人教版高中物理选修31第二章第12节 电源 电流 电动势 检测试题.docx
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人教版高中物理选修31第二章第12节电源电流电动势检测试题
绝密★启用前
电源电流电动势检测题
考试范围：
电源电流电动势；考试时间：
60分钟；命题人：
牧马人
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题
1．下列描述的事件不可能发生的是
A．将实心球和乒乓球从教学楼三楼同时释放后结果实心球先落地
B．宇航员在天宫二号中利用二力平衡原理用弹簧测力计直接测出物体的重力
C．乘客从匀速行驶的高铁车厢内竖直向上跳起后仍落回车厢内的起跳点
D．一对干电池可使小灯泡微弱发光，断开电路后测量电池两端电压，电压表示数接近3V
2．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．路程B．加速度C．动能D．电流
3．关于电动势下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值
C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，它的数值与外电路的组成有关
D．电源电动势总等于路端电压
4．下列说法中正确的是（ ）
A．电源电动势实质上就是电源两极间的电压
B．电源电动势在数值上等于电源两极间的电压
C．电源电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别
D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高
5．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）
A．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能
B．蓄电池两极间的电压为2V
C．蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的小
6．家庭用电时，应该注意安全。
下列做法不正确的是
A．移动家用电器时要先断开电源
B．有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地的三孔插座
C．不用湿布擦带电设备
D．遇到电器设备冒火，立即泼水灭火
二、多选题
7．关于电流，下列叙述正确的是（ ）
A．只要将导体置于静电场中，导体内就有持续电流
B．电源的作用可以使电路中有持续电流
C．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动
D．恒定电流是由恒定电场产生的
8．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积中有n个自由电子，电子的电量为q，此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导体横截面的自由电子数可表示为（）
A．nvSt
B．nvt
C．
D．
9．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道．当环中电子以3×107m/s的速度流动而形成的电流是10mA时，则环中（已知电子的电荷量e=-1.6×10-19C）（）
A．电流方向和负电子运动方向相同
B．电流方向和正电子运动方向相同
C．运行的电子数目为5×1011个
D．运行的电子数目为1×104个
10．电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做功相类比
B．可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做功类比
C．可以将电流通过灯泡时电流做功与重力对球做功类比
D．可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比
第II卷（非选择题）
三、填空题
11．有一铅蓄电池，在其内部将2×10－5C的电子从正极移到负极需要3×10－2s的时间，此过程中非静电力做功为4×10－5J，则该铅蓄电池的电动势是_____，给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功是_______。
12．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，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n=________，计算的结果是n=________个/m。
已知银的密度ρ=10.5×103kg/m3，摩尔质量M=108g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，计算结果取一位有效数字。
四、解答题
13．电源的电动势为3V，内阻为0.2Ω，外电路的电阻为1.8Ω，求：
（1）电路中的电流是多少？
（2）10s内电流内部的非静电力移送多少库仑的电荷？
（3）10s内非静电力做了多少功？
14．电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一。
电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流。
（1）如图，AD表示一段粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，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，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为e。
试证明导体中电流强度I=nesv；
15．一次闪电过程通常由若干个相继发生的闪击构成，每个闪击持续时间很短，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。
在某一次闪电前，云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为2km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为5×10-5s。
若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场，试估算：
（1）闪电前云地间的电场强度大小。
（2）第一个闪击过程中闪电电流的平均值。
（3）第一个闪击过程中释放的能量。
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
根据自由落体运动的条件与特点判断落地的先后；飞行中的天宫二号以及内部的物体都处于失重状态；一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性；电池的电动势等于断开电路后测量的电池两端电压。
【详解】
乒乓球的密度较小，在下落得过程中受到的空气的阻力影响较大，所以乒乓球的下落过程中下落得加速度明显小于重力加速度，而实心球下落得加速度近似等于重力加速度，所以将实心球和乒乓球从教学楼三楼同时释放后，结果实心球先落地。
故A是可能发生的；飞行中的天宫二号以及内部的物体都处于失重状态，所以不能在天宫二号中利用二力平衡原理用弹簧测力计直接测出物体的重力。
故事件B不可能发生；乘客从匀速行驶的高铁车厢内竖直向上跳起后，由于惯性，乘客具有与列车相等的水平方向的速度，所以仍落回车厢内的起跳点。
故C是可能发生的；干电池的电动势为
，当两节干电池断开电路后，测量电池两端电压，电压表示数接近
故D是可能发生的；本题选择事件不可能发生的，故选B。
【点睛】
该题考查到四个常见的易错的问题，属于对易错知识点的强化题目，这一类的情况要注意日常学习中的积累，要注意理解要到位。
2．B
【解析】
【详解】
路程、动能以都只有大小没有方向，是标量；电流虽有方向，但是不满足平行四边形定则，故电流是标量；加速度既有大小又有方向，是矢量，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，故AD错误；电压表是由内阻的，跟电源连接后构成一个通路，测量的是电压表内阻的电压，所以电压表测得的电源两极间电压值略小于电动势。
故B正确。
电动势反映电源的特性，其大小总等于内、外电路上的电压之和，与外电路的结构无关，故C错误；故选B。
4．C
【解析】
【分析】
电源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；电动势等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，电动势等于内外电路电压之和．
【详解】
AB．电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压；故AB错误；
C．由A的分析可知，电源电动势与电压单位相同，但与电压有本质的区别；故C正确；
D．电动势越大，说明电源转化能量的本领越大，但电源两端的电压与外电路有关，电压并一定大；故D错误；
【点睛】
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．
5．A
【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（有时也可用ε）表示，单位是伏（V）．
【详解】
铅蓄电池的电动势为2V，表示电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能，选项A正确；蓄电池两极间没有接入外电路时，即电源断路时，电源两极间的电压等于2V；故B错误；电动势是2V，意义是移动1C的正电荷在电源内从负极移到正极，非静电力做功2J，即有2J的化学能转变成电能，不是1s内将2J的化学能转变成电能。
故C错误。
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池的电动势大，故D错误；故选A。
【点睛】
解决本题的关键理解电动势的大小反映将其它形式的能转变为电能本领的大小以及电动势是电源非静电力特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．
6．D
【解析】
【详解】
移动家用电器时为防止漏电，发生触电事故，故要先断开电源，故A说法正确；为了防止有金属外壳的用电器的外壳带电，危及人身安全，必须把地线与大地相连，故有金属外壳的家用电器一定要采用带保护接地的三孔插座，故B说法正确；用湿布擦带电设备，水属于导体，有可能使电流通过水传到人体上，使人体触电，十分危险，故C说法正确；水是导体，遇到电器设备冒火，泼水灭火，会使人体触电，故D说法错误。
所以不正确的选D。
7．BD
【解析】
【分析】
体置于电场中，达到静电平衡后没有电流．导体两端存在持续的电压，导体中才有持续的电流．电源能提供持续的电压．导体中没有电流时，电荷在做无规则的热运动，没有定向移动．恒定电流是由恒定电场产生的．
【详解】
导体置于电场中，达到静电平衡后没有电流。
故A错误。
导体两端存在持续的电压，导体中才有持续的电流。
电源能提供持续的电压，可以使电路中有持续电流。
故B正确。
导体中没有电流时，电荷在做无规则的热运动，没有定向移动。
故C错误。
在恒定电场的作用下，自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化，电流恒定。
故D正确。
故选BD。
【点睛】
电流形成要有两个条件：
一是存在自由电荷；二是导体两端存在电压．电源的作用能提供持续的电压，使导体中产生持续电流．
8．AC
【解析】
【分析】
根据电流的微观表达式
，求出在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量，每个电子的电量为
，再确定通过导体横截面的自由电子的数目；
【详解】
根据电流的微观表达式
，在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量
，则在
时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为
，将
代入得
，故选项AC正确，选项BD错误。
【点睛】
本题考查电流的微观表达式和定义式综合应用的能力，电流的微观表达式
，是联系宏观与微观的桥梁，常常用到。
9．BC
【解析】
【详解】
电流方向和正电子运动方向相同，与负电子的运动方向相反，选项A错误，B正确；电子运动一周用的时间为：
，而电流表达式为：
I=q/t；则总电荷量为：
q=It=0.01×8×10-6C=8×10-8C，在整个环中运行的电子数目为：
个，故C正确，D错误。
故选BC。
【点睛】
本题的关键要建立模型，运用运动学公式求解电子运动的周期，要掌握电流的定义式，知道元电荷的定义，从而明确电荷量与电子电量的关系．
10．BC
【解析】
【详解】
电源的作用是将其他形式的能转化为电能，人将球向上抛出的过程将人的能量转化为重力势能；电源做功的过程是电能转化为其他形式的能，重力做功的过程是重力势能转化为其他形式的能。
电流通过灯泡时电流做功是把电能转化为其他形式的能，与之对应得是重力势能转化为其它形式的能，所以可以将电流通过灯泡时电流做功与重力对球做功相类比。
故A错误，C正确；电池的非静电力做功将其他形式的能转化为电能，人将球向上抛出的过程将人的能量转化为重力势能，所以可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做功相类比。
故B正确，D错误；故选BC.
11．2V240J
【解析】
【详解】
铅蓄电池的电动势
；由
可得非静电力做的功为
。
12．ρSNA/M2×1023
【解析】单位长度质量为：
M′=ρ⋅S⋅1，
单位长度原子数为：
n=ρsNA/M，
每个银原子可以提供一个自由电子,故电子数为：
n=ρsNA/M；
代入数据得：
n=10.5×103×4×10−4×6.02×1023/108×10−3=2×1023个/m；
13．
（1）1.5A
（2）15C （3）45J
【解析】
【分析】
根据闭合电路欧姆定律可求得电流；根据Q=IΔt即可求出移送的电荷量；根据W非=ε·q求非静电力做功。
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律：
（2）10s内电流内部的非静电力移送的电荷为：
Q=IΔt=1.5A×10s=15C
（3）根据
，可得：
W非=ε·q=3×15J=45J
【点睛】
本题主要考查了闭合电路欧姆定律及电源电动势的定义式，属于基础题。
14．导体中电流大小
t时内所电荷定向移动的距离长度为vt，则其体积为Svt
通过导体某一截面的自由电子数为nSvt
该时间内通过导体该截面的电量：
q=nSvte
则I=nesv
【解析】
【详解】
导体中电流大小
t时内所电荷定向移动的距离长度为vt，则其体积为Svt
通过导体某一截面的自由电子数为nSvt
该时间内通过导体该截面的电量：
q=nSvte
解得：
I=nesv
15．
（1）5×105V/m
（2）1.2×105A（3）6×109J
【解析】
【详解】
（1）电场强度大小
．
（2）平均电流
．
（3）第一个闪击过程中释放的能量 W=qU=6×1.0×109J=6×109J．
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