11.1 电源和电流 同步练习（word版含答案）

11.1 电源和电流
一、单选题
1．下列物理量属于标量的是（　　）
A．位移 B．速度 C．电场强度 D．电流强度
2．关于电流的下列说法中正确的是（　　）
A．因为电流有方向，所以电流是矢量
B．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大
C．通电时间越短，电流越大
D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
3．雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击雷”若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为16C，雷击时放电时间为200μs，则此次雷击时的平均电流为（　　）
A．0.08A B．8×104A C．0.16A D．1.6×104A
4．某导体材料制成的横截面为圆形的导线如图所示，已知该段导线的电阻为R，横截面圆形的半径为r，单位体积内的自由电子个数为n，电子所带电荷量为e．当导线两端所加电压为U时，导体内自由电子定向移动的平均速率为（　　）
A． B． C． D．
5．在溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得内分别有个和个通过溶液内部的横截面，那么通过横截面的电流的大小和方向是（　　）
A．，水平向右 B．，水平向左
C．，水平向右 D．，水平向左
6．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是（　　）
A．溶液内电流方向从B到A；电流为
B．溶液内电流方向从A到B；电流为
C．溶液内电流方向从A到B；电流为
D．溶液内正负离子反方向移动；产生的电流相互抵消
7．关于电流的形成，下列说法正确的是（　　）
A．如果导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有移动
B．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流
C．导体中有电荷运动就形成电流
D．金属导体内的持续的电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
8．A、B两段由不同导体制成的圆柱体如图所示连接，两导体横截面积之比为，两段导体单位长度内的自由电子数相同，导体中的自由电荷均为自由电子。现圆柱体中通入从左向右的恒定电流，则A、B两段导体中自由电子定向移动的速率之比为（　　）
A． B． C． D．
9．2020年，“救命神器”——自动体外除颤仪（AED），被山西省人民政府列为在人流密集场所配置的设备项目之一。AED，是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15μF，充电至3.0kV的电压，如果电容器在0.9ms的时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及放电的平均电流分别为（　　）
A．0.045C，50A B．0.045C，5A
C．45C，5A D．45C，50A
10．如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（　　）
A． B． C． D．
11．电路中每分钟有 60万亿个自由电子通过横截面积为m2的导线，那么电路中的电流是（　　）
A．0.016 A B．0 .16 A C．16 A D．1.6mA
12．如图所示，在水平放置的金属导体中，内有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． 向右 B． 向左 C． 向右 D． 向左
13．一条金属导体中的电流是5 ，那么在3.2 s内通过金属导体横截面定向运动的自由电荷个数是（　　）
A．1×1014个 B．1×1015个 C．2×1014个 D．2×1015个
14．下列关于电流的说法中正确的是（　　）
A．根据，可知I与q成正比
B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一
C．电流既有强弱，又有方向，是矢量
D．如果在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流一定是恒定电流
15．半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流为（　　）
A． B． C． D．
16．电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，m表示电子的质量，k为静电力常量。则（　　）
A．电子运动的速率为
B．电子运动的周期为
C．电子运动形成的电流
D．电子运动形成的电流
二、解答题
17．夏季常有闪电，某次两团乌云放电持续时间t=0.1s，中和的电荷量Q=1.5×104C。两团乌云之间的距离d=30.0m，电势差U=3×107V，放电后电势差变为0。已知两团乌云放电前可看作平行板电容器，乌云之间的电场可以视为匀强电场。求∶
（1）闪电时的平均电流I；
（2）两团乌云构成的电容器的电容C；
（3）放电前两团乌云间匀强电场的电场强度大小E。
18．导线中的电流是、导线的横截面积为。那么
（1）在内，有多少个电子通过导线的横截面（电子电量）？
（2）自由电子的平均移动速率是多大（设导体每立方米内有个自由电子）？
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参考答案
1．D
【详解】
ABC．矢量是既有大小又有方向的物理量，位移、速度、电场强度都是矢量，ABC错误；
D．标量是只有大小没有方向的物理量，电流强度的运算不遵从矢量运算法则，为标量，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．电流有大小和方向，但是标量，因为其合成法则是代数运算法则，而不是矢量合成的平行四边形定则，故A错误；
B．由电流定义式
I=
通过导线截面的电量多，如果时间长，电流不一定大，故B错误；
C．由电流定义式
I=
通电时间越短，如果通过导线截面的电量不是很多，电流不一定大，故C错误；
D．由电流定义式
I=
这是个比值定义式，故单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中电流越大，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
根据
所以B正确；ACD错误；
故选B。
4．D
【详解】
根据欧姆定律可得电流强度
而电流强度的微观表达式为
而
联立可得
故选D。
5．C
【详解】
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，成电流方向从A到B，即水平向右； 2s时间内通过溶液截面的电荷量
则根据电流的定义式
解得
故选C。
6．C
【详解】
电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从A到B，t时间内通过溶液截面S的电荷量为
则根据电流的定义式
故选C。
7．D
【详解】
A．如果导体内没有电流，说明导体内部没有定向移动的电荷，但是导体内仍存在做无规则运动的电荷，故A错误；
B．要使电流持续存在，需要导体内部有可以自由移动的电荷，并且在导体两端存在电压，故B错误；
C．只有电荷定向移动才能形成电流，如果是电荷做无规则的运动，则无法形成电流，故C错误；
D．金属导体内的持续的电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
两圆柱体单位长度内的自由电子数相同，由于两个圆柱体横截面积之比为，因此单位体积内的自由电子数之比为
由于电流相等，因此
得到
故选A。
9．A
【详解】
本次实验通过人体的电荷量
放电的平均电流为
故选A。
10．D
【详解】
质子在电场力作用下加速，加速后的速度为v，根据动能定理，则有
解得
等效电流为I，单位体积的质子数为n，根据微观表达式可得
I=neSv
解得
故选D。
11．B
【详解】
根据电流强度的定义式
可知电路中的电流大小
故选B。
12．D
【详解】
单位时间内通过导体横截面电荷量的多少为电流大小，则电路大小为
以正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的反方向为电流的方向，则电路方向向左。故ABC错误，D正确。
故选D。
13．A
【详解】
根据电流的定义式
可得
通过该截面的自由电荷（自由电子）个数
个
故选项A正确，BCD错误。
故选A。
14．B
【详解】
A．是电流的定义式，不能由此认为I与q成正比，A错误；
B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一，B正确；
C．电流虽然既有强弱，又有方向，但是电流的相加遵从算术加法的法则，所以电流是标量，C错误；
D．恒定电流是大小和方向均保持不变的电流，而在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等的电流不一定是恒定电流，D错误。
故选B。
15．D
【详解】
环转动一周的时间为
一周内通过某一截面的电量为Q，则电流为
故选D。
16．A
【详解】
A．氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力，则有
解得
A正确；
B．电子的运动的周期
B错误；
CD．电子运动形成的电流
CD错误。
故选A。
17．（1） 1.5×105A；（2） 5×10-4F；（3） 1×106V/m
【详解】
（1）由电流的定义式
解得
I=1.5×105A
（2）由电容的定义式
解得
C=5×10-4F
（3）由匀强电场中的电场强度与电势差的关系
解得
E=1×106V/m
18．(1) 6.25×1010个；(2) 7.4×10-13m/s
【详解】
(1)1s内，通过导体横截面的电子数为
（个）
(2)根据电流的微观表达式
I=neSv
代入数据解得自由电子的平均移动速率是
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