq\f(eU,kl)C．eq\f(elU,k) D．elkUB[電場力和碰撞阻力平衡時，有kv＝eE＝eeq\f(U,l)，所以電子定向移動的平均速率v＝eq\f(eU,kl)，B正確。]12．(多選)半徑為R的橡膠圓環勻稱帶正電，總電荷量為Q，現使圓環繞垂直環所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉動，則由環產生的等效電流下列說法正確的是()A．若ω不變而使電荷量Q變為原來的2倍，則電流也將變為原來的2倍B．若電荷量Q不變而使ω變為原來的2倍，則電流也將變為原來的2倍C．若使ω、Q不變，將橡膠環拉伸，使環半徑增大，電流將變大D．若使ω、Q不變，將橡膠環拉伸，使環半徑增大，電流將變小AB[截取圓環的任一截面S，如圖所示，在橡膠圓環運動一周的時間T內，通過這個截面的電荷量為Q，則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(Q,T)，又T＝eq\f(2π,ω)，所以I＝eq\f(Qω,2π)，可知，電流的大小只與Q和ω有關，A、B正確，C、D錯誤。]13．“氫火焰離子化監測器”可以檢測出無機物氣體中極其微量的有機分子的含量，其裝置如圖所示，在氫火焰的作用下，有機物的分子電離為一價正離子和自由電子，而無機物的分子不會電離。設單位時間內有n摩爾被檢測氣體進入檢測器，調整滑動變阻器，使得電流表的示數漸漸變大，直到達到最大值I，求有機物分子與被檢測氣體分子的數目的比值K是多少。(阿伏加德羅常數為NA，電子的電荷