11.1电源和电流练习（word版含答案）

人教版必修第三册 11.1 电源和电流
一、单选题
1．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
2．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设氢原子核外电子以速率v绕原子核做半径为r的匀速圆周运动，已知电子电荷量为e。其形成环形电流的大小为（　　）
A． B． C． D．
3．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
4．电流传感器可以像电流表一样测量电流，按图甲连接电路，电源用直流，电容器可选几十微法的电解电容器，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示，则有（　　）
A．开关由1掷向2时，流过电阻的电流由流经电阻到
B．开关由1掷向2时，流过电阻的电流由流经电阻到
C．图乙图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量，其值接近
D．图乙图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量，其值接近
5．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．
6．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
7．下列物理量属于标量，且单位属于国际单位制导出单位的是（　　）
A．路程、m B．电势、V C．电流、A D．力、N
8．下列说法中正确的是（　　）
A．导体中电荷运动就形成了电流
B．电流有方向，它是一个矢量
C．在国际单位制中，电流的单位是安培（A）
D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
9．中科院大连化物所开发出了一种基于“微电极-电解质一体化薄膜”新概念的无基底、无固定形状的微型超级电容器。该器件具有超薄器件厚度（37μm）、超柔性、高面积容量（40.8mF/cm2）和高度集成度。将它的面积容量40.8mF/cm2用国际单位制中的基本单位表示，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．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．
11．下列关于电流的说法中，正确的是（　　）
A．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
B．导体中没有电流时，导体内的电荷是静止的
C．导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的
D．电流可能是由正电荷的定向移动形成，也可能是由负电荷的定向移动形成
12．用国际单位制中的基本单位表示电场强度的单位，下列选项正确的是（　　）
A． B． C． D．
13．某电解质溶液内，若在1s内各有 个2价正离子和 个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（　　）
A．6.4 A B．3.2 A C．1.6 A D．0
14．关于电流，下列说法正确的是（　　）
A．电流为矢量，单位为C·s
B．电流为矢量，单位为C/s
C．电流为标量，单位为C·s
D．电流为标量，单位为C/s
15．以下说法正确的是（　　）
A．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量
B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
C．通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
D．由可知，导体电阻和其两端电压成正比，和电流成反比
二、填空题
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，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6m2的导线，那么电路中的电流大小为______A。
18．电荷的__________形成电流，物理学规定_________定向移动的方向为电流的方向。在金属中能够自由移动的是_______。
三、解答题
19．在一段粗细均匀的金属导体两端加上恒定电压U，已知金属导体长为L，电阻率为ρ0，密度为ρ，每摩尔导体中的电子数为n，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，求导体内自由电子的定向移动速率。
20．电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一．电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流．
（1）有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5 cm2，通有电流2 mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5 m/s．已知硅的密度2.4×103 kg/m3，摩尔质量是28．电子的电荷量e=－1.6×10-19 C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023 mol-1．若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？
21．导体中形成电流的原因是什么？假设用多用电表测出电路中通过一个小灯泡的电流为，那么每秒通过灯丝横截面上的电荷量是多少？
22．原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设氢原子的电子在半径为的圆轨道上绕核运动，电子的质量为，电荷量为，静电力常量为，试求等效电流的大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．B
【解析】
【详解】
根据电流的定义
可知环形电流的大小为
故选B。
3．D
【解析】
【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。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当开关S打到1时，电容器的上端接电源的正极，下端接电源的负极，所以当开关S打到2时，电容器对电阻R放电，流过电阻的电流由流经电阻到。所以A正确，B错误；
CD．由电流的定义式可得
则图乙图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量。图中图像与坐标轴围成的面积为小格的格数。按照超过半格算一格，不足半格舍去，则可知总共有38格，一格代表的电量为
则该图像表示的电量为
所以CD错误。
故选A。
5．B
【解析】
【详解】
根据电流的定义式
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
根据
所以B正确；ACD错误；
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
A．路程属于标量，其单位 m 属于国际单位制中的基本单位，故A错误；
B．电势属于标量，其单位 V 属于国际单位制导出单位，故B正确；
C．电流属于标量，但是其单位 A 属于国际单位制中的基本单位，故C错误；
D．力不属于标量，是矢量，其单位 N 属于国际单位制导出单位，故D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
A．导体中只有产生电荷的定向移动才能形成电流，A错误；
B．电流有方向，但其计算不能应用矢量法则，故电流是标量，B错误；
C．在国际单位制中，电流的单位是安培，符号为A，C正确；
D．只有导体其两端电势差不为零，才能形成电流，D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
由单位关系可知面积容量
有
可得
所以
故A正确，BCD错误。
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
电池放电时输出的电荷量
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
A．只有导体才可能产生电流。故A错误；
B．导体中没有电流时，导体内的电荷也是在做无规则的热运动的。故B错误；
C．导体中的电流不一定是自由电子定向移动形成的，也可以是正电荷定向移动形成的，例如电解液导电。故C错误；
D．电流可能是由正电荷的定向移动形成，也可能是由负电荷的定向移动形成，故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据
则单位为，V不是基本单位，A错误；
B．电场强度
则点位为，N、C不是基本单位，B正确
CD．电场强度的单位是
电场强度
则
D错误C正确。
故选C。
13．A
【解析】
【分析】
【详解】
通过截面的电荷量
通过截面的电流
BCD错误，A正确。
故选A。
14．D
【解析】
【详解】
电流强度的运算不符合平行四边形法则，是标量，由 得，电流强度的单位是C/s。
故选D。
15．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．电流既有大小又有方向，但合成与分解不满足平行四边形定则，因此电流是标量，A错误；
B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，B正确；
C．根据电流强度的定义式
可知，单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流强度才会越大，C错误；
D．公式
是电阻的定义式，它是比值定义，导体电阻大小与加在导体两端的电压以及流过导体的电流无关，D错误。
故选B。
16．
【解析】
【详解】
[1]由
解得
[2]由电流定义式得
又
联立解得
17．
【解析】
【分析】
【详解】
[1]每分钟通过的电量为
则电路中的电流为
18． 定向移动 正电荷 电子
【解析】
【详解】
[1]自由电荷的定向移动形成电流
[2]物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
[3]金属导电靠的是自由移动的电子
19．
【解析】
【详解】
设导体的横截面积为S，则导体的电阻为
电流
设导体内自由电子定向移动的速率为v，则时间t内电子定向移动的距离为
取长为x的这段导体，该段导体的质量为
该段导体内的自由电子数为
时间t内通过导体横截面的电量为
电流
联立以上式子解得
20．1×105
【解析】
【详解】
设此半导体单位体积内有n个自由电子，同时也将有n个空穴；以S表示截面积体积，v1，v2分别表示半导体中空穴和自由电子的定向移动速率，I1和I2分别表示半导体中空穴和自由电子形成的电流，则有：
总电流
I=I1+I2
由此可得：
设单位体积内有n个硅原子放出一个自由电子；单位体积内硅原子的个数
则：
，
代入数据解得
=1×10-5
说明每1×105个原子才放出一个自由电子.
【点睛】
解答本题的关键是：要认真研读题目中的关键语句，充分挖掘题目中的隐含条件，利用电流的定义式和微观表达式进行推导计算；同时要充分利用阿伏伽德罗常数的桥梁作用．
21．电荷的定向移动就形成了电流，0.3C
【解析】
【分析】
【详解】
电荷的定向移动就形成了电流；根据电流的定义式可得
22．
【解析】
【分析】
【详解】
电子圆周运动周期为
由牛顿第二定律可得
根据电流定义可得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页