2017-2018学年物理人教版选修3-1同步练习教师用卷：　2.1电源和电流同步练习-教师用卷 .docx

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1、2.1电源和电流同步练习一、单选题1. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此()A. 电动势是一种非静电力B. 电动势越大，表明电源储存的电能越多C. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映D. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】解：A、电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，故A错误BC、电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，故B错误，C正确D、电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中

2、电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，故D错误故选：C2. 如图所示，已知R1=R2=R3=1，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于()A. 1VB. 1.2VC. 2VD. 4V【答案】C【解析】【分析】当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，当S断开时，R1与R3串联，电压表测量R1的电压.根据闭合电路欧姆定律对两种情况分别列式，联立即可求得电源的电动势E。对于闭合电路，根据两种情况由闭合电路欧姆定律列出方程组，是求解电源电动势和内电阻常用的方法和思路，要加强这方面的训练，做到熟练掌握。【解答】当开关S闭合时，电阻R3

3、与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为：R=12R2+R1=1.5，电路中干路电流为：I=UR1=11A=1A，根据闭合电路欧姆定律得：E=I(R+r)=1.5+r当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：E=I(R+r)=0.8(2+r)，联立解得：E=2V，r=0.5，故ABD错误，C正确。故选C。3. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为()A. nvstB. nvtC. IteD. Itse【答案】C【解析】解：

4、在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt，由于铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为 V=vtS又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N=nvSt由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为Q=It，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：N=Ite，故C正确故选：C 4. 下列用电器中，利用电流的热效应的是()A. 洗衣机B. 电视机C. 电熨斗D. 电冰箱【答案】C【解析】解：A、洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A错误；B、电视机也是利用

5、了电流的磁效应来工作的，故B错误；C、电熨是利用了电流的热效应，来加热的，故C正确D、电冰箱工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的.故D错误；故选：C5. 如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，其中Na+水平向右移动.若测得4s内分别有1.01018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M，那么溶液中的电流方向和大小为()A. 水平向左0.8AB. 水平向右0.08AC. 水平向左0.4AD. 水平向右0.04A【答案】B【解析】解：由题意可知，4s内流过截面上的电量q=1.010181.610-19+1.010181.610-19=0.32C；则电流强度I=I=qt=

6、0.324A=0.08A；Na+水平向右移动，所以电流方向向右故选：B6. 铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A. 电路中每通过1C的电量，电源就把2J的电能转化为化学能B. 蓄电池两极的电压为2VC. 蓄电池在1秒内将2J的化学能转化为电能D. 蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大【答案】D【解析】【分析】电动势是一个表征电源特征的物理量.定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功.它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用.常用符号E(有时也

7、可用)表示，单位是伏(V)本题关键是明确电动势的概念、物理意义、单位；同时应该知道：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反【解答】A.铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，即2J化学能转化为电能，故A错误；B.电源两极间电压，当电源不接入电路时，等于电源的电动势；当接入电路时，小于电源的电动势，故B错误；C.电源每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能，不是在1s内将2J的化学能转变成电能.故C错误；D.电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电

8、池的电动势大，故D正确；故选D。7. 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，阿伏伽德罗常数为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. IMSNAeB. IMSNAeC. IMSNAeD. IMSNAe【答案】A【解析】解：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l=vt，体积为V=Sl=Svt，质量为m=vtS，这段导线中自由电子的数目为n=mMNA=vtSMNA 在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流I=qt=net，代入解

9、得，I=vNAeM 解得电子定向移动的速率：v=IMSNAe 故选：A二、多选题8. 如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是()A. 该电池的容量为500mAhB. 该电池的电动势为3.6VC. 该电池在工作1小时后达到的电流为500mAD. 若电池以10mA的电流工作，可用50小时【答案】ABD【解析】解：A、B由电池的铭牌读出：该电池的容量为500mAh，电动势为3.6V.故AB正确C、若该电池只连续工作1小时时，电流为I=500mA.不是工作1小时后才能达到500mA；故C错误D、由q=It得知，若电池以10mA的电流工作，可用50小时.故D正确故选：ABD9. 有一横

10、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，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为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()A. nvStB. nvtC. IteD. ItSe【答案】AC【解析】解：在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vt，由于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.又由于单位体积的导线有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N=nvSt由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为It，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线

11、横截面的自由电子数目可表示为N=Ite.故AC正确，BD错误；故选：AC 10. 如图，光滑绝缘的水平面桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导体框.匀强磁场区域宽度为2L、磁感应强度为B、方向垂直桌面向下.导体框的一边跟磁场边界平行，在外力作用下以恒定速度v穿过磁场.下列说法正确的是()A. 穿过磁场过程，外力做的功为2B2L3vRB. 穿过磁场过程，导体框产生的焦耳热为2B2L3vRC. 进入磁场过程，通过导体框某一横截面的电量为BL2RD. 进入和离开磁场过程，通过导体框的电流大小都为BLvR，且方向相同【答案】ABC【解析】【分析】根据安培力公式F=BIL，结合法拉第电磁感应定律，与闭合

12、电路欧姆定律，及力做功表达式，即可求解；根据焦耳定律Q=I2Rt，即可求解；依据电量表达式q=It，及法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可推导电量的综合表达式，从而求解；根据楞次定律，结合法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可求解。考查法拉第感应定律与闭合电路欧姆定律，及楞次定律的内容，掌握安培力与力做功表达式，理解电量的综合表达式的推导，注意当线圈完全进入磁场时，线圈中没有感应电流，只有在进与出过程中，才有磁通量的变化。【解答】A.根据法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，则线圈穿过磁场过程产生的感应电流大小I=BLvR，依据安培力公式F安=BIL=B2L2vR，根据力做功表

13、达式W=FS，那么只有在进与出磁场过程中，才有安培力，因此安培力做功W安=B2L2vR2L=2B2L3vR，由于在外力作用下以恒定速度v穿过磁场，则外力做的功为2B2L3vR，故A正确；B.由上分析可知，I=BLvR，根据焦耳定律Q=I2Rt，那么穿过磁场过程，导体框产生的焦耳热为Q=BLvR2R2Lv=2B2L3vR，故B正确；C.依据电量表达式q=It，及法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可推导电量的综合表达式q=R，那么进入磁场过程，通过导体框某一横截面的电量为q=BL2R，故C正确；D.根据楞次定律，可知，进入和离开磁场过程，通过导体框的电流方向不同，但它们的大小是相同，即为B

14、LvR，故D错误。故选ABC。11. 关于电流，下列说法中正确的是()A. 通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B. 在国际单位之中，电流的单位是AC. 单位时间内通过导体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】BC【解析】解：AC、根据I=qt可知，电流等于单位时间内通过导体横截面的电量，通过导体的横截面的电荷量多，电流不一定大，还要看时间，故A错误，C正确；B、在国际单位之中，电流的单位是安培，简称安，符号：A，故B正确；D、电流的方向是认为规定的，所以电流是一个标量，故D错误；故选：BC12. 如图所示为两个不同闭合电路中的两个不同电源的U-I图

15、象，则下述说法中正确的是()A. 电动势E1=E2，内阻rlr2B. 电动势E1=E2，内阻rlI2D. 当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大【答案】BCD【解析】解：A、B、U-I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，内阻r1I2，故C正确；D、根据U=E-Ir可知，U=-rI，内阻r1r2，故当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大；故D正确；故选BCD三、计算题13. 如图所示，电路中接电动势为4V，内电阻为2的直流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4，电容器的电容为30F，电流表的内阻不计，当电路稳定后(1)求电流表的读

16、数；(2)求电容器所带的电荷量；(3)如果断开电源，求通过R2的电荷量【答案】解：(1)根据闭合电路欧姆定律：I=ER3+R4+r=44+4+2A=0.4A 故电流表的读数为0.4A(2)U3=IR3=0.44V=1.6V Q=CU3=4.810-5C 故电容器所带的电荷量为4.810-5C (3)因R1、R2并联，且R1=R2，所以在放电回路中通过R2的电量为Q2=2.410-5C 故通过R2的电荷量为2.410-5C.【解析】(1)在该电路中，R1和R2被电流表短路，即该电路由R3、R4、和电流表构成串联电路，根据闭合电路欧姆定律去求电流表的读数(2)电容器并联在R3的两端，电容器两端的电

17、压等于R3两端的电压，根据Q=CU3求电容器所带的电荷量(3)断开电源，电容器会出现放电，因R1、R2并联，且R1=R2，所以流过两个电阻的电荷量相等解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，以及电容的定义式C=QU14. 质量为m边长为L，单位长度电阻率为的正方形导线框以速度V从垂直于纸面方向的匀强磁场下边界竖直抛入(其中V2gL)。运动了时间t后离开磁场。求线框离开磁场时速度大小。(已知重力加速度为g且忽略空气阻力) 【答案】解：因为V2gL，线框不能完全进入磁场。设线框上升的距离为h，根据FA=BILq=It=BLhRIA=FAt=BLq=B2L2hR线框上升过程和下降过程中冲量相等；向上运动

18、过程中，根据动量定理mgt1+FA1t1=0-(-mv) 向下运动过程中，mgt2-FA2t2=mv2FA1t1=FA2t2联立解得 m(v+v2)=mgtv2=gt-v线框离开磁场时速度大小gt-v【解析】本题考查电磁感应的综合问题，注意安培力冲量的分析。根据FA=BIL，q=It，E=BLv，I=Ft分析线框向上和向下运动过程中安培力的冲量大小相等，分别对向上向下过程应用动量定律，解出线框离开磁场时速度大小。15. 如图所示，倾角=30、宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上.一根质最m=0.2kg，电阻R=1的金

19、属棒ab垂直于导轨放置.现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在棒上，使ab棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好.导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2.求：(1)若牵引力恒定，定性论述ab棒的运动过程(2)若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大？(3)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量q=0.48C，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大？【答案】解：(1)ab棒先做加速度逐渐减小的加速运动，即图线的斜率逐渐减小，最终做匀速直线运动，即图线与时间轴平行，v-t图象如图所示. (2)当以恒定功率牵

20、引ab棒时，P=Fv I=BLvR F安=BIL F-(mgsin+F安)=0 代入数据得：v=8m/s(v=-9m/s舍去) (3)设撤去F后ab棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为s，通过ab的电荷量q=It， 又I=ER E=t =BLS 联立各式得：s=qRBL=0.48m答：(1)图线如图所示(2)ab棒最终的速度为8m/s(3)撤去牵引力后ab棒滑动的距离为0.48m【解析】(1)ab棒向上先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动(2)当加速度为零时，ab棒最终做匀速运动，结合共点力平衡以及P=Fv求出ab棒最终的速度(3)根据电流的定义式，结合法拉第电磁感应定律求出撤去牵引力后ab棒滑动的距离解决本题的关键知道金属棒在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律的、法拉第电磁感应定律进行求解