11.1电源和电流同步练习（Word版含答案）

11.1 电源和电流 同步练习
一、单选题
1．电脑的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500mA，则以下说法正确的是　　
A．1 s通过电池某一横截面的电荷量为500 C
B．1 s通过电池某一横截面的电荷量为5 C
C．充电过程把其他形式的能转化为电能
D．充电过程把电能转化为其他形式的能
2．有一长方形导体，长a、宽b、高h之比为6∶3∶2，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将AA'、BB'、CC'接在同一恒压电源上时，导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3．则v1：v2：v3为( )
A．6∶3∶2
B．1∶1∶1
C．2∶3∶6
D．1∶2∶3
3．下列说法正确的是
A．电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度定义式为
B．磁感应强度B是矢量，其定义式为
C．电流I是标量，其定义式为I＝neSv
D．电容C是标量，平行板电容器的电容定义式为
4．关于电流强度，下列说法正确的是
A．根据可知，I与t一定成正比
B．根据可知，当电流I一定时，q与t成正比
C．因为电流有方向，所以电流是矢量
D．电流强度的单位是库仑
5．下列物理量是矢量的是（ ）
A．电场强度 B．电流 C．电势能 D．电荷量
6．关于电流的方向，下列叙述中正确的是( )
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
7．在示波管中，电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为（　　）
A．4.8×10－6 A B．3×10－13 A
C．9.6×10－6 A D．3×10－6 A
8．导体的电阻是4Ω，在60s内通过导体横截面的电荷量是240C，这时加在导体两端的电压是（　　）
A．8V B．16V C．20V D．32V
9．某移动电源上的“”标志，反映的物理量是（　　）
A．电能 B．电量
C．电功 D．电功率
10．两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端，如图所示，已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，杆a的电阻大于杆b的电阻，假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子（载流子），当电流达到稳恒时，若a、b内存在电场，则该电场可视为均匀电场，下面结论中正确的是（　　）
A．两杆内的电场强度都等于零
B．两杆内的电场强度都不等于零，且a内的场强大于b内的场强
C．两杆内载流子定向运动的速度一定相等
D．a内载流子定向运动的速度一定大于b内载流子定向运动的速度
11．一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为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，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为( )
A． B． C．neρL D．
12．下列说法中正确的是（ ）
A．导体中只要电荷运动就形成电流 B．在国际单位制中，电流的单位是A
C．电流有方向，它是一个矢量 D．根据，可知I与q成正比
13．下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流越大，表示通过的导体横截面的电荷量越多
B．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量
C．导体中有电流通过时，电子定向移动速率很小
D．在金属导体中，自由电子的无规则热运动就会形成电流
14．下列说法正确的是（　　）
A．电场中电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能越大
B．常见充电宝标有或等，此物理量越大，则充电电流越大
C．电流的微观表达式中的v指的是自由电荷定向移动的速率
D．由得知，导体的电阻与电压成正比，与电流成反比
15．下列关于电流的说法中正确的是
A．导体棒中电子运动的速率越大，电流越大
B．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
C．因为电流既有大小也有方向，所以是矢量
D．闭合回路的导体做切割磁感线的运动就一定有感应电流
16．某导线中的电流是7.5×10–3 A，则通过导线横截面的电荷量为15 C所需要的时间为
A．2.0×104 s B．2.0×106 s
C．2.0×105 s D．2.0×103 s
二、多选题
17．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流．设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核转动，周期为已知电子的电荷量为e、质量为m，静电力常量为k，则其等效电流大小为　　
A．
B．
C．
D．
三、解答题
18．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，其构造原理如图所示，离子源S产生质量为m、电荷量为q、初速度为0的某种正离子，离子经过电压U加速后形成离子流，然后从S1处垂直于磁场进入矩形ABCD区域内的匀强磁场中，运动半周到达记录它的照相底片上的P点，已知P与S1的距离为x，离子形成的等效电流为I。求：
（1）磁场的磁感应强度；
（2）在时间t内到达照相底片P上的离子个数。
19．电路中，每分钟有的电荷流过导线的某一横截面，求：
每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目
流过该导线的电流已知一个电子的带电量为C.
20．如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少个？
21．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）？
22．如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω，在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地（电势为零），求：
（1）圆形线圈中产生的感应电动势；设b端电势为零，求a端的电势φa
（2）在0～4s时间内通过电阻R的电荷量q。
四、填空题
23．(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以某一速率在一圆周轨道上绕核运动，已知运动周期为T，电子的电荷量为e，等效电流为_____。
(2)手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为，在某次接通开关的10s时间内，一节干电池中有_____焦耳化学能转化为电能。
24．在横截面积为0.5 m的电解液中，
（1）若5 s内沿相反方向通过此横截面的正、负离子的电荷量均为5 C ，则电解液中的电流强度为________A，
（2）若5 s内到达阳极的负离子和达到阴极的正离子均为5 C，则电流强度为______A ．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
AB．根据电流与电量的关系式：q=It得：1s通过电池某一横截面的电荷量为：
q=It=1×500×10-3 C=0.5C
故AB错误．
CD．在电池充电过程中，将电能转化为化学能储存起来.故C错误，D正确．
故选D.
2．D
【解析】
【详解】
根据欧姆定律将AA'、BB'、CC'接在同一恒压电源上时，其电流分别为：、、，结合电流的微观表达式：、、
代入数据可以得到：，故选项D正确，选项ABC错误．
【点睛】
本题主要考查电阻定律以及电流的微观表达式的应用问题，注意不同的接法，其导体的长度与横截面积不同．
3．B
【解析】
【详解】
A. 电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度决定式为，故A错误．
B. 磁感应强度B是矢量，其定义式为，故B正确．
C. 电流I是标量，其定义式为，故C错误．
D. 电容C是标量，平行板电容器的电容决定式为，故D错误．
4．B
【解析】
【详解】
A.由电流定义式
可知电流与不会成正比，在电荷量一定时，电流与成反比，故选项A不符合题意；
B.由电流定义式
可知在电流一定时，与成正比，故选项B符合题意；
C.电流有大小，有方向，运算的时候遵守代数运算法则，电流是标量，故选项C不符合题意；
D.电流强度的单位安培，安培是国际单位制中的基本单位之一，故选项D不符合题意．
5．A
【解析】
【详解】
电场强度是即有大小又有方向的物理量，是矢量，电势能、电流、电荷量是只有大小，没有方向的物理量是标量，所以A正确．故选A．
【点睛】即有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量．
6．C
【解析】
【详解】
试题分析：金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，故A错误；在电解质溶液中电流的方向为正离子定向移动的方向，故B错误；不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，C正确；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，D错误．
考点：本题考查了电流的方向的概念
7．A
【解析】
【详解】
每个电子的电荷量大小为e=1.6×10 19C
6×1013个电子总电荷量为
q=6×1013×1.6×10 19C=9.6×10 6C
则示波管中电流大小为
I=A=4.8×10 6A
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
由电流的定义式可得电流强度为
加在导体两端的电压为
U=IR=4×4V=16V
故B正确，ACD错误。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
单位mA h对应的电流与时间的乘积，根据
q=It
可知，单位mA h对应的物理量是电量，故ACD错误，B正确。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．a、b串联接在电源的两端，两杆内部都存在恒定电场，近似看成匀强电场，则场强为
又
得
d、I相等，得，杆a的电阻大于杆b的电阻，则a内的场强大于b内的场强，故B正确，A错误；
CD．根据电流的微观表达式
又单位体积内载流子数目
m是质量，M是摩尔质量，是阿伏伽德罗常数，V是体积，则得
由题意，S、V、e、NA相等，串联时电流I相等，已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，由上式不能确定载流子定向移动速度v的大小，故CD错误。
故选B。
11．A
【解析】
【详解】
ABCD.根据电流的微观表达式可知
由欧姆定律可得
根据电阻定律可得
联立可得
故A正确BCD错误。
故选A。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．导体中只要电荷能定向运动就形成电流，选项A错误；
B．在国际单位制中，电流的单位是A，选项B正确；
C．电流有方向，但它是一个标量，选项C错误；
D．根据I＝q/t，电路中的电流强度用电量与时间的比值来量度，但是与电量和时间无关，选项D错误。
故选B。
13．C
【解析】
【详解】
A．电流大说明单位时间内流过导体横截面的电荷量多，但若不确定时间，则电荷量无法确定，故A错误；
B．电流既有大小又有方向，但电流不是矢量，是标量，因为电流的运算遵守代数加减法则，不是平行四边形定则，故B错误；
C．在电路中电子定向移动速率与电场传导速率不同，电子定向移动速率远小于电场传导速率，故C正确；
D．金属导体中，自由电子定向移动形成了电流，故D错误．
14．C
【解析】
【详解】
A．电场中电势越高的地方，正电荷在那一点具有的电势能越大，负电荷在那一点具有的电势能越小，A错误；
B．常见充电宝标有或等，此物理量越大，则充电宝存储电荷量越大，但放电电流跟容量无必然关系，不一定越大，B错误；
C．电流的微观表达式中的v指的是自由电荷定向移动的速率，C正确；
D．公式是电阻的定义式，可以计算导体电阻的大小，但导体电阻的大小与电压、电流无关，D错误。
故选C。
15．B
【解析】
【详解】
A、由电流的微观表达式：I=nesv，可知v大，不一定电流就大，故A错误；
B、由电流定义式可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量多，导体中的电流就大，故B正确；
C、电流有方向，但电流的计算不适用于平行四边形定则，电流为标量；故C错误；
D、闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，而闭合电路中的磁通量不一定变化，闭合电路中就不一定会有感应电流，故D错误；
故选B．
16．D
【解析】
【详解】
已知电流和电量，则由电流的定义变形后可求得通过15C电量所需要的时间．由I=可知：通过导线横截面的电荷量为15C所需要的时间为
t==2.0×103s
故选D．
【点评】
本题考查电流的定义式的变式计算，属公式的简单应用，注意计算的准确性即可．
17．ABD
【解析】
【详解】
A．根据电流的定义式可得等效电流为
故A正确；
B．电子运动的周期表达式为
根据电流的定义式可得等效电流为
故B正确；
CD．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流，氢原子的电子的速率v，根据库仑力提供向心力
解得
形成的电流为
故C错误，D正确。
故选ABD。
18．(1)B=，方向垂直于纸面向外；(2)
【解析】
【详解】
(1)加速过程中有
qU=mv2
在磁场中偏转过程中有
x=2R
qvB=m
联立上式解得
B=
由左手定则可判断出磁场方向垂直于纸面向外。
(2)时间t内到达照相底片P上的离子个数
n=
根据电流的定义式可得
Q=It
联立可解得
n=。
19．（1）（2）
【解析】
【详解】
（1）每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目为：
个
（2）流过该导线的电流为：
点睛：解决本题时，关键要知道电流的定义式，并要知道电子的电荷量为C.
20．
【解析】
【分析】
【详解】
根据电流的定义式，可得
1 s内通过导体横截面的自由电子数为
联立，可得
21．(1) 6.25×1010个；(2) 7.4×10-13m/s
【解析】
【分析】
【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
22．（1）﹣3V；（2）6C
【解析】
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律可得
E=n
由图乙结合数学知识可得
k=T/s=0.15T/s
解得
E=4.5V
0～4s内磁感应强度增大，圆形线圈内磁通量增加，由楞次定律结合右手定则可得b点电势高，a点电势低，则
UR=IR=1.5×2V=3V
UR=φb﹣φa
φa=-3V
（2）设平均电流强度为，由
在0～4s穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为
ΔΦ=0.6×0.3Wb﹣0=0.18Wb
解得
q=6C
23． 4.5
【解析】
【详解】
(1)[1]根据电流强度定义
由于每隔时间T，就有一个电子通过某个截面，因此等效电流强度
(2)[2]一节干电池的电动势为1.5V，根据能量守恒，化学能转化成电能，最终通过电源对小灯泡做功，由于10s时间内，电源对小灯泡做功
因此有焦耳化学能转化为电能
24． 2 A 1 A
【解析】
【详解】
(1)电解液中电流是由正负离子同时向相反方向定向移动形成的，通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流强度的定义式可得：
I=Qt=（5C+5C）/5s=10/5A=2A，
(2)到达阳极的负离子和到达阴极的正离子均为5C，则实际通过某横截面的电荷量为Q=5C，根据电流强度的定义式可得：I=Q/t=5C/5s=1A
【名师点睛】
电解液中电流是由正负离子同时向相反方向定向移动形成的，通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流的定义式即可求解．
答案第1页，共2页
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