11-1--电源和电流(分层作业)(人教版2019必修第三册)(解析版).docx

第1节 电源和电流

一、 电源
1．（多选）关于电源的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．电源的作用是保持导体两端的电势差，使电路中有持续的电流
B．电源的作用是将自由电荷从电路一端搬运到另一端
C．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
D．电源的作用是使自由电荷运动起来
【答案】AB
【详解】AB．电源的作用是将自由电荷从外电路的一端搬运到另一端，保持外电路两端有电势差，使电路中有持续的电流，AB正确；
C．导体中本来就有自由电荷，电源的作用不是为电路持续地提供自由电荷，C错误；
D．自由电荷本身也做无规则的运动，电源的作用是保持导体两端有持续的电势差，使自由电荷发生定向移动，从而使电路中产生电流， D错误。
故选AB。
2．（2022·河南·宜阳县第一高级中学高二阶段练习）某手机电池背面印有的一些符号如图所示。已知元电荷e=1.60×10﹣19C，下列说法正确的是（　　）

A．“毫安·时”（mA·h）是电池储存的能量的单位
B．“伏特”（V）是国际单位制中的基本单位
C．若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机100小时
D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为1×1017个
【答案】D
【详解】A．“毫安·时”（mA·h）是指电池放电时能输出的总电荷量，显然不是电池储存的能量的单位，故A错误；
B．“伏特”（V）不是国际单位制中的基本单位，是导出单位，故B错误；
C．根据该手机电池提供的数据可知，若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机时间为

故C错误；
D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为
（个）
故D正确。
故选D。
3．如图是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是（　　）
整车型号
CH830BEV
最大设计总质量
1 800 kg
动力电池容量
60 A·h
驱动电机额定功率
30 kW
驱动电机型号
WXMP30LO
车辆设计代号VIN
LVFAD1A3440000003

A．该电池的容量为60A·h
B．该电池以6A的电流放电，可以工作5h
C．该电池以6A的电流放电，可以工作60h
D．该电池充完电可贮存的电荷量为60C
【答案】A
【详解】ABC．从题图标识牌可知电池的容量为60A·h，即以6A的电流放电可工作10h，A正确，BC错误；
D．该电池充完电可贮存的电荷量，D错误；
故选A。
二、 电流
4．（2020·湖南·新邵县教研室高二期末）关于电流，下列说法正确的是（　　）
A．根据可知，I与q一定成正比
B．习惯上规定电荷定向移动的方向为电流的方向
C．因为电流有方向，所以电流是矢量
D．在国际单位制中，电流的单位是“安培”
【答案】D
详解】A．是电流的定义式，采用的是比值法定义，不能说I与q成正比，选项A错误；
B．习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，选项B错误；
C．虽然电流有方向，但电流是标量，其运算仍然用代数加减计算，而不是矢量运算的平行四边形法则，选项C错误；
D．在国际单位制中，电流的单位是“安培”，选项D正确。
故选D。
5．（2021·辽宁·高二期末）发电厂一“合闸”，千里之外的用户几乎同时就有了电，人们感叹：“电流的速度好大呀”，关于“电流的速度”，理解正确的是（　　）
A．电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度
B．电流的速度就是电场在电路中传播的速度
C．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
D．在普通电路中，自由电荷定向移动的速度和普通子弹的速度数量级相当
【答案】B
【详解】AB．电流的速度就是电场在电路中传播的速度，等于光速，自由电荷在电路中定向移动的速率很小，电荷在电路中定向移动的速度不是电流的速度，故A错误，B正确；
C．电流的方向是正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向，故C错误；
D．在普通电路中，自由电荷定向移动的速度很小，远小于普通子弹的速度，故D错误。
故选B。
6．（2021·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）如图所示，在水平放置的金属导体中，3s内有12C的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是（　　）

A．0.25A  向左 B．0.25A  向右
C．4.0A   向左 D．4.0A   向右
【答案】C
【详解】在水平放置的金属导体中，3s内有12C的负电荷向右通过导体某一横截面。电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与定向移动的方向相反，故电流向左。大小为

故选C。
7．（2022·浙江·模拟预测）电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。电力系统中，绝缘开关闭合或断开时常常产生高压电强。已知某次电弧在2ms中释放了0.1C电荷量，则这段时间产生的电流为（　　）
A．0.5A B．5A C．50A D．500A
【答案】C
【详解】根据电流的定义式

解得

故选C。
8．（2022·陕西·无高一阶段练习）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。当环中电子以光速的流动而形成10mA的电流时，环中运行的电子数目的数量级为（已知光速，电子电荷量）（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】根据题意可知，电子转动一周的时间为

当环中形成10mA的电流时，由可得，通过横截面的电荷量为

环中运行的电子数目为
个
故ABC错误D正确。
故选D。
9．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有2n个电子到达探测器的阳极，n个二价正离子到达阴极，则探测器电路中的电流为（电子电荷量为e）（　　）
A．0 B．
C． D．
【答案】B
【详解】根据题意可以知道，电离时通过导体截面的电荷量为2ne；由电流公式

得

故选B。
10．如图所示的电解槽中，如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB，那么（　　）

A．正电荷向左移动，负电荷向右移动
B．由于正、负电荷移动方向相反，所以电解槽中无电流
C．4s内通过横截面AB的电荷量为4C
D．电解槽中的电流为2A
【答案】D
【详解】AB．正电荷运动方向与电流方向相同，即向右移动，而负电荷向左移动，故AB错误
CD．4s内通过横截面AB的电荷量

电解槽中的电流

故C错误，D正确。
故选D。
11．（多选）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（　　）

A．nvSΔt B．nvΔt C． D．
【答案】AC
【详解】CD．根据电流的定义式

在△t时间内通过导体横截面的自由电子的电量
q=I△t
则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为

故C正确，D错误；
AB．横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速率为v，则
I=nevS
联立可得
N=nvS△t
故A正确，B错误。
故选AC。

12．电解槽内有二价的电解溶液（正、负离子均为二价），时间内通过溶液内横截面的正离子数是，负离子数是，元电荷为，下列说法正确的是（　　）

A．负离子定向移动形成的电流方向为从A到B
B．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消
C．溶液内电流的方向为从A到B，大小为
D．溶液内电流的方向为从B到A，大小为
【答案】D
【详解】AB．电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正离子定向移动形成电流，方向从B到A，负离子定向移动形成电流方向也从B到A，不会相互抵消，AB错误；
CD．溶液内电流方向从B到A，时间内通过溶液截面的电荷量为

则根据电流的定义式有

C错误，D正确。
故选D。
13．（多选）半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q。现使圆环绕垂直于圆环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则关于由圆环转动产生的等效电流，下列说法正确的是 （　　）
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，则电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环压缩，使环半径减小，则电流将变小
【答案】AB
【详解】截取圆环的任一截面S，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有

又

所以

可知电流的大小只与Q和ω有关。所以当ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍时，电流将变为原来的2倍；当电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，电流也将变为原来的2倍；当ω、Q不变，将橡胶环半径增大或减小时，电流则保持不变。
故选AB。
14．（2021·安徽省宣城中学高二阶段练习）如图，一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零）,经电场加速后形成细柱形质子流，如图所示，假定分布在质子源到靶（图中未画出）之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距L和4L的两处，各取一截面，则在相等时间内穿过两截面的电荷量分别为Q1和Q2，则Q1:Q2为（　　）

A．1：1 B．1:2 C．2：1 D．1：4
【答案】C
【详解】设两处的电流分别为I1，I2，单位体积内的粒子数为n1、n2；则有
I1=n1ev1S
I2=n2ev2S
在L处与4L处的电流相等
I1=I2 
故
n1ev1S =n2ev2S
可得

由动能定理在L处有

解得

由动能定理在4L处有

解得

则有

所以
Q1:Q2=n1e: n2e=2:1
故C正确，ABD错误。

15．（2021·江苏·高考真题）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】根据
Q=CU
可知
∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C
则该过程中跨膜电流的平均值为

故选D。
16．（2015·上海·高考真题）重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5价重离子束，其电流强度为，则在1s内发射的重离子个数为（）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】根据公式，可得在单位时间内发射的粒子的电荷量为，故个数为个，D正确；
17．（2015·安徽·高考真题）一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。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。则金属棒内的电场强度大小为（　　）

A． B． C．ρnev D．
【答案】C
【分析】考查电路和电场知识
【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。