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
1．一节干电池的电动势为1.5 V，表示该电池（　　）
A．一定有1.5 J的化学能转化为电能
B．在工作状态下两极间的电压恒定为1.5 V
C．比电动势为1.2 V的电池存储的电能多
D．将1 C的正电荷在电源内部由负极移送到正极过程中，非静电力做了1.5 J的功
2．一根横截面积为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．
3．关于电流，下列说法正确的是（　　）
A．单位时间内通过导体某一横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
B．电子定向运动速率越大，电流越大
C．单位体积内的自由电子数越少，电流越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
4．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
5．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
6．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
7．一组铅蓄电池的电动势为4.8V，内阻不为零，以下说法中正确的是（　　）
A．电路中每通过1C的电荷量，该铅蓄电池能把4.8J的化学能转化为电能
B．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大
C．电路中每通过1C的电荷量，该铅蓄电池内部非静电力做功大于4.8J
D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领和一节干电池（电动势为1.5V）的一样
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
9．1916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
10．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
11．单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量取决于（　　）
A．电荷运动一周所需要的时间 B．电荷定向移动的速度
C．内外电路的电阻之和 D．电源的电动势
12．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．
13．下列关于电动势的说法正确的是（　　）
A．电动势的大小与非静电力所做的功成正比，与被移送的电荷量成反比
B．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样
C．电动势公式中的与电压中的不是同种性质力所做的功
D．电动势为电源正、负两极之间的电压
14．如图所示，一根横截面积为的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。棒单位长度所带电荷量为，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向是（ ）
A．，方向与的方向相反 B．，方向与的方向相反
C．，方向与的方向相反 D．，方向与的方向相同
15．一条金属导体中的电流是5 ，那么在3.2 s内通过金属导体横截面定向运动的自由电荷个数是（　　）
A．1×1014个 B．1×1015个 C．2×1014个 D．2×1015个
二、填空题
16．电源的电动势是反映电源_________的本领的物理量，这个转化过程是通过_______做功来实现。
17．一号干电池的电动势大小是______，五号干电池的电动势大小是______。
18．电流的定义式：I＝，其物理意义：______时间内通过导体横截面的______，是表示电流强弱程度的物理量。
19．闪电是一种强烈的放电现象。若某次发生在云与地之间的闪电，放电时间t内有n个电子从地面向云层移动，每个电子的电荷量为e，则该次闪电的放电电流为_________，方向为________（选填“地面指向云层”或“云层指向地面”）。
三、解答题
20．电路中，每分钟有4.8×10-3 C的电荷流过导线的某一横截面，已知一个电子的带电量为e=1.6×10-19 C，求∶
（1）每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目；
（2）流过该导线的电流。
21．水为什么能从水池A流到水池B ？
22．氢原子核外只有一个电子，该电子在库仑力作用下绕核做半径为R的匀速圆周运动，假想我们在电子的轨道上取一个横截面，则该电子每周期内通过该截面一次。用k表示静电力常量，e表示元电荷，m表示电子的质量。求该电子绕核运动而形成的环形电流的电流强度。
23．是什么力把正电荷从电源的负极搬到正极？此过程正电荷的电势能如何变化？
24．根据I=neSv还可估算电子定向移动的平均速率。有一横截面积为1mm2的铜导线，每立方米体积内的自由电子数为8.4×1028个，电子的电荷量大小为1.6×10-19C。若通过该导线的电流为1A，导线中自由电子定向移动的平均速率为多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
AD．电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，即一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，D正确，A错误；
B．工作状态时两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势；B错误；
C．电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大，但电动势大的存储的电能不一定多，C错误。
故选D。
2．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。
3．A
【详解】
A．单位时间内通过导体横截面的电荷量表示电流，所以单位时间内通过导体某一横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，选项A正确；
BC．由I＝nesv可知电流与电子定向运动速率、单位体积内的自由电子数、导体的横截面积都有关，选项B、C错误；
D .电流虽然有方向，但电流是标量，选项D错误。
故选A。
4．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。
5．C
【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。
6．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。
7．A
【详解】
A．由公式
W=Eq
可知，电路中每通过1C的电荷量时，该铅蓄电池将4.8J的化学能转化为电能，A正确；
B．电池的电动势只与电池的性质有关，与体积无关，B错误；
C．电路中每通过1C的电荷量，该铅蓄电池内部非静电力做功为
W=Eq=4.8J
C错误；
D．电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，D错误。
故选A。
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．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。
10．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。
11．D
【详解】
单位正电荷q沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量，其中E为电源的电动势，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
电池放电时输出的电荷量
故选D。
13．C
【详解】
．根据电动势的定义式，运用了比值法定义，可知与电源内非静电力做的功、通过的电荷量q无关，由电源本身决定，故A错误；
B．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，但三者本质不一样。电动势反映的是电源内部非静电力做功的能力，故B错误；
C．电动势公式中与电压中的不同，前者是非静电力做功，后者是电场力的功，二者不是同种性质力所做的功，故C正确；
D．电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，故D错误。
故选C。
14．A
【详解】
在时间 t内流过某截面的电量为
q=v tq
则等效电流
方向与的方向相反。
故选A。
15．A
【详解】
根据电流的定义式
可得
通过该截面的自由电荷（自由电子）个数
个
故选项A正确，BCD错误。
故选A。
16． 把其他形式能转化为电能 非静电力
【详解】
[1]电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量；
[2]电动势的转化过程是通过非静电力做功来实现。
【点睛】
17． 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。
18． 单位 电荷量
【详解】
略
19． 云层指向地面
【详解】
[1]根据电流定义式可得，该次闪电的放电电流为
[2]电子从地面向云层移动，因电子带负电，则放电电流方向为云层指向地面。
20．（1）3.0×1016个；（2）8.0×10 5A
【详解】
解：（1）每分钟流经导线这一横截面积的电子数目为
（2）流经该导线的电流为
21．因为水池A比水池B高
【详解】
略
22．
【详解】
电子绕原子核做匀速圆周运动，有
周期，解得
电子绕原子核运动的等效电流为
解得
23．是非静电力把正电荷从电源的负极搬到正极；此过程克服电场力做功，正电荷的电势能增加；
【详解】
是非静电力把正电荷从电源的负极搬到正极；此过程克服电场力做功，正电荷的电势能增加；
24．
【详解】
根据电流微观表达式
I=neSv
可得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页