《2019-2020学年高中物理人教版选修3-1同步作业与测评：1.9 带电粒子在电场中的运动 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理人教版选修3-1同步作业与测评：1.9 带电粒子在电场中的运动 Word版含解析.pdf（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 9 节 带电粒子在电场中的运动 对应学生用书 P27 1.带电粒子的加速：利用大小都不随时间变化的电流。 10 定义式：I。 11 q t 5电流的微观解释 设金属导体的横截面积为 S，单位体积内的自由电子数为 n，自由电子定向移 动速度为 v， 那么在时间 t 内通过某一横截面积的自由电子数为 nSvt； 若电子的 12 电荷量为 e，那么在时间 t 内，通过某一横截面积的电荷量为enSvt，导体中的 13 电流为 IneSv，则电子定向移动的速率为。 14 15 I neS 对应学生用书 P33 考点一 对电源、电流的理解 1下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是(
2、) A导线内部的电场就是电源所形成的电场 B在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导 线内部的电场不是稳定的 C因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零 D导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线 内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的 答案 D 解析 导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量 和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线 切线方向一致，是一种动态的平衡，A、B、C 错误，D 正确。 考点二 公式 I 的理解与应用 q t 2.关于电流，下列说法中正确的是
3、( ) A通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B电子运动速率越大，电流越大 C单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 D因为电流有方向，所以电流是矢量 答案 C 解析 由 I 知 q 大，I 不一定大，还要看 t 的大小，A 错误；电子做无规则 q t 热运动速率很大，不能形成电流，B 错误 ； 单位时间内通过导线横截面的电荷量越 多，电流越大，C 正确 ； 电流虽然有方向但不是矢量，因为其运算遵循代数运算法 则，D 错误。 3电路中有一电阻，通过电阻的电流为 5 A，当通电 5 分钟时，通过电阻横 截面的电子数为( ) A1500 个 B9.3751019 个 C9.37
4、51021 个 D9.3751020 个 答案 C 解析 qIt，n 9.3751021 个。 q e It e 对应学生用书 P33 1 (多选)在由电源、 导线等电路元件所组成的电路中， 以下说法正确的是( ) A导线中的电场强度处处为零 B导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C导线处于静电平衡状态 D导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 答案 BD 解析 在电源和导线中的感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互 抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向 平行，B 正确，A 错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C 错误；沿 电场方向电势逐渐降低，电
5、场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向， 即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D 正确。 2(多选)关于电流的方向，下列说法中正确的是( ) A电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 B电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端 C电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同 D电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反 答案 AD 解析 在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负 极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以 A 正确，B 错误；电子带负电， 电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确。 3关于电流的说
6、法中正确的是( ) A根据 I ，可知 I 与 q 成正比 q t B如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流 是恒定电流 C电流有方向，电流是矢量 D电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 答案 D 解析 依据电流的定义式可知，电流与 q、t 皆无关，显然 A 错误；虽然电流 是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然 相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，B 错误，C 错误； 电流的单位“安 培”是国际单位制中的基本单位，D 正确。 4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 的作用下被 加速， 且形成电流强度为
7、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，在 t 秒内打在荧光屏上的电子数为( ) A. B. C. D. I e It e U e Ut e 答案 B 解析 设 t 时间内打在荧光屏上的电子数为 n，即总电荷量为：qne，由电 流的定义式：I ，解得：neIt，解得：n ，B 正确。 q t It e 5一横截面积为 S 的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度 为 I，设每单位体积的导线中有 n 个自由电子，电子电荷量为 e，此时电子定向移 动的速度为 v，则以下关系正确的是( ) AImvS BInev CInevS DIneS 答案 C 解析 在 t 时间内
8、，以速度 v 移动的电子在铜导线中经过的长度为 vt，因 为铜导线的横截面积为 S，则在 t 时间内，电子经过的导线对应体积为 vtS。又 因为单位体积的导线有 n 个自由电子，在 t 时间内，通过导线横截面的自由电子 数目可表示为 NnvSt，则电流 InevS，C 正确，A、B、D q t Ne t nevSt t 错误。 6如图所示的电解池，在 1 s 的时间内，共有 3 C 的正离子和 3 C 的负离子 通过截面 xy，则这个电路中的电流是( ) A0 A B1.5 A C3 A D6 A 答案 D 解析 电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流， 由公式 I 得，
9、电路中的电流 I A6 A，D 正确。 q t 33 1 7(多选)如图所示，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 秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的 ( ) A电流相等 B电流不相等 C自由电子定向移动的速率相等 D自由电子定向移动的速率不相等 答案 AD 解析 由电流定义知 I ， A 正确， B 错误 ； 由电子电流的微观表达式 I q t ne t neSv 知，I、n、e 均相等，因为 SASB，所以 vAvB，C 错误，D 正确。 8一段粗细均匀的金
10、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( ) A自由电子定向移动的速率为 v0 B自由电子定向移动的速率为 v I neS C自由电子定向移动的速率为真空中的光速 c D自由电子定向移动的速率为 v I ne 答案 D 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 I
11、nev， 所以 v q t ，D 正确。 I ne 9有一条横截面积为 S 的铜导线，通过的电流为 I。已知铜的密度为 ，摩尔 质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，电子的电量为 e。若认为导线中每个铜原子贡 献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为( ) A. B. IM SNAe I MSNAe C. D. IMS NAe IM SNAe 答案 A 解析 设铜导线中自由电子定向移动的速率为 v， 导线中自由电子从一端定向 移到另一端所用时间为 t，则导线的长度为 lvt，体积为 VSlSvt，质量为 m vtS，这段导线中自由电子的数目为 nNANA，在 t 时间内这些电子都
12、能 m M vtS M 通过另一端截 面， 则电流 I ， 代入计算得出， I， 则电子定向移动的速率 ： v q t ne t vSNAe M ，所以 A 正确。 IM SNAe 10如果导线中的电流为 1 mA，那么 1 s 内通过导体横截面的自由电子数是 多少个？若“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时的电流为 273 mA，则 20 s 内通 过灯丝的横截面的电子数目是多少个？ 答案 6.251015 个 3.41019 个 解析 qIt11031 C1103 C， 设电子的数目为 n，则： n 个6.251015 个。 q e 1 103 1.6 1019 当“220 V 60
13、W”的白炽灯正常发光时， I273 mA。 qIt27310320 C5.46 C。 设电子的数目为 N，则： N 个3.41019 个。 q e 5.46 1.6 1019 11 如图所示的电解槽中， 如果在 4 s 内各有 8 C 的正、 负电荷通过面积为 0. 8 m2的横截面 AB，那么 (1)在图中标出正、负离子定向移动的方向； (2)电解槽中的电流方向如何？ (3)4 s 内通过横截面 AB 的电荷量为多少？ (4)电解槽中的电流为多大？ 答案 (1)见解析 (2)向右 (3)16 C (4)4 A 解析 (1)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， 如图所示。 (2)电解槽中的电流方向向右。 (3)8 C 的正电荷向右通过横截面 AB，而 8 C 的负电荷向左通过该横截面，相 当于又有 8 C 正电荷向右通过横截面，故 4 s 内通过横截面 AB 的电荷量为 16 C。 (4)由电流的定义 I A4 A。 Q t 16 4