3.1电流同步练习（word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第三册 3.1 电流 同步练习
一、单选题
1．如图所示的电路中，开关闭合后，时间内经过点的电量为。下列说法错误的是（　　）
A．断开时，电源两端的电压为0
B．闭合后，时间内经过点的电量为
C．闭合后，时间内非静电力做的功为
D．闭合后，时间内内电路产生的内能为
2．在下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．电势差 B．电场强度 C．电势能 D．电动势
3．图中钮扣电池的电动势大小是（　　）
A．1.5V B．3.6V C．9V D．12V
4．小明同学家里购买了一款扫地机器人，如图所示，小明同学仔细检查了这款扫地机器人，发现铭牌上标有如下表所示数据，则该扫地机器人（　　）
主机基本参数
产品尺寸 280mm×280mm×75mm
电池 2250mA·h锂电池
质量 0.65kg
无线连接 WiFi智能快述
工作额定电压 8V
工作额定功率 14.4W
A．额定工作电流为1.6A
B．电池充满电后储存的总电荷量为8000C
C．若当剩余电量减少为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后正常工作的时间为1.5h
D．以额定电流工作时每分钟消耗电能为864J
5．对于电动势的定义式的理解正确的是（　　）
A．E与W成正比
B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关
D．W表示非静电力
6．干电池的电动势为1.5V，下列说法正确的是（　　）
A．用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压就是该电池的电动势
B．外电路闭合时，在1s内有1.5J的其他能转化为电能
C．外电路闭合时，在1s内有1.5C的电荷量通过该电池
D．外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池提供1.5J的电能
7．匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为，静电力常量为k，则对应物理量的单位是（　　）
A．欧姆 B．伏特 C．瓦特 D．安培
8．如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功0.5J。则此时该电路中电源电动势E，电源内电压U内，电源端电压U外大小分别为（　　）
A．E=2.5V，U外=0.5V B．E=3V，U外=0.5V
C．E=2.5V，U内=0.5V D．E=3V，U外=2.5V
9．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
10．用比值法定义物理量是物理学中一种常用方法，以下物理量表达式中不属于比值法定义的是（　　）
A．电源电动势E B．导体电阻R
C．电容器的电容C D．电势
11．下列说法中正确的是（　　）
A．导体中正电荷的运动就形成了电流
B．在国际单位制中，电流的单位是安培
C．电流有方向，它是一个矢量
D．任何一个物体，只要其两端电压不为零，就有电流存在
12．一根长为L、横截面积为S、电阻率为的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速度为v，则电子运动时受到的平均阻力大小为（　　）
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．半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流为（　　）
A． B． C． D．
15．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．
二、填空题
16．一个半径为的绝缘圆盘，绕垂直圆盘的转动轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，圆盘边缘上均匀地分布着一圈电荷，电性均为负，单位圆弧上所带的电荷量为，当圆盘转动时，这些电荷所形成的电流大小________，电流的方向为_________。
17．导体中的电流是5μA，那么在3.2s的时间内有________C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于________个电子通过该截面。
18．在导体、导电溶液中，自由电荷的______________ 形成电流。
19．电流：
（1）定义：电荷的___________移动形成电流。
（2）意义：反映了电流的___________程度。
（3）单位：
①国际单位：安培，简称安，符号为A。
②常用单位：毫安mA、微安μA。
③关系：1 mA=___________A；1 μA=___________A。
（4）表达式：。
（5）电流的方向：___________定向移动的方向规定为电流的方向。
三、解答题
20．某电动汽车的容量是94Ah，若以72km/h的速度行驶，大约可以行驶5h，请问该汽车电池以此速度工作的电流大约为多少？电池的续航（充电一次能行驶的路程）是多大？
21．宏观问题是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。
（1）根据电动势的定义，结合能量转化与守恒定律，请证明：电动势在数值上等于内外电路电势降落之和。
（2）如图所示，一段长为L、横截面积为S的圆柱形金属导体，在其两端加上恒定电压，金属导体中产生恒定电流I。已知该金属导体中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m、电荷量为e。请根据电流的定义，求金属导体中自由电子定向移动的平均速率v。
（3）经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，然后与导体中可视为不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导体方向定向移动的速率变为零，然后再加速，再碰撞……，自由电子定向移动的平均速率不随时间变化。金属电阻反映的就是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设自由电子连续两次碰撞的平均时间间隔为t0，碰撞时间不计，不考虑自由电子之间的相互作用力。请根据以上描述构建物理模型，推导金属导体两端电压U的大小和金属导体的电阻R。
22．电击对人的危害，取决于通过人体的电流大小。为了保护用电者的安全，通常在家庭电路中安装一个漏电保护开关。如图所示为电流对人体的影响情况图，根据图中提供的参数，讨论漏电电流多大时漏电保护开关应该开始工作。
23．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？
24．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着电阻为R的矩形线圈，匝数为n，线圈水平边长为L，处于方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场内。重力加速度为g。
（1）当线圈中的电流为I时，在t时间内通过线圈横截面的电荷量q；
（2）当线圈中通过逆时针方向电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。请用n、m、L、I计算出磁感应强度B的表达式；
（3）剪断细线，矩形线圈由静止下落，经一段时间，线圈的上边离开磁感应强度为B1的匀强磁场前瞬间的速度为v。不计空气阻力，求线圈离开磁场前瞬间，感应电流的电功率P。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．断开时，电源两端的电压等于电源的电动势，选项A错误，符合题意；
B．闭合后，时间内经过点的电量等于通过A点的电量，即为，选项B正确，不符合题意；
C．闭合后，时间内非静电力将电量为q的电荷由电源的负极移向正极，则做的功为，选项C正确，不符合题意；
D．闭合后，时间内内电路产生的内能为
选项D正确，不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】
电势差、电势能和电动势等物理量只有大小，没有方向都是标量；电场强度既有大小，也有方向，是矢量。
故选B。
3．B
【详解】
由图中钮扣电池的铭牌可知图中钮扣电池的电动势大小是3.6V，选项B正确，ACD错误；
故选B。
4．D
【详解】
AD．由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为8V，额定功率为14.4W，则额定电流
以额定电流工作时每分钟消耗电能为
故A错误，D正确；
B．根据电池容量2250mA·h知，电量
故B错误；
C．充满电后正常工作的时间为
故C错误。
故选A。
5．C
【详解】
ABC．电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与W、q无关，故AB错误，C正确；
D．公式中W表示非静电力做的功，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压不是该电池的电动势，是路端电压，A错误；
D． 外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池提供的电能为
D正确；
BC．外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池有1.5J的其他能转化为电能，BC错误。
故选D。
7．D
【详解】
由题意，将各物理量的单位代入表达式有
故选D。
8．D
【详解】
电源的电动势为
内电压为
外电压为
故选D。
9．B
【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。
10．C
【详解】
电容C是电容的决定式，不属于比值法定义。
故选C。
11．B
【详解】
A．导体中只有产生电荷的定向移动才能形成电流，故A错误；
B．在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A，故B正确；
C．电流有方向，但电流的计算不能用平行四边形定则，故是标量，故C错误；
D．任何导体，只要其两端电势差不为零，根据公式可知就有电流存在，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
金属棒内的电场类似一个匀强电场，其电场强度大小
由欧姆定律可知，金属棒两端的电压
由电流微观定义式可知
联立解得，金属棒内的电场强度大小为
则电子运动时受到的平均阻力大小为
故选C。
13．A
【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
【详解】
环转动一周的时间为
一周内通过某一截面的电量为Q，则电流为
故选D。
15．A
【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。
16． 顺时针方向
【详解】
[1]设周期为
[2]由于电荷电性为负，所以电流的方向为顺时针方向。
17． 1.6×10 5 1.0×1014
【详解】
[1]由电流的定义式得，3.2s时间内流经导体横截面的电荷量
q=It=5×10 6×3.2C=1.6×10 5C
[2]相当于流经导体截面的电子数
个
18．定向移动
自由电荷的定向移动形成电流。
【详解】
自由电荷的移动不一定形成电流，只有自由电荷的定向移动才能形成电流。
【点睛】
自由电荷只有定向移动才能形成电流。
19． 定向 强弱 10-3 10-6 正电荷
【详解】
略
20．18.8A；360km
【详解】
根据电流的定义式，以72km/h速度行驶时的电流约为
I＝＝A＝18.8A
电池续航
s＝vt＝72×5km＝360km
21．（1）证明见解析；（2）；（3）；
【详解】
（1）电动势的定义式为
根据能量守恒定律，非静电力所做的功W产生的电能等于内，外电路产生的电热，即
又因为
联立以上式子，可得
即有
（2）根据电流的定义，得
故电子定向移动的平均速率
（3）由题意得，电子在电场力的作用下从静止开始做匀加速直线运动，运动时间为，速度变为，然后与粒子发生碰撞，速度减为0。则电子碰撞前瞬间速度为
根据动量定理可得
联立解得
再根据电阻的定义式得
22．0.01A
【详解】
由表中数据知，当通过人体的电流为0.01A时，人就会有痛感，因此，为了保护用电者安全，漏电电流超过0.01A时，漏电保护开关应该开始工作。
23．（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
24．（1）q=It；（2）；（3）
【详解】
（1）根据可得
q=It
（2）设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘内的砝码和线圈的总质量为m2，则由等臂天平的平衡条件得
；
电流方向改变后，同理可得
两式相减得
（3）线圈上边刚离开磁场前产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律得
线圈消耗的电功率为
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页