1、导体中的电场和电流 同步练习 【典型例题】【例1】如图验电器A带负电,验电器B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列叙述中错误的是( A )A、有瞬时电流形成,方向由A到B B、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零 D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【解析】A、B两个导体,由A带负电,在A导体周围存在指向A的电场,故B端所在处的电势应高于A端电势;另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下,发出定向移动,由于导体棒中的自由电荷为电子,故移动方向由A指向B,电流方向应有B到A。【答案】A【例2】在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在加速电压U的作业下被加速,且形成的电
2、流强度为I的平均电流,若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子的质量为m,电荷量为e,进入加速电场之前的速度不计,则在t秒内打在荧光屏上的电子数为多少?【解析】本题已知的物理量很多,有同学可能从电子被电场加速出发,利用动能定理来求解,如这样做,将可求得电子打到荧光屏的速度,并不能确定打到荧光屏上的电子数目,事实上,在任何相等时间里,通过电子流动的任一横截面的电荷量是相等的,荧光屏是最后的一个横截面,故有t时间里通过该横截面的电量Q=It,这样就可得到t时间里打在荧光屏上的电子数目,n=【例3】如图所示的电解槽中,如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8的横截面AB,那么在图中标
3、出正、负离子定向移动的方向;电解槽中的电流方向如何?4s内通过横截面AB的电量为多少? 电解槽中的电流为多大?【解析】电源与电解槽中的两极相连后,左侧电极电势高于右侧电极,由于在电极之间建立电场,电场方向由左指向右,故正离子向右移动,负离子向左移动电解槽中的电流方向向右8C的正电荷向右通过横截面AB,而8C的负电荷向左通过该横截面,相当于又有8C正电荷向右通过横截面,故本题的答案为16C由电流强度的定义I=4A【基础练习】一、 选择题:1、下列关于电流的说法中正确的是( )A、只要导体中有电荷运动,就有电流B、导体中没有电流时,导体内的电荷是静止的C、导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的D
4、、电流可能是由正电荷定向移动形成的,也可能是负电荷定向移动形成的2、形成持续电流的条件是( )A、只要有电压加在物体的两端 B、必须保持导体两端有电压C、只在导体两端瞬间加电压 D、只要有大量的自由电荷3、关于电流的方向下列说法中正确的是( )A、在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的B、在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向C、无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D、在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成的电流,所以电流有两个4、在电源的正、负极间连接一根粗细均匀的导线,在导线内部就会形成电场,下列说法中正确的是( )A、导线内部形成的电场,只有电源产生B、导线
5、内部形成的电场,有电源和导线上堆积的电荷共同产生C、导线内的电场线应和导线平行D、导线内电场线应指向导线的某一侧5、下列关于电流的说法中,正确的是( )A、电流有方向所以电流强度是矢量 B、大小不随时间变化的电流叫恒定电流C、方向不随时间变化的电流叫恒定电流 D、通常所说的直流电常常是指恒定电流6、下列关于电流的说法中,正确的是( )A、 金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向迁移的速率B、 温度升高时金属导体中自由电子热运动加快,电流也就增大C、 电路接通后,电子由电源出发,只要经过一个极短的时间就能到达用电器D、 通电金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动二、 填空题:7
6、、在金属内部,能自由移动的电荷是 ;在酸、碱、盐等液体内部能自由移动移动的电荷是 (填“原子”、“原子核”、“电子”、“正离子”或“负离子”)8、某电解槽中,在5s内通过某一固定截面向左迁移的负离子所带的总电量为0.20C,则该电解槽中电流强度为 A,电流方向为 。9、某电解池中,在2s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过该截面,那么通过该截面的电流为 。三、 计算题:10、在一次闪电的过程中,流动的电荷量大约为300C,持续的时间大约是0.005s,所形成的平均电流强度为多大?这些电荷量如以0.5A的电流强度流过电灯泡,可使灯泡照明多长时间? 11、初速度为零的质
7、子,经加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流,已知质子的电量q=1.610-19C,这束质子流每秒打到靶上的质子数是多少? 12、某金属导体两端的电压为24V,30s内有36C的电荷量通过导体的横截面,则:每秒钟内有多少个自由电子通过该导体的横截面? 导体中的电流有多大? 该导体的电阻多大? 【能力提升】1、对于有恒定电流通过的导体,下列说法正确的是:( )A、 导体内部的电场强度为零 B、 导体是个等势体C、导体两端有恒定的电压存在 D、通过导体某一横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等2、对于金属导体,还必须满足下列哪一个条件才能在电路中产生恒定电流?(
8、)A、有可以自由移动的电荷 B、导体两端有电压C、导体内存在电场 D、导体两端加有恒定的电压 3、银导线的横截面积S=4mm2,通以I=2A的电流,若每个银原子可以提供一个自由电子,试推导银导线单位长度上的自由电子数的计算公式,并计算结果(已知银的密度=10.5103/m3,摩尔质量M=108g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.021023mol-1,计算结果取一位小数) 4、如图所示,AD表示粗细均匀的一段金属导体L,两端加上一定电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v设导体的横截面积为S,导体内单位体积内的电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,试证明导体中的电流强度InqSv答案【基础练习】一、选择题:1、D 2、B 3、C 4、BC 5、D 6、D二、填空题:7、电子、正离子和负离子 8、810-2 向右 9、3.2三、计算题:10、I=Q/t=3000.005=6104A t/=Q/I/=3000.5=600s11、Q=It=110-3C n=Q/q=110-3(1.610-19)=6.251015个12、7.51018个 1.2A 20【能力提升】1、CD 2、D 3、n= n=2.31023 4、I=nqSv