1、学业分层测评(十)研究电流、电压和电阻(建议用时:45分钟)学业达标1下面说法正确的是()A电流的方向就是电荷移动的方向B在一直流电源的外电路上,越靠近电源负极,电势越低C电流都是由电子的定向移动形成的D电流强度是有方向的量,所以是矢量【解析】电流的方向是正电荷定向移动的方向,故A错误;在电路中,沿电流的方向就是电势降落的方向,故B正确【答案】B2(多选)如图325,验电器A带负电,验电器B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列说法中正确的是()图325A有瞬时电流形成B有持续电流形成C电流方向由A到BD导体棒内的自由电子在电场力作用下做定向移动【解析】导体棒内的自由电子在电场力作用下做定向移
2、动形成电流,但没有持续的电压,所以只能形成瞬时电流,A、D项正确,B项错误;电子做定向移动的方向是由A到B,电流方向由B到A,C项错误【答案】AD3.如图326所示,电解液接入电路后在t s内有n1个一价正离子通过溶液内截面S,有n2个二价负离子通过溶液内截面S,设e为元电荷,则以下关于该截面电流的说法正确的是()图326A当n1n2时,电流大小为零B当n1n2时,电流方向由A指向B,电流IC当n1n2时,电流方向由B指向A,电流ID电流方向由A指向B,电流I【解析】电荷的定向移动形成电流,习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,在电解液导电时,定向移动的电荷有正离子和负离子,它们同时向相
3、反方向移动形成电流,负离子定向移动,等效于等量的正离子向反方向定向移动电流方向按规定应是由A指向B,电流大小为:I.【答案】D4如图327所示,将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来,已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍,在铜导线上取一个截面A,在铝导线上取一个截面B,若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两个截面的电流关系是() 【导学号:29682064】图327AIAIBBIA2IBCIB2IAD不能确定【解析】由公式I得,若单位时间内通过的电量相等,则电流相等;这两个截面上单位时间内通过的电子数相等,故电流相等,A项正确【答案】A5北京正负电子对撞机的储存环是长为24
4、0 m的近似圆形轨道,当环中的电流为10 mA时,若电子的速率为光速的十分之一,则在整个环中运行的电子数目为()A51011 B51019C1.01013D1.0103【解析】环周长为240 m,电子速率为,则电子布满整个环周长所用时间t240/ s,由QIt知环内总电子数N/(1.61019)51011(个)【答案】A6在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在高电压U作用下被加速,形成大小为I的电流,设电子的电荷量为e,电子质量为m,打在荧光屏上的高速电子全被荧光粉吸收,在t s内打到荧光屏上的电子个数为()AIt Bme/tCIt/eDmIt/e【解析】t s内打到荧光屏上的总电荷量q
5、It,故有电子数n.【答案】C7(多选)一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I,则下列说法中正确的有() 【导学号:29682065】A自由电子定向移动的速率为v0B自由电子定向移动的速率为vC电场传播的速率为真空中的光速cD自由电子定向移动的速率为v【解析】对电流微观表达式InqSv,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为长度是vt内的自由电子,其数量为nvt,电荷量qnvte,所以电流Inev,所以v,电场
6、是以光速传播的,故C、D正确【答案】CD8某品牌手机在待机工作状态时,通过的电流是4微安,则该手机一天时间内通过的电荷量是多少?通过的自由电子个数是多少?【解析】通过的电量为:qIt4106243 600 C0.35 C.通过的电子数为:N2.161018(个)【答案】0.35 C2.161018个能力提升9铜的相对原子质量为m,密度为,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为()A光速c B.C. D.【解析】假设电子定向移动的速率为v,那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质
7、量为vtS,摩尔数为,所以电荷量q.因电流I.解得:v.【答案】D10(多选)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为e,此时电子定向移动的速率为v,则在t时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为()AnvtS BnvtC. D.【解析】根据电流InevS,单位时间内通过导体横截面的自由电子数目为N0nvS,t时间内通过导体横截面的自由电子数目为NN0tnvSt,在t时间内通过导体横截面的电荷量为QIt,在t时间内通过导体横截面的电子数目为N,所以A、C正确【答案】AC11夏季某日午后,某地区距地面约1 km的空中有两块乌云,相距3 km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3109 V不变已知空气的电场击穿场强为3106 V/m.现对以下问题进行估算(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?(2)当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电量为500 C,可释放多少能量?(3)这次放电现象历时约0.01 s,则其平均电流约为多大? 【导学号:29682066】【解析】(1)由E得d m1 000 m.(2)释放的能量E能qU5003109 J1.51012 J.(3)由电流的定义得I A5104 A.【答案】(1)1 000 m(2)1.51012 J (3)5104 A