11.1 电源和电流 同步练习（word版含答案）

1103电源和电流 同步练习
一、单选题
1．已知在20s内通过导线某一横截面的电子数为2×1020个，电子的电荷量为1.6×10-19C，则通过该导线的电流为（　　）
A．0.4A B．0.8A C．1.2A D．1.6A
2．某电解质溶液中，若在2s内共有2×1019个2价正离子和4×1019个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（ ）（e为元电荷，取e=1.6×10-19C）
A．6.4A B．4.8A C．2.4A D．0
3．一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I。已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（　　）
A． B． C． D．
4．随着环境污染越来越严重，国家开始大力推动新能源汽车的发展。镍氢电池具有高容量、大功率、无污染、安全性高等特点，目前被广泛应用在混合动力汽车中。若一节镍氢电池的容量为，则一节镍氢电池放电时能输出的总电荷量为（　　）
A．55C B．1320C C．3300C D．
5．如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，单位长度电荷量为q，当此棒沿轴线方向向右做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流I的大小和方向为（　　）
A．大小为qv，方向向左 B．大小为qv，方向向右
C．大小为qvs，方向向左 D．大小为qvs，方向向右
6．关于电流的方向，下列说法中正确的是
A．在外电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势端
B．在电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D．给电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
7．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
8．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10－16 s，则下列说法正确的是(　　)
①电子绕核运动的等效电流为6.7×10－4 A
②电子绕核运动的等效电流为1.5×103 A
③等效电流的方向与电子的运动方向相反
④等效电流的方向与电子的运动方向相同
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
9．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
10．下列叙述正确的是（ ）
A．导体中电荷运动就形成电流
B．电流是矢量
C．导体中有电流通过时，导体内部场强不为零
D．只有自由电子的定向移动才能形成电流
11．玻璃容器中盛放的是溶液，若在2s内有个离子和个通过一截面，如图所示，其中向右移动，通过这个截面的电流大小和方向是（　　）
A．1.6mA，向右
B．1.6mA，向左
C．0
D．3.2mA，向右
二、解答题
12．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。
有一段金属导体，其电阻率为，长度为，横截面积为S。
（1）当在导体两端施加的恒定电压为U时，求通过导体的电流大小。
（2）若已知导体单位体积内有n个自由电子，电子的质量为m，电荷量为e。当通过导体的电流为I时，请你根据电流的定义，推导其中自由电子定向移动的平均速率。
13．如图所示，医学上心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，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，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15μF，充电至8.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，求：
(1)这次放电有多少电荷量通过人体组织？
(2)这次放电的平均电流大小？
14．一根长为2m横截面积为1.6×10-5m2的铜棒，铜棒的电阻为2.19×10-3，铜棒内的电场强度为2.5×10-2V/m，铜棒内自由电子密度为8.5×1029m-3，电子的电荷量为e=1.6×10-19C。求：
（1）铜棒两端的电压；
（2）通过铜棒的电流；
（3）自由电子定向移动的速率。
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
根据电流的定义可知，电流为
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
根据
可得
故选A。
3．A
【解析】
【详解】
设自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，即
t时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
解得
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
电池放电时输出的电荷量
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
单位体积内的电荷量为，根据电流的微观表达式得
因为电流方向与负电荷定向运动方向相反，所以电流方向为向左。
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
AB.在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，A正确，B错误；
C.电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误；
D.电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【详解】
根据
所以B正确；ACD错误；
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
根据电流的定义式I=q/t得：等效电流为：．故①正确，②错误；等效电流的方向与电子的运动方向相反．故③正确④错误．故A正确，BCD错误；故选A．
9．C
【解析】
【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。
10．C
【解析】
【详解】
导体中电荷发生定向运动时形成电流，选项A错误；电流有大小和方向，但是电流是标量，选项B错误；导体中有电流通过时，说明电荷在电场力的作用下发生了定向移动，此时导体内部场强不为零，选项C正确；正负电荷的定向移动都能形成电流，选项D错误．
11．D
【解析】
【详解】
电流大小
方向向右。
故选D。
12．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）金属导体电阻
当在导体两端施加的恒定电压为U时，通过导体的电流大小
（2）根据电流的定义
自由电子定向移动的平均速率
13．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)根据电容器的定义公式
解得
(2)放电的平均电流
14．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）铜棒内形成的是稳恒的电场，有
（2）根据欧姆定律可知，通过铜棒的电流
（3）设铜导线中自由电子定向移动的速率为，导线中国自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为，则导线的长度为
体积为
在时间内这些电子能通过下一截面，则电流为
所以
将，，，，代入解得