2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 課時提升作業(yè)九 2.1 電源和電流 新人教版選修3-1.doc
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課時提升作業(yè) 九 電源和電流 (20分鐘 50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分) 1.導(dǎo)體中電流I的表達式I=nqSv,其中S為導(dǎo)體的橫截面積,n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),q為每個自由電荷所帶的電荷量,v是 ( ) A.導(dǎo)體運動的速率 B.導(dǎo)體傳導(dǎo)的速率 C.電子熱運動的速率 D.自由電荷定向移動的速率 【解析】選D。從微觀上看,電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、定向移動速率,還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān),公式I=nqSv中的v就是自由電荷定向移動的速率,選D。 2.(多選)關(guān)于電流的下列說法中,正確的是 ( ) A.電路中的電流越大,表示通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多 B.在相同時間內(nèi),通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流就越大 C.通電時間越長,電流越大 D.導(dǎo)體中通過一定的電荷量所用時間越短,電流越大 【解析】選B、D。由q=It可知,通過電流越大,但時間不一定長,故電量不一定多,A錯誤;由I=qt可知,所用時間相同時,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,則導(dǎo)體中的電流越大,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量相同時,所用時間越短,則導(dǎo)體中的電流越大,B、D正確;電流等于電量與所用時間的比值,與通電時間無關(guān),C錯誤。 3.如圖所示,將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來,已知截面積S鋁=2S銅。在銅導(dǎo)線上取一截面A,在鋁導(dǎo)線上取一截面B,若在1 s內(nèi)垂直地通過它們的電子數(shù)相等,那么,通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是 ( ) A.IA=IB B.IA=2IB C.IB=2IA D.不能確定 【解析】選A。這個題目中有很多干擾項,例如兩個截面的面積不相等,導(dǎo)線的組成材料不同等等。但關(guān)鍵是通過兩截面的電子數(shù)在單位時間內(nèi)相等,根據(jù)I=qt可知電流強度相等。 4.(多選)(2018洛陽高二檢測)硅光電池已廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星和燈塔、高速公路“電子眼”等設(shè)施;其原理如圖所示,a、b是硅光電池的兩個電極,P、N是兩塊硅半導(dǎo)體,P、N可在E區(qū)形成勻強電場,P的上表面鍍有一層膜,當(dāng)光照射時,P內(nèi)產(chǎn)生的自由電子經(jīng)E區(qū)電場加速后到達半導(dǎo)體N,從而產(chǎn)生電動勢。以下說法中正確的是 ( ) A.a電極為電池的正極 B.電源內(nèi)部的電流方向由P指向N C.E區(qū)勻強電場的方向由N指向P D.硅光電池是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 【解析】選A、C。根據(jù)題意,E區(qū)電場能使P逸出的自由電子向N運動,因負(fù)電荷受到的電場力與電場方向相反,所以電場方向由N指向P,C正確;由于電流的方向與負(fù)電荷的運動方向相反,所以電源內(nèi)部的電流方向由N指向P,B錯誤;根據(jù)以上對電流方向的分析可知,a為電源正極,A正確;該電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故D錯誤。 二、非選擇題(22分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位) 5.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流,設(shè)氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動,用e表示電子的電荷量,則其等效電流為多大? 【解析】等效電流為電子沿圓周持續(xù)運動時產(chǎn)生的。每經(jīng)一個周期,通過圓周某點的電荷量為e。電子運動的周期T=2πrv,由I=qt得I=eT=ve2πr。 答案:ve2πr 【互動探究】 若氦原子中的兩個電子以速率v在半徑為r的同一軌道上運動,則等效電流為多大? 提示:每一周期通過圓周某點的電荷量為2e,則I=2eT=veπr。 【能力挑戰(zhàn)區(qū)】 1.在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場中,設(shè)其初速度為零,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時,一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是 ( ) A.IΔleSm2eU B. IΔlem2eU C.IeSm2eU D.ISΔlem2eU 【解析】選B。設(shè)電子經(jīng)加速電場加速后的速度為v,電子束中單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,則eU=12mv2,I=nevS,長為Δl的電子束中的電子數(shù)N=nΔlS,聯(lián)立以上三式解得N=IΔlem2eU,故B正確。 2.如圖所示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,遇到煙氣中的煤粉,使煤粉帶負(fù)電,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n mol電子,每晝夜能除塵m kg,計算高壓電源的電流強度I。(已知電子的電荷量為e,阿伏加德羅常數(shù)為NA,一晝夜時間為t) 【解析】根據(jù)電流強度的定義式I=Qt。只要能夠計算出一晝夜時間內(nèi)通過的電荷量Q,就能夠求解電流強度I,需要注意的是,流過電源的電荷量Q跟煤粉吸附的電荷量Q′并不相等,由于電離出的氣體中電子和正離子同時導(dǎo)電,煤粉吸附的電荷量Q′=12Q。 因為Q′=mneNA,Q=It, 所以mneNA=12It,I=2mneNAt。 答案:2mneNAt- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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