11.1电源和电流 同步练习（word版含答案）

11.1电源和电流
一、选择题（共14题）
1．满足下列哪一个条件，就能产生持续电流（ ）
A．有自由电子
B．导体两端有电压
C．任何物体两端有电压
D．导体两端有持续电压
2．下列各组物理量中全部属于标量的是
A．力、时间 B．电流强度、磁通量
C．电场强度、电势 D．质量、位移
3．下列关于电流的说法正确的是（ ）
A．金属导体中，电流的传导速率就是自由电子定向移动的平均速率
B．导体两端电势差增大时，电流增大，电流的传导速率也增大
C．电路接通后，自由电子由电源出发只要经过一个极短的时间就能到达用电器
D．通电金属导体中，电流的传导速率比自由电子定向移动的平均速率大得多
4．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
5．中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久将成为二三线城市的主要公交用车．这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器”。如图所示，这种电容器安全性高，可反复充、放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大（达到9500F），能够在10s内完成充电，该电容器的电压为2.7V，下列说法正确的是（　　）
A．该“超级电容器”放完电后的电容为零
B．该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大
C．该“超级电容器”从不带电到充满电的平均电流为2565A
D．该“超级电容器”充满电后所带的电荷量为2565C
6．下面是对电源电动势概念的认识，下列说法正确的是
A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化
B．1号干电池比7号干电池体积大，但电动势相同
C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大
D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同
7．有根导线的横截面积为S，已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏伽德罗常数为NA，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动速率为v，则通过电流为（　　）
A． B． C． D．
8．2020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
9．某电解液如果在1s内共有个二价正离子和个二价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是（　　）
A．0 B． C． D．
10．如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设基元电荷为e，以下解释中正确的是（　　）
A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→A
B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消
C．溶液内电流方向从A→B，电流I＝
D．溶液内电流方向A→B，电流I＝
11．横截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当三个参量中一个或两个变化时，不影响自由电子定向移动的平均速率是（　　）
A．电压U B．直径d C．长度L D．长度L和直径d
12．下列物理量是标量的是
A．重力势能 B．加速度 C．电场强度 D．电流强度
13．如图所示，截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是(　　)
A．nSvΔt B．nvΔt C． D．
14．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是　　
A．导体内部的电场强度为零
B．导体是个等势体
C．导体两端有恒定的电压存在
D．通过导体某个截面的电量在任意相等的时间内都相等
二、填空题
15．（1）电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。( )
（2）恒定电场与静电场性质基本相同，两者没有区别。( )
（3）电流的方向与电荷定向移动的方向相同。( )
（4）电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。( )
（5）只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流。( )
16．若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度ω＝________；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I＝________。(已知电子的质量为m，电量为e，静电力常量用k表示)
17．电路中导体截面在10s内通过了5C的负电荷，则导体中电流的大小为______A，方向与电荷运动的方向________（填相同或相反）
18．定义：电源是能不断把___________从正极搬运到负极的装置。
三、综合题
19．在某次闪电中，持续时间为0.005s，所形成的平均电流为6 × 104A，若闪电过程中，流过某横截面积的电荷以0.5A的电流通过电灯，可供电灯照明多长时间？
20．如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。则：
（1）导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t是多少？
（2）导体AD内的自由电荷的总电荷量Q是多少？
（3）这段导体上的电流是多大？
21．导线中的电流是A，导线的横截面积为1mm2。
（1）在1s内，有多少个电子通过导线的横截面？（电子电荷量）
（2）自由电子的平均移动速度是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子）
（3）自由电子沿导线移动1cm，平均需要多长时间？
22．一根长为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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
产生电流的条件：有自由移动的电荷，而不是非得有自由电子，导体两端有电势差，即导体两端有持续电压，故D正确；
综上所述本题答案是：D
2．B
【详解】
力、电场强度和位移都是矢量；而时间、磁通量、电势和质量都是只有大小无方向的物理量，是标量；电流强度虽然有方向，但不满足平行四边形法则，则是标量；故选B.
3．D
【详解】
AB．电荷的定向移动形成电流，电流在金属导体中的传导速率等于光迷，与电流大小无关，AB错误；
C．电路接通后，电路中各处以光速建立电场，使电路中各处的自由电荷几乎同时开始定向移动，并不是自由电荷瞬间从电源运动到用电器，C错误；
D．通电金属导体中自由电子定向移动的平均速率比电流的传导速率（光速）小得多，D正确。
故选D。
4．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。
5．C
【详解】
AB．电容是由电容器本身的性质决定的，与电压和电量无关，故AB错误；
C．由电流的定义式得
故C正确；
D．该“超级电容器”充满电后所带的电荷量为
故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A. 电动势由电源中非静电力的特性所决定，与外电路无关，所以同一电源接入不同的电路，电动势不会改变，故A错误；
B. 电动势由电源中非静电力的特性所决定，跟电源的体积无关，所以虽然1号干电池比7号干电池大，但电动势相同，故B正确；
C. 电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，根据可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移动电荷的多少有关，故C错误；
D. 电动势、电压和电势差物理意义不同，单位相同，故D错误；
7．D
【详解】
设该导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t，对导线进行研究：
导线的体积为
导线的质量为
每个原子只提供一个自由电子，则原子数与自由电子数目相等，则自由电子的数目为
时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
联立可得
故选D。
8．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。
9．C
【详解】
由题，1s内通过截面正离子的电量为
q1=2n1e
负离子的电量绝对值为
q2=2n2e
则电流为
将n1=5×1018个，n2=1.0×1019个，e=1.6×10-19C
代入解得
I=4.8A
故选C。
10．D
【详解】
AB．电荷的定向运动形成电流，正电荷定向运动方向为电流方向，如图所示，溶液中的正离子从A向B运动，负离子从B向A运动，因此电流方向为从A→B，不会相互抵消，故A、B错误；
CD．溶液中的正离子从A向B运动，电流方向为从A→B，电流大小为
故C错误，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．电压U变化时，由欧姆定律得知，电流变化，由电流的微观表达式
得知，自由电子定向运动的平均速率v变化，A错误；
B．导线横截面的直径d，由
则有
由电阻定律得
电流
解得
得知，自由电子定向运动的平均速率v不变，B正确；
CD．导线长度L变化，由电阻定律得知，电阻变化，电流变化，则由电流的微观表达式
得知，自由电子定向运动的平均速率v变化，C错误。
故选B。
12．AD
【详解】
A. 重力势能只有大小，没有方向，是标量，故A正确．
B. 加速度有大小，有方向，合成时遵循矢量运算，是矢量，故B错误；
C. 电场强度有大小，有方向，合成时遵循矢量运算，是矢量，故C错误
D. 电流强度有大小，有方向，合成时遵循代算运算，是标量，故D正确．
13．AC
【详解】
电流，则时间内通过导线横截面的电量为：，则在时间内通过导线横截面的电子数为：，根据电流的微观表达式为：I=nevS，则有：，故选AC．
14．CD
【详解】
A、由题，导体通有恒定电流，导体内部就建立了恒定电场，场强不为零，故A错误；
B、顺着电流方向，电势逐渐降低，B错误；
C、产生恒定电流的条件是导体两端存在恒定的电势差，即导体两端有恒定的电压存在，C正确；
D、根据电流的定义式I=q/t，电流I恒定不变，则在任意相等的时间内通过导体某个截面的电量都相等，故D正确．
故选：CD．
15． 正确 错误 错误 正确 错误
【详解】
（1）电源的作用就是将其他形式的能转化为电能,故正确；
（2）静电场：不随时间变化或随时间变化可以忽略不计的电场；
恒定电场：恒定电场是电源两极上带的电荷和导体或其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的，其特点是电场线处处沿着到导体方向，由于电荷的分布是稳定的，（即达到动平衡状态），由这种稳定分布的电荷形成的电场称为恒定电场，它具有和静电场相同的性质，故错误；
（3）规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，故错误；
（4）根据电流的决定式
知电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，故正确；
（5）电流形成的条件：一有电源，二闭合回路，故错误。
16．
【详解】
由
解得
由电流定义式得
又
联立解得
17． 0.5 相反
【详解】
由电流定义式可得电流
物理学中规定，电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，则电流方向与负电荷运动方向相反
18．电子
19．600s
【详解】
该次闪电过程中产生的电荷量为
q = I1t1 = 0.005 × 6.0 × 104C = 0.03 × 104C
若流过电灯，可供照明的时间
t2 = = 600s
20．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t为
（2）导体AD内的自由电荷总数为
总电荷量Q为
（3）此导体上的电流为
21．（1）个；（2）；（3）
【详解】
（1）根据电流的定义式
代入数据得
根据
代入数据得
（2）由公式
得
。
（3）由
得
22．（1）；（2）；（3）
【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
答案第1页，共2页