第二章1電源和電流基礎夯實一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．關于電源的作用，下列說法不正確的是eq\x(導學號74700273)(A)A．為電流提供自由電子 B．使導體中形成電場C．保持導體兩端的電壓 D．使自由電荷定向移動起來解析：電源是提供電能的裝置，電源是將其它形式的能轉換為電能的裝置，它可以使導體兩端保持一定的電壓，從而使導體中的電子運動起來形成電流；故BCD正確，A錯誤。2．下列關于電流的說法中正確的是eq\x(導學號74700274)(B)A．根據I＝eq\f(q,t)，可知I與q成正比B．電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位之一C．電流既有強弱，又有方向，是矢量D．如果在一段相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等，則導體中的電流一定是恒定電流解析：I＝eq\f(q,t)是電流的定義式，不能錯誤地認為I與q成正比，故A錯誤；電流雖然既有強弱，又有方向，但是電流的運算法則是代數加減，所以電流是標量，C錯誤；恒定電流是大小和方向均保持不變的電流，所以D項錯誤。3．(2016·杭州二中高二檢測)關于電流，下列說法正確的是eq\x(導學號74700275)(B)A．導體中無電流的原因是其內部的自由電荷停止了運動B．同一個金屬導體接在不同的電路中，通過的電流往往不同，電流大說明那時導體內自由電荷定向運動的速率大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．電流的傳導速率就是導體內自由電荷的定向移動速率解析：導體中無電流時，內部的自由電荷仍在無規律運動，選項A錯誤；由I＝nqvS可知，同一個金屬導體接在不同的電路中，通過的電流往往不同，電流大說明那時導體內自由電荷定向運動的速率大，選項B正確；電流的大小與電荷無規則運動的快慢無關，選項C錯誤；電流的傳導速率是電場形成的速度，約為光速，而自由電荷的定向移動速率遠小于光速，選項D錯誤。4．關于電流的方向，下列說法中正確的是eq\x(導學號74700276)(AD)A．在電源供電的外部電路中，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端B．電源內部，電流的方向是從高電勢一端流向低電勢一端C．電子運動形成的等效電流方向與電子運動方向相同D．電容器充電時，電流從負極板流出，流入正極板解析：在電源供電的外部電路中，電流從正極流向負極，在電源的內部，電流從負極流向正極，電源正極電勢高于負極電勢，所以A正確，B錯誤。電子帶負電，電子運動形成的電流方向與電子運動的方向相反，C錯誤。電容器充電時，電子流入負極板，所以電流從負極板流出，流入正極板，D正確。5．如圖所示，福娃歡歡帶正電，福娃貝貝帶負電，用導體棒連接的瞬間，就一系列問題兩人發生爭執，你認為下列說法正確的是eq\x(導學號74700277)(ACD)A．福娃歡歡說，電流計指針偏轉，有瞬時電流B．福娃貝貝說，電流計指針不偏轉，無電流C．福娃歡歡說，最終我們是等勢體D．福娃貝貝說，最終導體棒內的電場強度等于零解析：帶正電荷的福娃歡歡的電勢高于帶負電荷的福娃貝貝的電勢，用導體棒連接的瞬間，電流表指針偏轉，有瞬時電流，A正確、B錯誤；最終達到靜電平衡，成為等勢體，導體棒內的電場強度等于零，C、D正確。二、非選擇題6．如圖所示，在NaCl溶液中，正、負電荷定向移動，方向如圖所示，若測得2s內有1.0×1018個Na＋和Cl－通過溶液內部的橫截面M，試問：溶液中的電流方向如何？電流多大？eq\x(導學號74700278)答案：0.16A，方向由A指向B。解析：NaCl溶液導電是靠自由移動的Na＋和Cl－離子，它們在電場力作用下向相反方向運動。因為電流方向規定為正電荷定向移動的方向，故溶液中電流方向與Na＋定向移動方向相同，即由A指向B。Na＋和Cl－都是一價離子，每個離子的電荷量為e＝1.6×10－19C，NaCl溶液導電時，Na＋由A向B定向移動，Cl－由B向A運動，負離子的運動可以等效地看做正離子沿相反方向的運動，可見，每秒鐘通過M則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(q1＋q2,t)＝eq\f(1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－19,2)A＝0.16A7．(2016·鄭州一中高二上學期檢測)導線中的電流是10－8A，導線的橫截面積為1mm2eq\x(導學號74700279)(1)在1s內，有多少個電子通過導線的橫截面(電子電荷量e＝1.6×10－19C(2)自由電子的平均移動速率是多大(設導體每立方米內有8.5×1028個自由電子)?(3)自由電子沿導線移動1cm，平均需要多少時間？答案：(1)6.25×1010個(2)7.4×10－13m/s(3)1.35×1010解析：(1)N＝eq\f(q,e)＝eq\f(It,e)＝eq\f(10－8×1,1.6×10－19)個＝6.25×1010個。(2)由公式I＝neSv得v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(10－8,8.5×1028×1.6×10－19×1×10－6)m/s≈7.4×10－13m/s。(3)由v＝eq\f(x,t)得t＝eq\f(x,v)＝eq\f(1×10－2,7.4×10－13)s≈1.35×1010s。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(2016·北京101中學高二段考)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，電子電荷量e＝1.6×10－19C，在整個環中運行的電子數目為5×1011個，設電子的運行速度是3×107m/s，則環中的電流是eq\x(導學號74700280)(A)A．10mA B．1mA C．0.1mA D．0.01mA解析：電子運動一周的時間為T＝eq\f(l,v)，在T時間內通過任意橫截面的電荷量為：q＝ne，電流為：I＝eq\f(q,T)＝eq\f(nev,l)＝eq\f(5×1011×1.6×10－19×3×107,240)A＝10mA。2．如圖所示，一根截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷，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eq\x(導學號74700281)(A)A．vq B．eq\f(q,v) C．qvS D．qv/S解析：在運動方向上假設有一截面，則在t時間內通過截面的電荷量為Q＝vt·q等效電流I＝eq\f(Q,t)＝vq故A正確。3．如圖所示的電解液接入電路后，在t時間內有n1個一價正離子通過溶液內截面S，有n2個二價負離子通過溶液內截面S，設e為元電荷，則以下關于通過該截面的電流的說法中，正確的是eq\x(導學號74700282)(D)A．當n1＝n2時，電流大小為零B．當n1>n2時，電源外部電流方向由A指向B，電流I＝eq\f(n1－2n2e,t)C．當n1<n2時，電源內部電流方向由B指向A，電流I＝eq\f(2n2－n1e,t)D．電源外部電流方向由A指向B，電流I＝eq\f(n1＋2n2e,t)解析：因為電解液中的電流是正、負離子同時向相反方向移動形成的，二者由于定向移動形成的電流方向相同，故應相加，所以I＝eq\f(n1＋2n2e,t)，電源外部電流方向由A指向B，故選項D正確。4．半徑為R的橡膠圓環均勻帶正電，總電荷量為Q，現使圓環繞中心軸線以角速度ω勻速轉動，則由環產生的等效電流應有eq\x(導學號74700283)(AB)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，電流將變小解析：正電荷Q均勻分布在橡膠環上，當環轉動時，在環上任取一截面，則一個周期T內穿過此截面的電荷量為Q，由電流的定義式I＝eq\f(Q,T)及T＝eq\f(2π,ω)得，環中等效電流為I＝eq\f(Q,T)＝eq\f(Qω,2π)，故選A、B。5．關于導體中的恒定電場，下列說法中正確的是eq\x(導學號74700284)(CD)A．導體中的電場是由電源兩極在空間直接形成的B．導體中的電場是導體內自由電荷形成的C．導體中的電場線始終和導線平行D．導體中的電場分布不隨電荷的移動和時間而改變解析：導體中的電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的穩定電場，電場的分布不隨時間發生改變。二、非選擇題6．夏季某日午后，某地區距地面約1km的空中有兩塊烏云，相距3km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢差能保持約為3×109V不變。已知空氣的電場擊穿場強為3×106V/m。請對以下問題進行估算。eq\x(導學號74700285)(1)當兩塊烏云相距多少米時會發生電閃雷鳴？(2)當電閃雷鳴時，若兩塊烏云之間通過的電量為500C，可釋放多少能量？(3)這次放電現象歷時約0.01s，則其平均電流約為多大？答案：(1)1000m(2)1.5×1012J(3)5×10解析：(1)由E＝eq\f(U,d)得d＝eq\f(U,E)＝eq\f(3×109,3×106)m＝1000m。(2)釋放的能量E能＝qU＝500×3×109J＝1.5×1012J。(3)由電流的定義得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(500,0.01)A＝5×104A。7．如圖是靜電除塵器示意圖，A接高壓電源的正極，B接高壓電源的負極，AB之間有很強的電場，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣的煤粉，使煤粉帶負電荷，吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附mmol電子，每晝夜能除塵nkg，計算高壓電源的電流強度I(電子電荷量設為e，阿伏加德羅常數為NA，一晝夜時間為t)。eq\x(