高二物理電源和電流相關習題及解析
1.下列敘述中正確的是()
A.導體中電荷運動就形成電流
B.國際單位制中電流的單位是安
C.電流強度是一個標量，其方向是沒有意義的
D.對于導體，只要其兩端電勢差不為零，電流必定不為零
解析：選BD.電流產生的條件包括兩個方面：一是有自由電荷;二是有電勢差.導體中有大量的自由電子，因此只需其兩端具有電勢差即可產生電流，在國際單位制中電流的單位為安.
2.關于電源以下說法正確的是()
A.電源的作用是在電源內部把電子由負極不斷地搬運到正極，從而保持兩極之間有穩定的電勢差
B.電源的作用就是將其他形式的能轉化為電能
C.只要電路中有電源，電路中就一定有電流
D.電源實質上也是一個用電器，也需要外界提供能量
解析：選B.電源的作用是維持正、負極之間恒定的電勢差，這需要電源不斷地將負電荷向負極聚集，將正電荷向正極聚集，外電路中自由電子在電場力的作用下向正極移動，在電源內部，需要將正極上的電子搬運到負極，維持電勢差不變，故A錯.從能量角度來看，電源在搬運電荷的過程中，需要克服電場力做功，將其他形式的能轉化為電能，B對.電路中有電流不僅需要電源，還需要電路是閉合的，故C錯.電源是對電路提供能量的裝置，故D錯.
3.給一粗細不均勻的同種材料制成的導體通電，下列說法正確的是()
A.粗的地方電流大，細的地方電流小
B.粗的地方電荷定向移動速率大，細的地方小
C.各處的電流大小相同
D.粗的地方電荷定向移動速率小，細的地方大
解析：選CD.同一根導線上的電流相等，故C對.由I=nqSv知，D對.
4.一個電解槽中，單位體積的正、負離子數都是n，每個離子帶電荷量為q，正、負離子的平均定向運動速度都為v，電解槽的橫截面積為 S，試求通過電解槽的電流.
解析：在電解槽中，在垂直于v的方向上我們取一橫截面，在單位時間內通過這個橫截面的正、負離子數均為N=vSn，由于正負離子形成的電流同向，所以，電解槽中的電流為：I=2Nqt=2nqSv1=2nqSv.
答案：2nqSv
二、計算題
5.(1)在金屬導體中，若10 s 內通過橫截面的電荷量為10 C，則導體中的電流為多少安?
(2)某電解槽橫截面積為0.5 m2，若10 s 內沿相反方向通過橫截面的正、負離子的電荷量均為10 C，則電解液中的電流為多少安?
解析：(1)10 s內通過某一橫截面的'電量是10 C，
所以 I=qt=10 C10 s=1 A
(2)正電荷形成的電流為I1=10 C 10 s=1 A
負電荷形成的電流為I2=10 C10 s=1 A
因負電荷形成的電流方向與其定向移動方向相反，所以兩種電荷形成電流方向相同.
故電解液中的電流為：I=I1+I2=2 A.
答案：(1)1 A (2)2 A
6.導線中的電流是1 A，導線的橫截面積為1 mm2.
(1)在 1 s 內，有多少個電子通過導線的橫截面(電子電荷量 e=1.610-19C)?
(2)自由電子的平均移動速率是多大(設導體每立方米內有8.5 1028 個自由電子)?
(3)自由電子沿導線移動 1 cm，平均要多少時間?
解析：(1)N=qe=Ite=111.610-19 個=6.25 1018個.
(2)由公式I=neSv.
v=I neS=18.510281.610-1910-6 m/s
=7.410-5 m/s.
(3)以這樣的速率沿導線傳播1 m 需用時
t=17.410-5 s=3.8 h.
答案：(1)6.251018 (2)7.410-5 m/s (3)3.8 h
7.已知電子的電荷量為e，質量為m，氫原子的電子在核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少?
解析：取電子運動軌道的任一截面，在電子運動一周的時間T內，通過這個截面的電荷量q=e，則有：I=qT=eT
再由庫侖力提供向心力有：
ke2r2=m42T2?r得T=2re mrk
解得I=e22r2mkmr.
答案：e22r2mkmr
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