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1、电源和电流1.(多项选择)关于电流的方向,以下说法正确的选项是()A.在金属导体中,电流的方向是自由电子定向移动的方向B.在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向C.无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D.在电解液中,虽然正负电荷定向移动都会形成电流,但是电流方向只有一个【解析】选C、D。金属导电靠的是自由电子,由于自由电子带负电,它的定向移动方向与电流方向相反,故A项错误;在电解液中,电流的方向与负离子定向移动的方向相反,而与正离子定向移动的方向相同,故B项错误;无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反,故C项正确;在电解液中,虽然正负电荷定向移动都会
2、形成电流,但是电流方向只有一个,只与正电荷运动方向相同,故D项正确。【补偿训练】(多项选择)(2022许昌高二检测)关于电流,以下说法中正确的选项是()A.通过导体截面的电荷量越多,电流越大B.电路中电流大小与通过横截面电荷量q成正比,与时间t成反比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.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的【解析】选C、D。根据电流的定义式I=,可知单位时间内通过导体某一横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大,而通过导体某一横截面的电荷量越多,电流不一定越多,还与时间有关,故A项错误,C项正确;公式I=是电流强度的定义式,是q与时
3、间t的比值,不能说电流大小与通过横截面电荷量q成正比,与时间t成反比,故B项错误;由电流的条件可知,金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的,故D项正确。2.(多项选择)通常一次闪电过程历时0.20.3 s,它由假设干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅4080 s,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1.0109 V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,以下判断正确的选项是()A.闪电电流的瞬时值可到达1105 AB.整个闪电过程的
4、平均功率约为11014 WC.闪电前云地间的电场强度约为1106 V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6106 J【解析】选A、C。由题干知一次闪电由假设干个相继发生的闪击构成,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中,闪电过程向外释放的能量约为W=QU=6.0109 J,D项错误;一次闪电过程历时0.20.3 s,整个闪电过程的平均功率P=2.01010 W3.01010 W,B项错误;依据I=,q=6 C,t=60 s,知电流瞬时值可达1105 A,A项正确;由于闪电前云地间的电场可看作匀强电场,那么根据E=,U=1.0109 V,d=1 000 m,可得E=1.0106 V/m,C项正确。
5、【补偿训练】一台半导体收音机,电池供电的电流是8 mA,也就是说()A.1 h电池供应1 C的电量B.1 000 s电池供应8 C的电量C.1 s电池供应8 C的电量D.1 min电池供应8 C的电量【解析】选B。电池供电的电流I=8 mA,假设电量q=1 C,那么由电流的定义式I=,得到时间t=125 s;假设电量q=8 C,那么时间t=1 000 s,故A、C、D项错误,B项正确。3.某兴趣小组调查一条河流的水质情况,计算结果说明,被污染的河里一分钟内有相当于6 C的正离子和9 C的负离子向下游流去,那么取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是() A顺流而下 A顺流而下 A逆流而上 A逆
6、流而上【解析】选D。假设正负离子移动方向相反,那么通过横截面的总电荷量是两种离子电荷量绝对值之和,假设正负离子向着同一个方向流动,那么通过横截面的总电荷量等于正负离子的电荷量的代数和,所以在1 min内通过横截面的总电荷量应为q=6 C-9 C=-3 C,所以电流I=0.05 A,方向与河水的流动方向相反,即电流的方向为逆流而上,D正确。4.“氢火焰离子化检测器可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含量,其装置如下图,在氢火焰的作用下,有机物的分子电离为一价正离子和自由电子,而无机物的分子不会电离。设单位时间内有n摩尔被检测气体进入检测器,调节滑动变阻器,使得电流表的示数逐渐变大,直到到达
7、最大值I,求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K是多少。(阿伏加德罗常数为NA,电子的电荷量为e)【解析】电流到达最大值I后,说明电离出来的电子全部到达了阳极,设经过时间t到达极板的电荷量为q,那么q=It,被电离的有机物分子的数目 N=,那么有机物分子占被测气体分子的数目的比值为K=。答案:【补偿训练】有一条长L横截面积为S的银导线,银的密度为,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N,假设导线中每个银原子奉献一个自由电子,电子电量为e,自由电子定向移动的速率为v,那么通过导线的电流为()A.I=B.I=C.I= D.I=【解析】选C。设t时间内通过导体横截面S的电荷量为q,此电荷分布在Svt的
8、体积内,此体积内的银原子数N=nN=N=,由于一个银原子奉献一个电子,所以此体积的电子数也为N,因此t时间内通过导体横截面S的电荷量q=Ne=e,导体中的电流I=。情境:锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。问题:一辆电池容量为120 Ah的电动汽车,平均工作电流是5 A,能连续运行多长时间?【解析】根据I=,得t= h=24 h答案:24 h- 3 -