2018_2019学年高中物理第二章恒定电流1电源和电流2电动势练习新人教版选修3_12018091

1电源和电流2电动势

知识点一电流的理解和计算

1.下列说法中正确的是()

A.导体中电荷运动就形成了电流

B.在国际单位制中,电流的单位是A

C.电流有方向,它是一个矢量

D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在

2.[2017·重庆南开期中]关于电流,下面说法中正确的是()

A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度

B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大

C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多

D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位

3.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为()

A.1∶5

B.2∶5

C.5∶2

D.5∶1

4.[2017·广东实验中学中段考试]如图L2-1-1所示的电解槽中,如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB,那么()

图L2-1-1

A.正电荷向左移动,负电荷向右移动

B.由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流

C.4s内通过横截面AB的电荷量为4C

D.电解槽中的电流为2A

知识点二电源和电动势

5.单位电荷沿闭合电路绕行一周,其所需能量取决于()

A.电流

B.外电路的电阻

C.内、外电路的电阻

D.电源的电动势

6.下列对于电动势的定义式E=的理解正确的是()

A.E与W成正比

B.E与q成反比

C.E的大小与W、q无关

D.W表示静电力做的功

7.(多选)蓄电池的电动势为2V,干电池的电动势为1.5V,这表明()

A.在相同的时间内蓄电池比干电池转化的化学能更多

B.在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多

C.在相同的电流通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多

D.蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大

8.(多选)如图L2-1-2所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣.MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是()

A.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C

B.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C 图L2-1-2

C.充电过程把其他形式的能转化为电能

D.充电过程把电能转化为其他形式的能

9.如图L2-1-3所示为某型号国产电池外壳上的说明文字:

图L2-1-3

(1)电源是把其他形式的能转化为的装置,电动势是描述电源这种本领的物理量.由图可知该电池的电动势为V.

(2)该电池最多可放出mA·h的电荷量.若电池的平均工作电流为0.05A,则它最多可使用h.

10.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图L2-1-4所示为某型号扫地机器人,已知其工作额定电压为12V,额定功率为30W,充电额定电压为15V,额定电流为0.75A,充电时间约为4h,电池容量为2000mA·h,则下列说法错误的是()

图L2-1-4

A.机器人正常工作的电压为12V

B.机器人正常工作时电流为2.5A

C.电池容量是指电池储存电能的大小

D.机器人充满电后工作时间最多约为0.8h

11.(多选)如图L2-1-5所示,电解池内的电解液中只有一价离子,t时间内通过溶液内截面S 的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是()

图L2-1-5

A.正离子定向移动形成的电流方向是A→B,负离子定向移动形成的电流方向是B→A

B.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同

C.溶液中电流方向从A到B,电流I=

D.溶液内电流方向从A到B,电流I=

12.导线中的电流是1A,导线的横截面积为1mm2.

(1)在1s内,有多少个电子通过导线的横截面?(电子电荷量e=1.6×10-19C)

(2)自由电子的平均移动速率是多大?(设每立方米导线内有8.5×1028个自由电子)

(3)自由电子沿导线移动1m,平均要多长时间?

13.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图L2-1-6所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V,电流可等效为2×105A,历时1×10-3s.

(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?

(2)这次闪电释放的电能是多少?

图L2-1-6

14.图L2-1-7是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,A、B之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,被吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol 电子,每昼夜能除尘m kg,试计算高压电源的电流I.(设电子电荷量为e,阿伏伽德罗常数为N A,一昼夜时间为t)

图L2-1-7

1.B [解析]自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A错误;形成电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D 错误;电流有方向,但它是标量,故选项C错误.

2.C [解析]电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A错误;根据电流的微观表达式I=nqSv可得,电子数目多,电流不一定大,选项B错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C正确;电流的单位是基本单位,选项D错误.

3.B [解析]由I=可得=·=·=×=,B正确.

4.D [解析]正电荷运动方向与电流方向相同,即向右移动,而负电荷向左移动,选项A、B错误;4s内通过横截面AB的电荷量q=8C,电解槽中的电流I==2A,选项C错误,选项D正确.

5.D [解析]单位电荷沿闭合电路移动一周需要的能量是由电源提供的,由W=qE可知,选项D 正确.

6.C [解析]电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领,其大小由电源自身的性质决定,与非静电力做功W、电荷量q均无关,选项C正确.

7.BD [解析]由E=知,在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多,选项B正确;蓄电池的电动势大,把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大,选项D 正确.

8.BD [解析]由电流的定义式得q=It=0.5C,A错误,B正确.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,C错误,D正确.

9.(1)电能 3.7 (2)700 14

10.C [解析]机器人正常工作时的电压为12V,A正确;机器人正常工作时的电流为I==A=2.5A,B正确;电池容量是指电池存储电荷量(电流与时间的乘积)多少,不是存储电能的大小,C错误;机器人充满电后工作时间最多为t===0.8h,D正确.

11.BC [解析]正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.

12.(1)6.25×1018个(2)7.4×10-5m/s (3)3.8h

[解析](1)N===个=6.25×1018个.

(2)由公式I=neSv得

v==m/s=7.4×10-5m/s.

(3)以这样的速率沿导线移动1m需用时t'=s=3.8h.

13.(1)400s (2)5×109J

[解析](1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3C=200C,

供电时间t'==s=400s.

(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107J=5×109J.

14.

[解析]根据电流的定义式I=,只要计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就可以求出电流

I,需要注意的是,流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'的2倍相等,即2Q'=Q. Q'=mneNA,Q=It,则有2mneNA=It

解得I=.