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
1．1916年，斯泰瓦和托尔曼发现不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯性，自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影响，可等效为自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力”F1，但正离子晶格对自由电子的作用力F2不允许自由电子无限制地增大速度，F1和F2会达到平衡，其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。已知F1与线圈角速度的变化率a成正比，F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。下列说法正确的是（ ）
A．若线圈加速转动，a越小，电流越大，且方向与线圈转动方向相反
B．若线圈加速转动，a越小，电流越小，且方向与线圈转动方向相同
C．若线圈减速转动，a越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同
D．若线圈减速转动，a越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反
2．图中钮扣电池的电动势大小是（　　）
A．1.5V B．3.6V C．9V D．12V
3．在国际单位制中，被选定作为电学物理量基本单位的是（ ）
A．A B．C C．T D．W
4．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＝
5．某电路中有一块锂电池，在电路闭合后，电池内部锂离子（）从负极向正极运动，下面说法正确的是（　　）
A．电池正在充电 B．电池正在放电
C．电势能逐渐减少 D．电池内部电场力对做正功
6．某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于的正离子和的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是（　　）
A．顺流而下 B．顺流而下
C．逆流而上 D．逆流而上
7．某次闪电击中了一棵大树，某瞬间在树周围地面的电势分布情况如下方的俯视图.A、B两车按图中方式停放在树下，若车的橡胶轮胎始终对地绝缘.则下列相关说法正确的是（　　）
A．由右图可知，本次闪电地面电流的方向是大树流向小车
B．由右图可知，本次闪电电流的方向是由云层流向被击中的大树
C．B车右侧车轮处的电势比左侧车轮处的电势高
D．B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压大
8．下列关于电动势的说法中正确的是（　　）
A．电动势就是电势差，也叫电压，单位是V
B．电动势大的电源做功一定多
C．电动势大的电源做功一定快
D．电动势的大小等于电路中通过单位电荷时电源所提供的电能
9．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
10．横截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当三个参量中一个或两个变化时，不影响自由电子定向移动的平均速率是（　　）
A．电压U B．直径d C．长度L D．长度L和直径d
11．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
12．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
13．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
14．能源问题是当今最热门的话题之一，开发与利用新能源是科学家们奋斗的目标，为此，有人将目标瞄向了闪电。现在我们将闪电的模型简化如下：闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带正电，顶部带负电，云层下的地面带负电。当电场强度增大到足以击穿空气时，发生短时放电现象，形成闪电。把放电电流看作时间的函数，其图象如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（ ）
A．一次闪电释放的总电荷量为50C
B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为50kA
C．一次闪电释放的能量为
D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为
15．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．
二、填空题
16．在正常工作的闭合电路中，静电力对做定向运动的电子做_______（填“正”或“负”） 功，使电子向电势_______（填“升高”或“降低”）的方向运动，电子的电势能_______（填“升高”或“降低”）；非静电力对做定向运动的电子做_______（填“正”或“负”） 功，使电子向电势______（填“升高”或“降低”）的方向运动，电子的电势能_______（填“升高”或“降低”）.
17．原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流是______。
18．电源的作用： 保持导体两端的_______，使电路有持续的________。
19．一号干电池的电动势大小是______，五号干电池的电动势大小是______。
三、解答题
20．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，则电流是多少？
21．一条导线中的电流为，在内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
22．如何区别电动势、电势差和电压这三个概念？
23．根据原子核式结构模型，氢原子中的电子绕核做匀速圆周运动。已知电子的电荷量，电子质量，原子半径r取。则：
(1)电子做匀速圆周运动的速度是多少？
(2)电子做匀速圆周运动的频率是多少？
(3)电子做匀速圆周运动的动能是多少？
(4)电子绕核运动的等效电流是多少？
24．一段横截面积为S的粗细均匀的金属导线，单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。按照经典理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场（可通过加电压实现）的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（假定电子沿电流方向做匀加速直线运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用L表示。请从宏观和微观相联系的角度，结合能量转化的相关规律，求金属导体的电阻率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．若线圈加速转动，由于惯性，自由电子相对正离子晶格方向与线圈转动方向相反的方向转动，电流方向与电子相对运动方向相反，即与线圈转动方向相同，F1与线圈角速度的变化率a成正比，F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比，a越小，F1越小，F1与F2会达到平衡，F1越小，F2越小，自由电子相对正离子晶格的速度越小，电流越小，A错误，B正确；
CD．若线圈减速转动，由于惯性，自由电子相对正离子晶格方向与线圈转动方向相同的方向转动，电流方向与电子相对运动方向相反，即与线圈转动方向相同，F1与线圈角速度的变化率a成正比，F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比，a越大，F1越大，F1与F2会达到平衡，F1越大，F2越大，自由电子相对正离子晶格的速度越大，电流越大，CD错误。
故选B。
2．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。
3．A
【详解】
在国际单位制中，被选定作为电学物理量基本单位的是电流的单位安培A。
故选A。
4．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。
5．B
【详解】
A B．由于电路是闭合的，在电池内部，正电荷从负极到正极运动，则电池外部电流方向是从正极到负极，表明电池正在放电，B正确，A错误；
C．越靠近正极电势越高，正电荷电势能越大，C错误
D．在向正极运动过程中所受电场力方向指向负极，电场力对做负功，D错误。
故选B。
6．D
【详解】
在内通过横截面的总电荷量应为
所以电流
方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，ABC错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AB．由右图可知，本次闪电是由空中云层向大树放电产生的，放电时有自由电子向大树转移，所以电流的方向应是由被击中的大树流向云层流，地面电流由高电势流向低电势，因此是小车流向大树，AB错误；
C．由右图可知，虚线圆是等势线，由大树向小车方向电势逐渐升高，因此B车右侧车轮处的电势比左侧车轮处的电势高，C正确；
D． B车左侧两轮的电势相等， A车左侧前轮电势比后轮电势低，所以B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压小，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．电动势是用来描述电源把其他形式的能转化为电能的本领，其大小只取决于电源本身的性质，与外电路无关，而电势差是由电源和外电路共同决定的，并不是不变的，A错误；
B．电源的电动势大，不一定做功就多，还有可能不做功，如电源没有接入外电路时做功为零，B错误；
C．电源做功的快慢不仅仅由电动势决定，而是与通过电源的电流的大小来共同决定的，即
C错误；
D．电动势的大小等于在电源内部移动单位正电荷所做的功，即电源向外所提供的能量，D正确。
故选D。
9．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。
10．B
【详解】
A．电压U变化时，由欧姆定律得知，电流变化，由电流的微观表达式
得知，自由电子定向运动的平均速率v变化，A错误；
B．导线横截面的直径d，由
则有
由电阻定律得
电流
解得
得知，自由电子定向运动的平均速率v不变，B正确；
CD．导线长度L变化，由电阻定律得知，电阻变化，电流变化，则由电流的微观表达式
得知，自由电子定向运动的平均速率v变化，C错误。
故选B。
11．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。
12．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。
13．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。
14．B
【详解】
A．根据电流的定义式可知，图象与时间轴围成图形的面积表示电荷量，故一次闪电释放的总电荷量为
A错误；
B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为
B正确；
C．根据
代入数据可得
C错误；
D．全年闪电放出的总能量为
D错误。
故选B。
15．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。
16． 正 升高 降低 正 降低 升高
【详解】
[1][2][3][4][5][6] 在正常工作的闭合电路中，静电力对做定向运动的电子做正功，使电子向电势升高的方向运动，电子的电势能降低，根据电动势定义可知，非静电力对做定向运动的电子做正功，使电子向电势降低的方向运动，电子的电势能升高。
17．
【详解】
由题，电子圆周运动的速率为v，半径为r，则电子运动的周期
根据电流的定义式得到，等效电流为
18． 电压 电流
【详解】
[1][2]电源的作用是使电路两端存在电压，电压是使电荷定向移动的原因，即使电路中有持续电流。
19． 1.5V 1.5V
【详解】
[1][2]一号干电池的电动势大小是1.5V，五号干电池的电动势大小是1.5V。
20．0.3A
【详解】
由电流的定义式可知，电流为
21．(1)；(2)个
【详解】
通过横截面的电荷量为
通过横截面的电子数为
个
22．见解析
【详解】
电动势是电源特性的物理量，与外界接入的部件没有任何关系，一般来讲，电源电动势是不会改变的；
电势差是线路中两点的电势之差，跟相对高度是一个道理；
电压就是电势差，两个点之间有了电势的差值就有电压，但电势差比较宽泛一些。
23．(1)；(2)；(3)；(4)
【详解】
(1)电子做匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供的，即
所以
(2)电子做匀速圆周运动的频率
(3)电子的动能
(4)电子绕核运动的等效电流
24．
【详解】
设长度为自由程的导体两端的电压为U，则根据欧姆定律得到，电阻
根据电阻定律得
导体中电流的微观表达式
I=neSv
在自由程内，电子在电场力作用作用下，速度从0加速到v′，由动能定理得
又平均速度
联立上述五式得到，金属导体的电阻率
答案第1页，共2页
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