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．老吴在电器商场买了一只手机，说明书上写着最长待机时间为80 h，拆开手机后盖，可以看到手机电池板上的说明如图所示，以下判断电池正确的是（　　）
A．该手机长期待机时消耗的电功率0.0925 W
B．该电池的电动势为4.2 V
C．电池板充满电时的最大电能为7.4 kJ
D．电池板充电效率为70%
2．下列器材中，属于电源的是（　　）
A．验电器 B．电动机 C．干电池 D．电阻箱
3．芜湖市拟于今年在部分公共场所试点配置50台自动体外除颤仪（AED），探索建立市区主要公共场所AED配置工作机制。除颤仪是通过电容器放电时的脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使患者心脏恢复正常跳动的仪器。某除颤仪的电容器电容为10μF，充电后电容器电压为5kV，如果电容器在5.0ms时间内通过人体放电至两极板间电压为0，下列说法正确的是（ ）
A．这次放电有0.05C的电荷通过人体
B．这次放电有0.1C的电荷通过人体
C．放电过程通过人体的平均电流大小为0.5A
D．放电过程通过人体的平均电流大小为1A
4．高铁上有很多地方应用了比较先进的技术，例如受电弓（如图甲）。为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力。如果受电弓升的高度太低，力太小（如图乙3），会增加离线率；如果升的高度太高，力太大（如图乙1），会使滑板和接触线间产生较大的机械磨耗。因此弓网接触压力必须在一定范围内波动。受电弓获得的电流大小随压力的增大而增大，如果受电弓的高度变化，接触网各点对受电弓施加的力不同，从而导致受电弓获得的电流大小随时间发生如图丙中（A）的变化。为保证获得的电流大小稳定（如图丙中的B），受电弓高度变化的图像应该是下列选项中的（　　）
A． B．
C． D．
5．下列关于电流方向的说法中，正确的是（　　）
A．电流的方向规定为自由电子定向移动的方向
B．电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相同
D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相反
6．如图所示，在水平放置的金属导体中，内有的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是（　　）
A． 向右 B． 向左 C． 向右 D． 向左
7．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为，设每承位体移的导线有个自由电子，电子的电荷量为，此时电子的定向移动速率为，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（　　）
A． B． C． D．
8．手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的内通过某一横截面的电荷量为，则电流是（　　）
A． B． C． D．
9．实验表明衰变为时，每分钟会放出750个粒子，若粒子全部沿同一方向定向移动，电子电荷量为。则该衰变过程中形成的电流为（　　）
A． B． C． D．
10．关于电流的方向，下列说法中正确的是
A．在外电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势端
B．在电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D．给电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
11．如图所示，是某实验仪器结构图。下列相关说法正确的是（　　）
A．此仪器可以测量干电池的电动势
B．金属箔张开过程，电场力一定做负功
C．此仪器用来检测物体是否带电
D．两片金属箔张开时，金属箔可能带异种电荷
12．关于电流，下列说法正确的是（　　）
A．金属导体中自由电子定向移动速率增大时，电流变大
B．电流既有大小又有方向，所以是矢量
C．通过导体横截面积的电荷量越多，导体中电流就越大
D．电流的方向就是正电荷定向移动的方向
13．如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是（　　）
A．当n1＝n2时电流强度为零
B．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝
C．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝
D．溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝
14．如图，关于闭合电路，下列说法正确的是（　　）
A．电荷在电源外部受静电力作用而运动，在电源内部受非静电力作用而运动
B．图中a、b两薄层之间所夹的区域是非静电力做功的区域
C．非静电力在单位时间内做功越多，该电源的电动势越大
D．从电源内部测量的铜、锌极板之间的电压称为外电压
15．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
二、填空题
16．如图所示的由伏打电池供电的闭合电路中，沿电流方向电路一周，在___地方电势升高；在___地方电势降低。(选填“a”“r”“b”“R”)
17．电子和质子所带电荷量即为元电荷（用e表示），其电荷量大小为______C。电荷在空间中会激发______，场是物质的另一种客观存在形式。电荷定向移动形成电流，物理学规定______电荷定向移动的方向为电流方向。
18．现有某型号手机电池板上标有“电压：3.7V，容量：”（即假如通过1mA电流，则可维持1380h；通过2mA电流，则可维持690h），若该手机可待机3天．则根据以上数据，计算出这块电池板充电后储存的电能为__________J，该手机待机时的平均功率为_________W．
19．电动势是描述电源这种本领的物理量，它的单位是________，常用干电池两极间的电压大约是___________伏．
三、解答题
20．有一条铜导线，长为L，横截面积为S，通过的电流为I，已知铜的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e，认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求：
（1）铜导线中自由电子定向移动的速率v；
（2）自由电子因定向移动通过该导线需要的时间t。
21．氢原子核外电子在与核的库仑力下做匀速圆周运动，若氢原子核外电子的轨道半径为，电子质量为，电量为，求电子绕核运动的形成的电流的大小。（静电力常量为）
22．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。
23．已知电子质量为，带电荷量为，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流。（静电力常量）
24．真空中，一电子绕固定点电荷+Q做半径为r的匀速圆周运动，设电子等效环形电流为，如图甲所示；带电量均为+Q的点电荷相距r，在它们连线的中垂线上取一点A，A点到两电荷的距离也为r，电子在A点获得一垂直纸面的初速度后可绕两电荷连线的中点O做匀速圆周运动，设电子等效环形电流为，如图乙所示，求与的比值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AB．由图可知，电池的电动势为E=3.7V；充电电压为4.2V；该电源的容量（电量）为q=2000mA h=2000×3.6C=7200C；最长待机时间为80h，则手机长期待机时的电流
手机长期待机时消耗的电功率
故A正确，B错误；
C．电池板充满电时的最大电能
故C错误；
D．给电池板充电的效率除与充电电压有关外，还与充电电流的大小有关，已知充电电压与电池的电动势，不能求出充电的效率，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】
验电器、电动机和电阻箱都不是电源，干电池是电源。
故选C。
3．A
【详解】
AB．电容器充电后带电量为
Q=CU=10×10-6×5000C=0.05C
则这次放电有0.05C的电荷通过人体，A正确，B错误；
CD．放电过程通过人体的平均电流大小为
CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
为了使电流像B图像一样保持稳定，由图A可知，0到时刻的电流过小，应增大高度，时刻电流达到规定值；到时刻的电流过大，应减小高度，到时刻电流过小，应增加高度，时刻最小，从到时刻的电流过小，应增大高度；经过时刻后，是循环往复的，由图可知，ABC错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A B. 物理学中把电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，B正确，A错误；
C. 自由电子带负电，故在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，C错误；
D. 在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，D错误；
故选B。
6．D
【详解】
在水平放置的金属导体中，内有的负电荷向右通过导体某一横截面。电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与定向移动的方向相反，故电流向左。大小
故选D。
7．C
【详解】
AB．通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为单位体积的自由电子数乘以体积，即
AB错误；
CD．根据电流的定义式
则通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为
C正确，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
由
得
故A正确，BCD错误。
故选A。
9．B
【详解】
根据电流的定义式，有
故选B。
10．A
【详解】
AB.在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，A正确，B错误；
C.电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误；
D.电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D错误。
故选A。
11．C
【详解】
A．此仪器不能测量干电池的电动势。A错误；
B．金属箔张开过程，金属箔片间的作用力为斥力，电场力做正功。B错误；
CD．此仪器与检测物体接触，如果检测物体带电，则金属箔片因接触而起电，同电相斥而张开。C正确，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．根据I=nqvS可知，金属导体中自由电子定向移动速率增大时，电流变大，故A正确；
B．电流有方向，但其运算不符合平行四边形定则，故为标量，故B错误；
C．根据电流的定义可知，故电流大小取决于电量与时间的比值，电量多，但如果用时很长，则电流较小，故C错误；
D．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，故D错误。
故选A。
13．D
【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时间内通过通过溶液截面S的电荷量为
则根据电流的定义式可得
ABC错误，D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．电荷在电源外部受静电力作用而运动，在电源内部受非静电力和静电力的合力作用而运动。故A错误；
B．电源在其内部的a、b两个区域依靠非静电力做功，将其他形式的内转化为电能，在中间区域仍然是静电力做功。故B错误；
C．非静电力把单位正电荷从负极移送到正极做功越多，该电源的电动势越大。故C错误；
D．从电源内部测量的铜、锌极板之间的电压称为外电压。故D正确。
故选D。
15．B
【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。
16． a、b R、r
【详解】
在电源内部，两电极附近的接触层a、b为非静电力作用的范围，非静电力移动电荷做功的过程中是把化学能转化为电荷的电势能，正电荷在接触层克服非静电力做功，电势能增大，电势升高，所以沿电流方向电路一周，在a、b地方电势升高；
在电源的内阻r和外电阻R上，电荷移动的过程中是静电力做功，静电力对正电荷做正功，电荷的电势能减小，电势降低，所以沿电流方向电路一周，在R、r地方电势降低。
17． 1.6×10-19C 电场 正
【详解】
[1] 电子和质子带一个单位的元电荷，电量为
[2]电荷周围存在电场，场是物质的另一种客观存在形式；
[3] 物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，与负电荷运动方向相反。
18． 18381.6 0.07
【详解】
[1]电池板充电后储存的电能为：
E=3.7V×1380mA h=3.7V×1.380×3600As=18381.6J
[2]手机待机时的平均功率：
W
19． 伏特（V） 1.5
【详解】
[1]电源是把其它形式的能转化成电能的装置，电动势是描述电源把其它形式的能转化成电能的本领大小，单位是伏特；
[2] 常用干电池两极间的电压大约是1.5V．
20．（1）；（2）
【详解】
（1）根据公式，可得单位体积内自由电子数目为
电流
解得
（2）由题意可知，可得时间为
解得
21．
【详解】
依据题意，库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，即有
由电流的定义式，两式联立解得
22．（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
23．，，，
【详解】
由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核与电子间的库仑引力来提供，根据库仑力提供向心力，即有
得
根据公式可得，其动能为
根据公式，可得运动周期为
电子绕核运动形成的等效电流
24．
【详解】
图甲中，点电荷对电子的引力为
由牛顿第二定律
电子等效环形电流
得
图乙中，两点电荷对电子的引力
做圆周运动半径
由牛顿第二定律
电子等效环形电流
得
所以
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