同步课时精练（十一）3.1电流（后附解析）

同步课时精练（十一）3.1 电流（后附解析）
一、单选题
1．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．功 B．时间 C．电流 D．电场强度
2．关于电压与电动势的说法正确的是（　　）
A．电源电动势等于外电路的路端电压
B．电压与电动势的单位都是伏特，所以是同一物理量的不同叫法
C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D．电动势公式中的W与电压中的W是一样的，都表示电场力做的功
3．北京时间2023年10月3日，据诺贝尔奖官方网站公布，2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）这种时间尺度，适合用来描述电子在原子内部运动的情况，，例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（　　）
A． B． C． D．
4．在理解电动势的概念时，有同学提出了如下的看法，你认为正确的是( )
A．电动势就是路端电压
B．电动势就是内外电压之和
C．电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量
D．电动势是表示电源把电能转化为其它形式的能的本领大小的物理量
5．一根长为L、横截面积为S的铜导线，铜的电阻率为，铜的密度为，铜的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A．nρevNA B． C．ρevNA D．
6．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，在时间内，通过导体横截面的自由电子数目为（　　）
A． B． C． D．
7．关于电动势，下列说法中错误的是（　　）
A．电动势的单位是伏特
B．电动势是电源本身的性质
C．电动势在有用电器时和无用电器时大小不一样
D．电动势大小等于没有接入外电路时电源两端的电压
8．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
二、多选题
9．关于电流，下列说法中正确的是（ ）
A．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷就越多
B．电流越大，自由电子在金属导体中定向移动速率越大
C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动方向
D．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是一个基本单位
10．关于电流，下列说法正确的是（　　）
A．导体中有电荷运动就会形成电流
B．电流方向就是正电荷定向移动的方向
C．在国际单位制中，电流是七个基本物理量之一
D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
11．对于电源电动势的理解，正确的是（ ）
A．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从负极搬运到正极克服电场力所做的功
B．电动势就是电压，大小等于电源没有接入电路时正负极间的电压
C．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
D．电源的电动势越大，则表征电源把其他形式的能量转化成电能的本领越大
12．金属自由电子气理论认为金属中的自由电子好像气体分子一样，总是在不停地做无规则热运动，由于自由电子会与金属离子发生碰撞，其在金属中的运动轨迹是“曲折”的路线。当存在外加电场E时，电子在杂乱无章的热运动上会叠加一个沿电场力方向的定向移动，如图所示。大量电子沿同一方向的定移运动形成了宏观的电流，通常情况下，电流稳定时，电子定向移动的速率约为10-4m/s，电子热运动的速率约为105m/s。可以将金属导电问题简化为下述过程：电子每次与金属离子碰撞后，定向运动速率变为0；接着电子在电场力的作用下重新加速获得定向运动速度，直到再次与金属离子发生碰撞。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．电子与金属离子的碰撞频率只由电子的热运动速率决定，与定向移动速率完全无关
B．电子与金属离子的碰撞频率与电子的热运动速率、定向移动速率都有关，但定向移动速率影响可以忽略
C．E增大会导致碰撞频率明显升高，金属中电子定向移动形成的电流变大
D．E增大对碰撞频率的影响可以忽略，但金属中电子定向移动形成的电流会变大
三、解答题
13．有一电动势为1.2V的计算器电池，若在电路中用1.2s时间移送2C的电荷量，则：
(1)电池把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？
(2)非静电力做功的功率多大？
14．由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动自行车已是许多家庭的首选。已知电动自行车的电源是18组蓄电池，当正常行驶时，电路中电流为5A，在10min内电源做功1.08×105J，则每组蓄电池的电动势为多少。(串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和)
15．雷雨天气电闪雷鸣，形成一幅壮观的自然景象，如图所示。某中学实验小组的同学为了探究闪电形成的条件，在实验室进行了模拟。假设某次实验时产生的电压为、电流为，该放电过程持续的时间为。则：
(1)该放电过程放出的电荷量为多少？如果放电过程电荷以0.5A的电流通过电灯（正常发光），则可供电灯照明的时间为多少？
(2)该放电过程对外释放的电能应为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：矢量是既有大小又有方向，且遵循平行四边形定则的物理量，电场强度是矢量；功、时间、电流都是标量。
答案：D。
2．C
解析：A．电源电动势等于外电路的路端电压和电源内部电压之和，所以A错误；
B．电压和电动势的单位相同，但是物理意义不同，是两个不同的物理量，所以B错误；
C．电源是把其他形式的能量转化为电能的装置，电动势反映电源转化本领的大小，所以C正确；
D．电动势公式中W表示非静电力做功，电压公式中W表示静电力做功，所以D错误。
答案：C。
3．A
解析：根据电流的定义式
答案：A。
4．C
思路：电动势表征电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，也等于内外电压之和，但不能说电动势就是内外电压之和．
解析：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，当接入外电路时，路端电压小于电势势．故A错误．电动势在数值上等于内外电压之和，但两者的物理意义不同，不能说电动势就是内外电压之和．故B错误．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势表征电源将其他形式的能转化为电能的本领大小．故C正确，D错误．答案：C．
5．D
解析：单位体积内电子的数目为
导体中的电流为
导体的电阻为
导体两端的电压为
场强为
联立解得
答案：D。
6．B
解析：根据电流的定义式
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
又
故B正确，ACD错误。
答案：B。
7．C
解析：A．电动势的单位是伏特。故A正确；
BC．我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势。所以电动势是电源本身的性质，与有无用电器无关。故B正确，C错误；
D．当外电路断路时，相当于外电阻无穷大，几乎占了所有的电压。即电动势大小等于没有接入外电路时电源两端的电压。故D正确。
本题选错的，答案：C。
8．B
解析：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。
答案：B。
9．AD
解析：A．由电流的定义可知，单位时间内通过导体横截面的电荷越多电流越大，故A正确；
B．，电流的大小还与横截面积等因素有关，电流越大，自由电子在金属导体中定向移动速率不一定大，B错误；
C． 电流是标量，C错误；
D． 国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是一个基本单位，D正确；
答案：AD。
10．BC
解析：A．只有导体中的电荷发生定向移动才能形成电流；故A错误；
B．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B正确；
C．在国际单位制中，电流是七个基本物理量之一，故C正确；
D．对于导体，其两端电势差为零，电流可能为零，也可能不为零（超导现象）。故D错误。
答案：BC。
11．AD
解析：AD．根据电动势的定义
可知电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从负极搬运到正极克服电场力所做的功，电源的电动势越大，则表征电源把其他形式的能量转化成电能的本领越大，AD正确；
B．电动势和电压不是同一个概念，电源没有接入外电路时两极间的电压等于电源电动势，B错误；
D．电源内部，电流是从负极（低电势端）流向正极（高电势端），C错误。
答案：AD。
12．BD
解析：AB．自由电子热运动的速率约为，自由电子定向移动的速率约为，由于
则说明热运动更容易发生碰撞，即相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大，定向移动速率的影响可以忽略，选项A错误，B正确；
CD．由题知，电子定向移动是外加电场的原因，当外加电场E增大，电子定向移动的速率变大，形成的电流会变大，又由以上分析可知定向移动速率对电子与金属离子的碰撞频率的影响可以忽略，选项C错误，D正确。
答案：BD。
13．（1）2.4J；（2）2W
解析：（1）根据电功的公式
故电池把2.4J的其他形式的能转化为电能。
（2）非静电力做功的功率为
14．2V
解析：由
q＝I·t
得
q＝5×600C＝3000C
18组蓄电池的总电动势为
故每组蓄电池的电动势为
点拨：本题考查电动势的定义式，要明确W=EIt=Eq的正确应用，知道电池串联时总电动势是各电源电动势之和。
15．(1)20C，40s；(2)
解析：(1)根据电流的定义式可解得
即放电过程放出的电荷量为20 C。可供电灯照明的时间应为
(2)该放电过程对外释放的电能为
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