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．下列有关电动势的说法正确的是（　　）
A．电动势是一种非静电力
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势的大小由电源本身性质决定
D．非静电力做功越多，电源的电动势就越大
2．某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机（　　）
HUAWEI
手机类型 智能手机、4G手机……
屏幕分辨率 像素（FHD）
电池容量
电池类型 不可拆卸式电池
……
待机时间 22d
充电限制电压 4.35V
……
A．电池的电动势为 B．电池能提供的电能为
C．待机电流约 D．电池充满电后以的电流工作时，可连续工作
3．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．时间 B．电流 C．速率 D．电场强度
4．小明同学在学习磁感应强度（I与B垂直）的定义式后，发现以下表达式中有一个不是物理量的定义式，它是（　　）
A．电流 B．电容
C．电动势 D．电场强度
5．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＝
6．关于电流，下列说法中正确的是（　　）
A．导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率
B．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位
C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷的定向移动方向
D．电流越大，通过导体某横截面积的电荷量越多
7．下列说法正确的是（　　）
A．导体中电流的方向就是电荷定向移动的方向
B．导体中电流一定是自由电子定向移动形成的
C．产生电流的条件是导体两端存在电压
D．通过导体横截面的电量越多，电流强度一定越大
8．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
9．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
10．某手机只播放视频，可以播放约17小时，其说明书的部分内容如右表所示，关于该手机，下列说法正确的是（　　）
……
手机类型 智能手机、4G手机
屏幕分辨率 1990×1080像素
电池容量 4000mA·h
电池类型 不可拆卸式电池
待机时间 约22天
……
A．充满电时电池可储存的最大能量为4J
B．放电时电池可输出的最大电荷量为4C
C．播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的1.3倍
D．播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的30倍
11．一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I。已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（　　）
A． B． C． D．
12．下列各组物理量中，全部都是矢量的是（　　）
A．力 速率 B．功 路程 C．加速度 位移 D．动能 电流
13．满足下面哪一个条件，就能产生持续电流（　　）
A．有自由电子 B．导体两端有电压
C．任何物体两端有电 D．导体两端有恒定电压
14．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．
15．现今生活，人们出行时会随身携带多种电子设备，而移动电源能够满足人们随时随地充电的需求，深受人们的喜爱。下列关于电源的说法正确的是（ ）
A．电源的作用是使正极聚集负电荷，负极聚集正电荷，以持续对外供电
B．在电源外部，电流是从电源的负极流向正极
C．有电源，电路中一定有持续的电流
D．电源是将其他形式的能转化为电能的装置
二、填空题
16．在国际单位制中，电流的单位是______，符号是______。
17．蓄电池充电后如果不用，储存的电能也会逐渐丢失，图是某蓄电池的剩余电能随着储存时间变化的曲线．由图可知：
（1）电池储存的电能随着时间的增加而________．
（2）在相同的储存时间内，温度越低储存效果越________．
18．电动势在数值上等于非静电力把的______（选填“正”或“负”）电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，它的单位是______。电动势的大小也等于电源没有接入电路时，______。
19．电动势的定义：非静电力把正电荷从___________________所做的功跟搬运的_______的比值叫做电源的电动势。电动势的物理意义：____________________________
三、解答题
20．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。
（1）该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率恒为v。
① 求导线中的电流I；
②为了更精细地描述电流的分布情况，引入了电流面密度j，电流面密度被定义为单位面积的电流强度，求电流面密度j的表达式；
③经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型，求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。
（2*）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动，从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动，由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力，所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足（1）问中的规律，求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动（减速时间可忽略不计）之后，通过线圈导线横截面的电荷量Q。
21．一段铜导线与MgCl2溶液串联在恒定电压源两端，在MgCl2溶液中，阴、阳离子定向移动产生电流，测得20秒内有1.0×1018个Mg2＋和2.0×1018个Cl－通过溶液内部某一横截面．铜导线的直径为2mm，单位体积内自由电子的个数为8.4×1028个．π≈3，元电荷e＝1.6×10－19C．求：
(1)通过铜导线的电流大小；
(2)铜导线内自由电子定向移动的速率(计算结果保留1位有效数字)．
22．将电动势为3V的电源接入电路中，测得两极间的电压为2.4V，则：
(1)当电路中有40J其他形式的能转化为电能时，电路中通过的电荷量是多少？
(2)当外电路中有30J的电能转化为其他形式的能时，电源内部有多少电能转化为其他形式的能？
23．如图甲所示，一正方形线圈的匝数为240匝，边长为a=0.5 m，对应的总电阻为2Ω，电阻R=1Ω并通过导线与线圈相连，线圈平面与匀强磁场垂直且固定，且一半处在磁场中，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化的关系如图乙所示，求：
（1）判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；
（2）6s内通过电阻R的电荷量；
（3）t=4s时线圈受到的安培力。
24．日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样．
（1）如果把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？
（2）是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A. 电动势不是非静电力，电动势的单位是V，非静电力的单位是N，A错误；
B. 电动势不是电源两极间的电压，电动势的大小不随着外电路变化，两极间的电压随着外电路变化，B错误；
C. 电动势的大小由电源本身性质决定，与外电路无关，C正确；
D.电源的电动势的大小与非静电力移动单位正电荷从负极到正极有关，做功越多越大，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．4.35V为充电的电压，不是该电池的电动势，故A错误；
B．为电量的的单位，所以表示该电池提供的电量，故B错误；
C．由
代入数据得
故C正确；
D．由
得
故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
时间和速率都是只有大小无方向的物理量，是标量；电流虽有大小和方向，但是电流的合成不遵循平行四边形定则，则电流是标量；只有电场强度既有大小又有方向，是矢量。
故选D。
4．A
【详解】
A.欧姆定律
电流I与电压U正比，与R成反比，不是比值定义法，故A正确；
B．电容C 反映电容器容纳电荷的本领大小，与Q、U 无关，采用的是比值定义法，故B错误；
C．电动势E反映的是电源储存电能本领强弱的物理量，与W、q无关，采用的是比值定义法，故C错误；
D．电场强度E是描述电场本身性质的物理量，与F、q 无关，采用的是比值定义法，故D错误；
故选A。
5．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。
6．B
【详解】
A．导线内自由电子的定向移动速率远小于电流的传导速率，选项A错误；
B．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位，选项B正确；
C．电流是一个标量，其方向是正电荷的定向移动方向，选项C错误；
D．电流越大，单位时间内通过导体某横截面积的电荷量越多，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．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A错误；
B．电荷的定向移动形成电流，定向移动的可以是正电荷，也可以是负电荷，还可能是正、负电荷向相反方向定向移动形成的，故B错误；
C．导体中产生电流的条件是导体两端存在电压，故C正确；
D．根据电流强度的定义式
可知，这是比值定义法，电流与电量无关，故D错误。
故选C。
8．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。
9．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。
10．D
【详解】
A．无法求出充满电时电池可储存的最大能量，A错误；
B．放电时电池可输出的最大电荷量为
B错误；
CD．播放视频时平均电流约为
待机状态平均电流为
电流之比为
C错误，D正确。
故选D。
11．A
【详解】
设自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，即
t时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
解得
故选A。
12．C
【详解】
A．力既有大小又有方向是矢量，速率只有大小没有方向是标量，故A错误；
B．功和路程只有大小没有方向是标量，故B错误；
C．加速度和位移既有大小又有方向是矢量，故C正确；
D．动能和电流是只有大小没有方向是标量，故D错误。
故选C。
13．D
【详解】
要想产生持续的电流必须要满足两个条件，即有自由电子和有恒定的电压；
A．导体有能自由移动的电荷，不一定能形成电流，导体两端还要存在电压才产生电流。故A错误。
BD．导体两端有电压，则一定能形成电流，但若不是恒定电压，则不会形成持续电流；故B正确，D正确；
C．若物体是绝缘体，则有电压时也不会导电；故C错误；
故选D。
14．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。
15．D
【详解】
A．电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，故A错误；
B．在电源外部，电流是从电源的正极流向负极，故B错误；
C．电路中有持续电流的条件是有电源和通路，有电源不一定有持续的电流，故C错误；
D．从能量转化的角度看，电源是将其它形式的能转化为电能的装置，故D正确。
故选D。
16． 安培 A
【详解】
略
17． 减少 好
【详解】
（1）[1]．由图像可知，电池储存的电能随着时间的增加而减小．
（2）[2]．在相同的储存时间内，温度越低储存效果越好．
18． 正 V 电源两极间的电压
【详解】
[1][2]电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，它的单位是V；
[3]电动势的大小也等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。
19． 负极搬运到正极 电荷量 表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱
电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与外电路的结构无关。电源的电动势在数值上等于内、外电压之和。
【详解】
[1][2][3]电动势的定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟搬运的电荷量的比值叫做电源的电动势。电动势的物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱。
20．（1）① ；②；③ （2）
【详解】
（1）①导线中的电流
；
②电流面密度
；
③取长度为L一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，即
而
联立解得

（2）设线圈经过时间 t停止运动，则对内部的粒子，由动量定理：
其中
则
；
而
联立可得
21．（1）0.032A （2）8×10-7m/s
(1)由离子的带电量可求得通过截面的总电量，再由电流的定义可求得电流强度的大小；
(2)结合电流的微观表达式即可求出．
【详解】
（1）由题意可知，流过截面上的电量为：
解得：
则电流强度为：
（2）铜导线的横截面积为：
电流的微观表达式为：
联立可得：
【点睛】
本题考查电流的定义，要注意明确当同时有正负电荷通过时，电量为正负电荷电荷量绝对值的和．
22．（1） （2）7.5J
【详解】
(1)由电动势的定义式可知：
可得：
(2)由：
可得：
由能量守恒定律得：
答：(1)电路中通过的电荷量是13.3C；
(2)电源内部有7.5J电能转化为其他形式的能。
23．（1）逆时针方向；（2）6C；（3）144N。
【详解】
（1）磁场在均匀地增加，由楞次定律可知：电流的方向为逆时针方向；
（2）根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势
E=n=n=3V
根据电路的串、并联关系知，总电阻为R =1.5Ω，由欧姆定律，干路电流
I干路＝＝2 A
则通过电阻R的电流为I=1 A，6s内通过电阻R的电荷量
q＝It＝6C
（3）安培力F＝nBI干路L，由题图乙可知：t＝4s时，B＝0.6T，有效长度为L＝a，代入数据，t=4s时线圈受到的安培力
F＝144N
答：（1）线圈中产生的感应电流的方向是逆时针；（2）6s内通过电阻R的电荷量为6C；（3）t=4s时线圈受到的安培力为144N。
24．（1）7.5 J；7.5 J；7.4 J；7.4 J；（2）不是；见解析
【详解】
（1）把5 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.5 J，非静电力做功7.5 J．把2 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了7.4 J，非静电力做功7.4 J.
（2）不是．非静电力对电荷做功多少与电荷的数量有关．若把相同数量的正电荷从电源的负极移到正极，做功越多，电荷获得的电势能越多，表明电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大．可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映电源把其他形式的能转化为电能的本领．
答案第1页，共2页
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