11.1电源和电流综合训练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

11.1电源和电流
一、选择题（共15题）
1．关于电流，下列说法正确的是（ ）
A．根据可知，I与q成正比
B．电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流
C．电流有方向，因此电流是矢量
D．只有正电荷的移动，才能形成电流
2．每分钟有个自由电子通过导线的横截面，导线的横截面积为，电子电荷量为，则该导线中的电流大小是（　　）
A． B． C． D．
3．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
4．2018年11月16日第26届国际计量大会（ CGPM）通过的“修订国际单位制”的决议中，仍保持原7个基本单位，只是更新了其中4个基本单位的定义方法。下列说法正确的是（ ）
A．“牛顿（N）”是国际单位制中的基本单位
B．“电子伏特（eV）”表示的是电压的单位
C．“毫安时（mA．h）”表示的是能量的单位
D．“瓦特（ W）”用国际单位制中的基本单位表示为kg·m2·s-3
5．通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内通过这根导线横截面的自由电子数为（ ）
A．1.0×1017
B．1.0×1018
C．1.0×1019
D．1.0×1020
6．探测放射线的计数管工作时,因为射线使内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流I为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．以下说法正确的是(　　)
A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流
B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
8．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．电势 B．电容 C．电场强度 D．电流强度
9．在图示的导电液体池中，测得在4秒钟内共有8库仑正电荷和8库仑的负电荷沿着相反方向通过池的竖直截面，则电路中电流表指示的读数应为（　　）
A．0 B．2A C．4A D．8A
10．比值定义法描述物理量C的变化快慢一般有两种情况，一种对于时间的变化，另一种对于空间位置的变化。下列组合中，后者物理量不属于前者变化率的是（　　）
A．速度与加速度 B．功与功率
C．动能与合外力 D．电流与电荷量
11．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。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。己知质子流等效电流为I，质子的质量为m，电荷量为e。则质子流单位长度内的质子数n是（　　）
A． B． C． D．
12．经典理论中，氢原子中的电子（电量为1.6×10-19C）在半径为0.53×10-10m的圆形轨道上以6.6×1015Hz的频率运动，则轨道中的电流为（　　）
A．1.06×10-3A B．1.06×10-5A
C．1.06×10-6A D．1.06×104A
13．关于电流，下列说法中正确的是（ ）
A．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷就越多
B．电流越大，自由电子在金属导体中定向移动速率越大
C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动方向
D．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是一个基本单位
14．关于电流，下列说法中正确的是(　　)
A．通过导体截面的电荷量越多，电流越大
B．电路中电流大小与通过截面电荷量q成正比与时间t成反比
C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
D．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
15．关于电源的以下说法，正确的是（　　）
A．电源是使电路中有持续电流的装置
B．电源的作用是在电源内部搬运电荷，从而保持两极之间有稳定的电势差
C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
二、填空题
16．（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。( )
17．某电解槽内，在通电的2s内共有3C的正电荷和3C的负电荷通过槽内某一横截面，则通过电解槽的电流为______A。
18．电源的电动势是反映电源_________的本领的物理量，这个转化过程是通过_______做功来实现。
19．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）
三、综合题
20．水为什么能从水池A流到水池B ？
21．如图所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么：
（1）指出正、负离子定向移动的方向；
（2）电解槽中的电流方向如何？
（3）4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？
（4）电解槽中的电流为多大？
22．根据卢瑟福的原子模型：氢原子中央是一个带正电的核，核外有一个电子绕核做匀速圆周运动。已知轨道半径为r，氢核和电子所带电荷量均为e，电子质量为m，若把电子绕核旋转看作是一种电流，则其电流I为多大？
23．一根长为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．B
【详解】
A．电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，运用比值定义法定义，I与q、t无关，A错误；
B．恒定电流是指电流的大小和方向始终保持不变的电流，B正确；
C．电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量运算满足平行四边形定则，故电流是标量，C错误；
D．正电荷、负电荷定向移动都可以形成电流，D错误；
故选B。
2．B
【详解】
根据电流的定义式
故选B。
3．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。
4．D
【详解】
A．“牛顿（N）”是国际单位制中的导出单位，故A错误；
B．“电子伏特（eV）”是能量的单位，故B错误；
C．根据
可知，毫安时（mA.h）是电量的单位，故C错误；
D．根据功率与功的公式有
结合
则功率的单位用国际单位制基本单位表示为kg m2 s-3，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
由电流的定义：单位时间内通过横截面的电量可得
1.0×1018个
A．1.0×1017，与结论不相符，选项A错误；
B．1.0×1018，与结论相符，选项B正确；
C．1.0×1019 ，与结论不相符，选项C错误；
D．1.0×1020，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
6．A
【详解】
由题意可得，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极可知，
则
由电流公式
可得
BCD错误，A正确。
故选A。
7．B
【详解】
A、要有持续电流必须有持续的电压,A错误；
B、导体中形成电流的原因是导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动,形成电流,B正确；
C、电流的传导速度等于真空中的光速,电子定向移动的速率很小,C错误；
D、在形成电流时自由电子定向移动,但是热运动并没有消失,其实电子仍然做无规则的热运动,D错误．
故选B．
8．C
【详解】
矢量：既有大小又有方向，且合成、分解时满足平衡四边形定则。
A．电势只有大小没有方向，是标量，A错误；
B．电容只有大小没有方向，是标量，B错误；
C．电场强度既有大小又有方向，且合成、分解时满足平衡四边形定则，因此是矢量，C正确；
D，电流强度虽然有大小和方向，但合成、分解时不满足平行四边形定则，因此是标量，D错误。
故选C。
9．C
【详解】
依题意，可知导电液体中正、负离子同时定向移动，则根据电流强度定义，可得
所以，电路中电流表指示的读数应为4A，故选C。
10．D
【详解】
A．根据可知，加速度是速度随时间的变化率，选项A正确；
B．根据可知，功率是功随时间的变化率，选项B正确；
C．根据有
可知合力是动能随位移的变化率，选项C正确；
D．根据可知，电流是电荷量随时间的变化率，选项D错误；
本题选后者物理量不属于前者变化率的，故选D。
11．A
【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
解得
则质子流单位长度内的质子数
故A正确。
故选A。
12．A
【详解】
根据电流的定义可知轨道中的电流
故选A。
13．AD
【详解】
A．由电流的定义可知，单位时间内通过导体横截面的电荷越多电流越大，故A正确；
B．，电流的大小还与横截面积等因素有关，电流越大，自由电子在金属导体中定向移动速率不一定大，B错误；
C． 电流是标量，C错误；
D． 国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是一个基本单位，D正确；
故选AD。
14．CD
【详解】
AC.根据电流的定义式：
可知单位时间内通过导体某横载面的电荷量越多，导体中的电流就越大，而通过导体某一横载面的电荷量越多，电流不一定越多，还与时间有关，故A错误，C正确．
B.公式：
是电流强度的定义式，是q与时间t的比值，不能说电流大小与通过截面电荷量q成正比，与时间t成反比，故B错误；
D.根据电流的形成条件可知，金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的，故D正确．
15．AB
【详解】
A．电源是使电路中有持续电流的装置，故A正确；
B．电源的作用是把电源内部的正电荷从负极不断地搬运到正极，或者把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极间有稳定的电势差，故B正确；
C．只有在有电源的闭合回路中才能形成电流，故C错误；
D．电源是提供电能的装置，不需要外界提供能量，故D错误。
故选AB。
16． 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。
17．3
【详解】
电解槽内正负电荷流向不同，所以根据公式
18． 把其他形式能转化为电能 非静电力
【详解】
电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量；
电动势的转化过程是通过非静电力做功来实现。
19． 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
20．因为水池A比水池B高
21．（1）正离子向右运动，负离子向左运动；（2） 向右；（3）16 C；（4）4 A
【详解】
（1）电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动；
（2）正电荷定向移动的方向为电流方向，则电解槽中的电流方向向右；
（3）通过横截面AB的电荷量为通过横截面AB的正、负电荷电量的和，所以4s内通过横截面AB的电荷量是8C+8C=16C．
（4）由电流强度的定义
22．
【详解】
氢原子核与核外电子间的库仑力提供电子绕核运动的向心力，则
解得
电子绕核运动一周的时间为
将电子绕核运动等效为一环形电流，则
。
23．（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