2025人教版高中物理必修第三册同步练习题--1（有解析）　电源和电流

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2025人教版高中物理必修第三册
第十一章　电路及其应用
1　电源和电流
基础过关练
题组一　对电源和电流的理解
1.关于电源和电流,以下说法正确的是(　　)
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
B.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D.导体中的电流一定是由自由电子的定向移动形成的
题组二　电流的计算
2.(经典题)(2024湖北广水期中)某电解池中,若在2 s内有5.0×1015个二价正离子和1.0×1016个一价负离子通过某截面M,其中正离子水平向右移动,那么通过这个截面的电流的大小和方向是(　　)
A.0.8 mA,水平向左
B.0.08 mA,水平向左
C.1.6 mA,水平向右
D.0.16 mA,水平向右
3.(教材习题改编)某手机的说明书的部分内容如表所示,若用该手机只播放视频,可以播放约15小时。下列说法正确的是(　　)
手机类型 智能手机、4G手机
屏幕分辨率 1 920×1 080像素
电池容量 3 500 mA h
电池类型 不可拆卸式电池
待机时间 约19天
A.充满电时电池可储存的最大能量为3.5 J
B.放电时电池可输出的最大电荷量为3.5 C
C.播放视频时的电流约为待机电流的30倍
D.播放视频时的电流约为待机电流的1.3倍
4.(2023重庆八中适应性检测)如图所示,一段截面积为S、长度为l的圆弧形橡胶棒,均匀带有负电荷,圆弧的半径为R,单位长度的橡胶棒所带的电荷量为q,当此棒绕垂直于圆弧平面过圆心的轴、沿顺时针方向以角速度ω匀速转动时,由于棒的运动而形成的环形等效电流的大小和方向分别为(　　)
A.,沿顺时针　　B.,沿逆时针
C.,沿顺时针　　D.,沿逆时针
题组三　金属导体中电流的微观表达式
5.(2024安徽安庆期中)某根导线的横截面积为S,通过的电流为I。已知该导线材料的密度为ρ,摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个原子只提供一个自由电子,则该导线中自由电子定向移动的速率为(　　)
A.
6.(多选题)(2024湖北广水期中)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I;设单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e,电子定向移动的速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为(　　)
A.nvSΔt　　B.nvΔt　　C.
答案与分层梯度式解析
第十一章　电路及其应用
1　电源和电流
基础过关练
1.C 2.C 3.C 4.B 5.A 6.AC
1.C　电源对电路提供能量,其作用是维持正、负极之间稳定的电势差,外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动,在电源内部,需要将电子由正极不断地搬运到负极,故A、B错误;根据I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大,C正确;导体中的电流是带电粒子定向移动形成的,但带电粒子不一定是自由电子,如导电溶液中的带电粒子是正负离子,D错误。
2.C　2 s内流过截面的总电荷量为Q=5.0×1015×2×1.6×10-19 C+1.0×1016×1.6×10-19 C=3.2×10-3 C,由电流的定义式可知I= A=1.6 mA;由于正离子水平向右移动,则电流的方向向右,故C正确。
3.C　根据q=It,可知充满电时电池可储存的最大电荷量为q=3.5×3 600 C=12 600 C,故放电时电池可输出的最大电荷量为12 600 C,由于不知道电压,故无法计算可储存的最大能量,A、B错误;播放视频时的平均电流约为I1= A≈0.233 3 A,待机电流约为I2= A≈0.007 7 A,电流之比为≈30,C正确,D错误。
4.B　棒沿顺时针方向转动时,每转一圈通过横截面的电荷量为Q=ql,所用的时间为t=,根据电流的定义式I=可得到等效电流为I=;由于橡胶棒带负电,电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,可知电流方向为逆时针,B正确。
5.A　设导线中自由电子定向移动的速率为v,导线的质量为m,体积为V,则单位体积内的自由电子数n=,根据电流的微观表达式I=nqSv可解得v=,A正确。
6.AC　由于I=,因此q=I·Δt,故自由电子数为N=,C正确,D错误;由于电流的微观表达式为I=nevS,可得自由电子数为N==nvSΔt,A正确,B错误。
易错警示　利用I=nqSv分析问题应注意的三个方面
　　(1)各个物理量都要用国际单位制单位。
(2)正确理解各符号的意义,特别是n表示导体中单位体积内的自由电荷数,v表示自由电荷定向移动速度的大小。
(3)若已知单位长度导体中的自由电荷数为n,则电流的微观表达式为I=nqv。
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