人教版新教材必修三 11.1 电源电流专题（含答案）

人教版新教材必修三第十一章电源电流专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
关于电源和电流下列说法正确的是( )
A. 因为电流有方向，所以电流是矢量 B. 通过导体截面的电荷量越多，电流越大
C. 电源是将电能转化为其他形式的能的装置 D. 电源能把自由电子从正极搬运到负极
如图所示为某品牌榨汁杯的相关参数，则下列说法正确的是( )
产品名称 便携式榨汁杯 型号
电池容量 充电时间
额定功率 额定电压
A. 榨汁杯的额定电流为 B. 电池充满电后储存的电能为
C. “”是表示电能的单位 D. 榨汁杯充满电后最长可以工作约分钟
一个阻值为的电阻，两端加上电压后，通过电阻横截面的电荷量随时间变化的图像如图所示，此图像的斜率可表示为( )
A. B. C. D.
一横截面积为的铜导线通有恒定电流。设每单位体积的导线中有个自由电子，每个自由电子的电荷量为，此时电子定向移动的速率为，则在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A. B. C. D.
铜的原子量为，密度为，每摩尔铜原子有个自由电子，电子电量为，今有一 根横截面为的铜导线，当通过的电流为时，电子平均定向移动的速率为( )
A. 光速 B. C. D.
如图所示的电解槽接入电路后，在时间内有个价正离子通过溶液内截面，有个价负离子通过溶液内截面，设为元电荷，以下说法正确的是( )
A. 当时电流为零
B. 当时，电流方向从，电流
C. 当时，电流方向从，电流
D. 电流方向从，电流
电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子沿半径为的圆形轨道运动，已知电子的质量为，电子的电荷量为，静电力常量为，则等效电流的大小为( )
A. B. C. D.
图示为小沈同学家新买的扫地机器人，他从使用说明书上得到了信息：电机的额定功率，由规格为的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的时，扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是
A. 表示该电池输出的是交流电
B. 该机器人电机的额定电流为
C. 正常工作时机器人电动机每秒钟输出动能
D. 电池充满电后机器人正常工作约后回座机充电
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。如图为锂电池的内部结构，某过程中从正极脱嵌通过膈膜嵌入负极。锂电池的电动势为，则( )
A. 电池处于充电状态 B. 电池内部电流方向从负极到正极
C. 移动锂离子，需要消耗电能 D. 在电池中电荷量的单位通常表示为
某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为，质子流内单位体积的质子数为，其等效电流为，质子电量为，则质子的质量为
A. B. C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
已知铜导线中的电流为，铜导线的横截面积为，问：
在内，有多少个电子通过铜导线的横截面电子电荷量
自由电子的平均移动速率多大设铜导线中每立方米含有个自由电子
图是静电除尘器示意图，接高压电源的正极，接高压电源的负极，、之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电荷，吸附到正极上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附电子，每昼夜能除尘，试计算高压电源的电流。设电子电荷量为，阿伏加德罗常数为，一昼夜时间为。
如图所示，表示粗细均匀的一段长为的导体，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，设导体的横截面积为，导体每单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为．
导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？
这些电荷都通过横截面所需的时间是多少？
导体中的电流是多大？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、电流有方向，但电流的计算不能根据平行四边形定则进行计算，故电流是标量，故A错误；
B、根据电流的定义式可知，通过导体横截面的电荷量越大，导体中的电流不一定大，还要看时间长短，故B错误；
C、电源是提供电能的装置，把其他形式的能转化成电能，故C错误；
D、电源能把自由电子从正极搬运到负极，从而形成两极间的电势差，故D正确。
故选：。
物理学中用每秒通过导体横截面的电荷量来表示电流的强弱，叫做电流，定义式，注意电流是标量。电源是提供电能的装置，把其他形式的能转化成电能；
本题考查了对电流定义式以及对电源的理解；注意只有计算规律符合平行四边形定则的物理量才是矢量，所以电流虽然有方向，但是标量。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题是信息给予题，要求同学们能从题目中获取有用信息，知道电池容量是指电池储存电量的大小，难度不大，属于基础题。
电池容量是指电池的存储电量，根据题目可知正常工作时的电压，根据求解正常工作时的电流，根据求解时间。
【解答】
A.由得，故A错误；
B.由公式，故B错误；
C.“”为电量的单位，故C错误；
D.分钟分钟，故D正确。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题应能找出图象中所提供的信息是本题的关键，也是识图题的共同特点，注重公式的灵活运用。
给出的图象是图象，其斜率为，所以斜率代表的是电流，再由欧姆定律可得出正确答案。
【解答】
根据电流强度的定义公式；
可知图象的斜率代表的就是电流；
根据欧姆定律，有：，故斜率也代表电流。故C正确，ABD错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据电流的微观表达式，求出在时间内通过导体横截面的自由电子的电量，每个电子的电量为，再确定通过导体横截面的自由电子的数目。
本题考查电流的微观表达式和定义式综合应用的能力，电流的微观表达式，是联系宏观与微观的桥梁，常常用到。
【解答】
根据电流的微观表达式，在时间内通过导体横截面的自由电子的电量，
则在时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为，将代入得，A正确，BCD错误。
故选A。

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是建立物理模型，根据电流的定义式推导电流的微观表达式，它是联系微观与宏观的桥梁。
【解答】
设铜导线中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。则导线的长度为，体积为，质量为，这段导线中自由电子的数目为：
在时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：，
代入解得：
所以有：
故ABC错误，D正确
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电解质中电流的计算方法，要注意同时有正负电荷参与时，总电量等于正负电荷电量绝对值的和。
【解答】
在电解液通电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，电流方向与正离子移动方向相同，所以，电流应该是，电流方向应是从。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电流的定义式。
本题根据牛顿第二定律结合起来求出速率，再根据电流的定义式求解等效电流。
【解答】
电子绕原子核的运动，由库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得，得电子圆周运动的速率为，
电子运动的周期，等效电流为，
则，故BCD错误，A正确。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对电池的参数、容量的认识，基础题目。
【解答】
A、表示该电池输出的是直流电，故A错误；
B、该机器人电机的额定电流，故B错误；
C、由于正常工作时，机器人除了输出动能还会产生热量，则机器人每秒输出的动能，故C错误；
D、电池充满电后机器人正常工作的时间，故D正确。
9.【答案】
【解析】
【分析】
对电池充电时，带正电的理离子从正极到负极，电池在放电状态下，带正电的理离子应该从电源内部由负极到正极；充电过程中充电电压必须大于电池电动势才能把电能充进电池。
本题考查了电池的充放电，属于基础知识，掌握充放电的特点和原理即可解答。
【解答】
A.电池在放电状态下，带正电的理离子应该从电源内部由负极到正极，而在图中状态下带正电的理离子从正极到负极，可知电池处于充电状态，故 A正确；
B.电流的方向是正电荷定向移动的方向，可知电池内部电流方向从正极到负极，故B错误；
C.给电池充电时充电电压必须大于电池电动势才能把电能充进电池，则移动一个锂离子，需要消耗电能大于，故C错误；
D.时能量单位，在电池中电荷量的单位通常表示为，故D错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
根据动能定理求解速度大小，根据电流强度的微观表达式求解质子的质量。
本题考查动能定理的应用以及电流强度微观表达式，理解电子形成电流的原因，根据带电粒子在电场中的运动情况求解速度，结合电流强度微观表达式进行解答是关键。
【解答】
质子在电场力作用下加速，加速后的速度为，根据动能定理有：
解得：
等效电流为，单位体积的质子数为，根据电流微观表达式可得：
解得：，故A正确，BCD错误。
故选A。
11.【答案】解：内通过铜导线横截面的电荷量为，所以内通过铜导线横截面的电子个数个个。
由电流的微观表达式得自由电子的平均移动速率
。

【解析】灵活应用、公式是解题的关键。
利用和求通过的电子数目；
利用求平均移动速率。
12.【答案】解：由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量
其中煤粉吸附的电荷量，
根据电流的定义式，
联立解得：．
答：高压电源的电流为。
【解析】根据题意求出一昼夜时间内的电荷量，根据电流的定义式求解电流表达式即可。
解决本题时注意煤粉吸附的电荷量和流过电源的电荷量的区别，是因为正负离子反向运动形成电流造成的。
13.【答案】解：
导体中自由电荷总数：
总电荷量：
这些电荷通过横截面积所需要的时间
根据公式，可得导体中的电流
答：导体中自由电荷总数是，总电荷量是
这些电荷通过横截面积所需要的时间
导体中的电流
【解析】本题主要考查电流的定义，电流的微观表达式的推导过程。
结合电荷的定向移动可确定电流的微观表达式。
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