2015年湖北高考物理專項(xiàng)訓(xùn)練：電源和電流

湖北2015年高考物理專項(xiàng)訓(xùn)練：電源和電流

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考物理專項(xiàng)訓(xùn)練資料，希望對(duì)大家的復(fù)習(xí)有幫助！

　　一、選擇題(8×5′，共40分)

　　1.有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量，乙是甲的2倍，以下說(shuō)法中，正確的是(　　)

　　A.甲、乙兩導(dǎo)體的電流強(qiáng)度相同

　　B.乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的2倍

　　C.乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速度是甲導(dǎo)體的2倍

　　D.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速度大小相等

　　解析：由于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)乙橫截面的電量是甲的2倍，因此通過(guò)乙導(dǎo)體的電流是甲的2倍，故A錯(cuò)而B(niǎo)正確.由于I=nqSv(n單位體積中的自由電荷數(shù)，q自由電荷的電量，S橫截面積，v定向移動(dòng)速率)，所以v=，由于不知道甲、乙兩導(dǎo)體的性質(zhì)(n、q不知道)，所以無(wú)法判斷.

　　答案：B

　　2.關(guān)于電流的下列說(shuō)法中，正確的是(　　)

　　A.電路中的電流越大，表示通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量越多

　　B.在相同時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體截面的電量越多，導(dǎo)體中的電流就越大

　　C.通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流越大

　　D.導(dǎo)體中通過(guò)一定的電量所用時(shí)間越短，電流越大

　　解析：由I=q/t，當(dāng)t一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量q越多，電流I就越大;當(dāng)q一定時(shí)，通電時(shí)間越短，電流越大.

　　答案：BD

　　3.金屬導(dǎo)體中滿足下列哪一個(gè)條件，就產(chǎn)生恒定電流(　　)

　　A.有自由電子

　　B.導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差

　　C.導(dǎo)體兩端有方向不變的電壓

　　D.導(dǎo)體兩端有恒定電壓

　　解析：由產(chǎn)生電流條件可知，D正確.

　　答案：D

　　4.電路中每分鐘有60萬(wàn)億個(gè)自由電子通過(guò)橫截面積為0.64×10-6m2的導(dǎo)線，那么電路中的電流是(　　)

　　A.0.016μA　　　　　　B.1.6mA

　　C.16μA D.0.16μA

　　解析：I=q/t=0.16μA.

　　答案：D

　　5.某電解池，如果在1 s內(nèi)共有5×1018個(gè)2價(jià)正離子和1.0×1019個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是(　　)

　　A.0A B.0.8A

　　C.1.6A D.3.2A

　　解析：I=q/t

　　=

　　=3.2A.

　　答案：D

　　6.銅的原子量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，今有一根橫截面為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，電子平均定向移動(dòng)的速率為(　　)

　　A.光速c B.

　　C. D.

　　解析：假設(shè)電子定向移動(dòng)的速率為v，那么在t秒內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)相當(dāng)于在體積vt·S中的自由電子數(shù)，而體積為vtS的銅的質(zhì)量為vtSρ，摩爾數(shù)為，所以電量q=.因電流I==，于是得：v=.

　　答案：D

　　7.一個(gè)半徑為r米的細(xì)橡膠圓環(huán)，均勻地帶上Q庫(kù)侖的負(fù)電荷，當(dāng)它以角速度ω(弧度/秒)繞中心軸線順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中等效電流的大小為(　　)

　　A.Q B.

　　C. D.

　　解析：I==.

　　答案：C

　　8.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，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.已知電子的電量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)是(　　)

　　A. B.

　　C. D.

　　解析：設(shè)加速后電子的速度為v，

　　則eU=mv2

　　又I=neSv，n為單位體積內(nèi)的電子數(shù)目，故Δl長(zhǎng)內(nèi)的電子數(shù)目N=nΔlS=·ΔlS=

　　答案：B

　　二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)

　　9.只要導(dǎo)體兩端存在________，導(dǎo)體中的自由電子就在________力的作用下，從電勢(shì)________處向電勢(shì)________處定向移動(dòng).移動(dòng)的方向與導(dǎo)體中電流的方向________.

　　答案：電壓　電場(chǎng)　低　高　相反

　　10.在某次閃電中，持續(xù)時(shí)間為0.005s，所形成的平均電流為6×104A，若閃電過(guò)程中流過(guò)某橫截面的電荷以0.5A的電流通過(guò)電燈，可供電燈照明時(shí)間為_(kāi)_______s.

　　答案：600

　　圖1

　　11.圖1是靜電除塵器示意圖，A接高壓電源正極，B接高壓電源的負(fù)極，AB之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過(guò)程中，遇到煙氣的煤粉，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(huì)吸附m mol電子，每晝夜能除塵n kg，計(jì)算高壓電源的電流強(qiáng)度I，電子電量設(shè)為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時(shí)間為t.

　　解：根據(jù)電流強(qiáng)度定義式I=，只要能夠計(jì)算出一晝夜時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電量Q，就能夠求解電流強(qiáng)度I，需要注意的是，流過(guò)電源的電量Q跟煤粉吸附的電量Q′并不相等，由于電離出的氣體中電子和正離子同時(shí)導(dǎo)電，煤粉吸附的電量Q′=Q.

　　Q′=mnNAe，Q=It，

　　mnNAe=It，I=2mnNAe/t.

　　12.設(shè)橫截面積為1.0mm2銅導(dǎo)線中通過(guò)1.0A電流.銅在單位體積中的自由電子數(shù)為8.5×1028m-3，電子的電荷量為1.6×10-19C，試計(jì)算這時(shí)自由電子的定向移動(dòng)速率為多少?而常溫下金屬中自由電子熱平均速率約為105m/s，通過(guò)有關(guān)資料，我們還可知道：形成電流的速率不是自由電子的定向速率，而是電場(chǎng)的傳播速率，且電場(chǎng)的傳播速率是光速3.0×108m/s，就這些知識(shí)，你能否描述一下電路接通后金屬導(dǎo)體中自由電子運(yùn)動(dòng)的情景.

　　解：由I=，且q=nVe=nSvte，即I=neSv，所以v=，可算出自由電子的定向移動(dòng)速率v約為：7.4×10-5 m/s.

　　金屬導(dǎo)體中各處都是自由電子，電路一旦接通，導(dǎo)線中便以電場(chǎng)的傳播速率3.0×108m/s在各處迅速地建立起電場(chǎng)，在這個(gè)電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)線各處的自由電子幾乎同時(shí)開(kāi)始以很小的定向移動(dòng)速率7.4×10-5 m/s做定向運(yùn)動(dòng)，整個(gè)電路幾乎同時(shí)形成了電流.但同時(shí)，由于金屬中自由電子的熱平均速率約為105 m/s，顯然這個(gè)速率遠(yuǎn)大于自由電子的定向移動(dòng)速率，所以金屬導(dǎo)體通電后，導(dǎo)體各處的自由電子幾乎同時(shí)開(kāi)始在原本速率巨大的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)上附加了一個(gè)速率很小的定向移動(dòng).