正确率80.0%一根长为$${{L}}$$、横截面积为$${{S}}$$的金属棒,棒内单位体积自由电子数为$${{n}}$$,电子的质量为$${{m}}$$,电荷量为$${{e}}$$。在棒两端加上恒定的电压$${{U}}$$时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为$${{v}}$$,则金属棒材料的电阻率为$${{(}{)}}$$
A.$$\frac{n e v U} {L}$$
B.$$\frac{U} {n e v}$$
C.$$\frac{U L} {n e v}$$
D.$$\frac{U} {n e v L}$$
2、['电流的微观表达式及其应用', '阿伏加德罗常数及其应用', '电源和电流']正确率80.0%有一条长为$${{l}}$$,横截面积为$${{S}}$$的银导线,银的密度为$${{ρ}}$$,银的摩尔质量为$${{M}}$$,阿伏加德罗常数为$${{N}_{A}}$$,若导线中每个银原子贡献一个自由电子,电子电荷量为$${{e}}$$,定向移动的速率为$${{v}}$$,通过导线的电流为$${{(}{)}}$$
A.$$I=\frac{N_{A} e v} {l}$$
B.$$I=\frac{\rho l e S v} {N_{A}}$$
C.$$I=\frac{\rho N_{A} e S v} {M}$$
D.$$I=\frac{M N_{A} e v} {\rho S}$$
3、['电流的微观表达式及其应用', '电源和电流']正确率80.0%横截面积为$${{S}}$$的铜导线,流过的电流为$${{I}}$$,设单位体积的导体中有$${{n}}$$个自由电子,电子的电荷量为$${{e}}$$,此时电子的定向移动的平均速率设为$${{v}}$$,在时间$${{Δ}{t}}$$内,通过导线横截面的自由电子数为$${{(}{)}}$$
A.$$n v S \Delta t$$
B.$$n e v \Delta t$$
C.$$\frac{v I \Delta t} {e}$$
D.$$\frac{I \Delta t} {e s}$$
4、['电容', '电流的微观表达式及其应用', '静电力做功与电势差的关系', '电动势的定义式、单位、物理意义及决定因素']正确率40.0%下面对一些概念及公式的理解,其中正确的是()
D
A.根据电容的定义式$$C=\frac{Q} {U}$$可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
B.只要将导体置于电场中,导体中就有持续电流
C.当干电池没有接入电路中时,电池内没有电荷流动,所以电池此时电动势为$${{0}}$$
D.带电荷量为$${{1}}$$$${{C}}$$的负电荷,从$${{A}}$$点移动到$${{B}}$$点克服电场力做功为$${{1}}$$$${{J}}$$,则$$U_{A B}=1$$$${{V}}$$
5、['电流的微观表达式及其应用', '电流的定义式理解及应用']正确率60.0%如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为$${{S}}$$,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为$${{q}}$$.则当该棒沿轴线方向做速度为$${{v}}$$的匀速直线运动时,形成的等效电流为()
A
A.$${{q}{v}}$$
B.$$\frac{q} {v}$$
C.$${{q}{v}{S}}$$
D.$$\frac{q v} {S}$$
6、['电流的微观表达式及其应用', '电流的定义式理解及应用']正确率60.0%有一条横截面积为$${{s}}$$的导体,导体中自由电子定向移动的速率$${{v}}$$,导体单位体积内的自由电子数为$${{n}}$$,电子的电量$${{e}}$$,求通过的电流$${{I}{=}{(}{)}}$$
D
A.$${{e}{s}{v}}$$
B.$${{e}{n}{v}}$$
C.$${{n}{s}{v}}$$
D.$${{e}{n}{s}{v}}$$
7、['电流的微观表达式及其应用', '欧姆定律适用条件及其计算', '电流的定义式理解及应用']正确率40.0%导体中的电流是这样产生的:当在一根长度为$${{L}{、}}$$横断面积为$${{S}}$$,单位体积内自由电荷数为$${{n}}$$的均匀导体两端加上电压$${{U}}$$,导体中出现一个匀强电场,导体内的自由电子$${{(}{−}{e}{)}}$$受匀强电场的电场力作用而加速,同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍,这样边反复碰撞边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率$${{v}}$$成正比,即可以表示为$${{k}{v}{(}{k}}$$是常数$${{)}}$$,当电子所受电场力与阻力大小相等时,导体中形成了恒定电流,则该导体的电阻是$${{(}{)}}$$
A
A.$$\frac{K L} {e^{2} n S}$$
B.$$\frac{k S} {e^{2} n L}$$
C.$$\frac{k} {e^{2} n L S}$$
D.$$\frac{K L} {e n S}$$
8、['电流的微观表达式及其应用', '霍尔元件', '霍尔效应', '洛伦兹力的计算', '洛伦兹力的方向判断']正确率40.0%利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图甲所示是霍尔元件的工作原理示意图,实验表明,铜以及大多数金属的载流子是带负电荷的电子,但锌中的载流子带的却是正电。自行车的速度计的工作原理主要依靠的就是安装在自行车前轮上的一块磁铁,轮子每转一周,这块磁铁就靠近霍尔传感器一次,这样便可测出某段时间内的脉冲数。若自行车前轮的半径为$${{R}{、}}$$磁铁到轴的距离为$${{r}}$$,下列说法不正确的是$${{(}{)}}$$
C
A.若霍尔元件材料使用的是锌,通入如图甲所示的电流后,$${{C}}$$端电势高于$${{D}}$$端电势
B.当磁铁从如图乙所示的位置逐渐靠近霍尔传感器的过程中,$${{C}{、}{D}}$$间的电势差越来越大
C.若自行车骑行过程中单位时间测得的脉冲数为$${{N}}$$,此时的骑行速度为$${{2}{π}{N}{r}}$$
D.由于前轮漏气,导致前轮半径比录入速度计中的参数偏小,则速度计测得的骑行速度偏大
9、['匀强电场中电势差与电场强度的关系', '电流的微观表达式及其应用', '闭合电路欧姆定律内容、表达式、及其能量分析']正确率40.0%两根不同的金属导体制成长度相等$${、}$$
B
A.两杆内的电场强度都等于零
B.两杆内电场强度都不等于零,且$${{a}}$$内的电场强度大于$${{b}}$$内的电场强度
C.两杆内自由电子定向移动的速率一定相等
D.$${{a}}$$杆内自由电子定向移动的速率一定大于$${{b}}$$杆内自由电子定向移动的速率
10、['电流的微观表达式及其应用', '欧姆定律适用条件及其计算', '电阻定律', '电源和电流']正确率0.0%一根长为$${{L}}$$、横截面半径为$${{r}}$$的金属棒,其材料的电阻率为$${{ρ}}$$,金属棒内单位体积自由电子数为$${{n}}$$,电子的电荷量为$${{e}}$$。在棒两端加上恒定的电压$${{U}}$$时,金属棒内产生电流。下列说法错误的是$${{(}{)}}$$
A.金属棒的电阻$$R=\frac{\rho L} {\pi r^{2}}$$
B.通过金属棒的电流$$I=\frac{U \pi r} {\rho L}$$
C.金属棒内部的电场大小$$E=\frac{U} {L}$$
D.自由电子定向运动的平均速率$$v=\frac{U} {\rho L n e}$$
1. 题目要求计算金属棒的电阻率 $$ρ$$。根据欧姆定律和电阻公式:
$$I = \frac{U}{R}$$,电阻 $$R = \frac{ρL}{S}$$,电流 $$I = n e v S$$。
联立得:$$n e v S = \frac{U S}{ρL}$$,解得 $$ρ = \frac{U}{n e v L}$$。
正确答案为 D。
2. 题目要求计算导线中的电流 $$I$$。自由电子数密度 $$n = \frac{ρ N_A}{M}$$,电流 $$I = n e v S = \frac{ρ N_A e v S}{M}$$。
正确答案为 C。
3. 题目要求计算时间 $$Δt$$ 内通过横截面的自由电子数。电流 $$I = n e v S$$,电子数 $$N = \frac{I Δt}{e} = n v S Δt$$。
正确答案为 A。
4. 选项分析:
A. 错误,电容 $$C$$ 由电容器本身决定,与 $$Q$$ 和 $$U$$ 无关;
B. 错误,导体中需有闭合回路才能形成持续电流;
C. 错误,电动势是电源特性,与是否接入电路无关;
D. 正确,$$U_{AB} = \frac{W}{q} = \frac{-1}{-1} = 1$$ V。
正确答案为 D。
5. 橡胶棒单位长度电荷量为 $$q$$,运动时等效电流 $$I = q v$$。
正确答案为 A。
6. 电流 $$I = n e v S$$。
正确答案为 D。
7. 电子受力平衡时 $$e E = k v$$,电场 $$E = \frac{U}{L}$$,电流 $$I = n e v S$$,电阻 $$R = \frac{U}{I} = \frac{k L}{e^2 n S}$$。
正确答案为 A。
8. 选项分析:
A. 正确,锌载流子为正电荷,$$C$$ 端电势高;
B. 正确,磁铁靠近时磁场增强,电势差增大;
C. 错误,骑行速度应为 $$2π r N$$;
D. 正确,半径偏小会导致测速偏大。
不正确的选项为 C。
9. 两杆并联,电压相同,电场强度 $$E = \frac{U}{L}$$ 相同。自由电子速率 $$v = \frac{I}{n e S}$$,电阻率不同导致速率不同。
正确答案为 D。
10. 选项分析:
A. 正确,电阻 $$R = \frac{ρL}{π r^2}$$;
B. 错误,电流应为 $$I = \frac{U π r^2}{ρL}$$;
C. 正确,均匀电场 $$E = \frac{U}{L}$$;
D. 正确,速率 $$v = \frac{U}{ρ L n e}$$。
错误的选项为 B。