学业分层测评(九)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．关于电流的概念，下列说法正确的有( )
A．导体中有电荷运动就形成电流
B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向
C．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
D．对于导体，当其两端电势差为零时，电流不一定为零
【解析】 导体中有大量的自由电荷，总在不停地做无规则运动，若没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值也是相等的，电流为零，故A错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错误；在国际单位制中共有七个基本量，电流是其中之一，故C正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电荷不能定向运动，故电流为零，D错误．故选C.
【答案】 C
2．关于电流的方向，下列说法正确的是( )
A．电荷定向移动的方向为电流方向
B．因为电流有方向，所以电流是矢量
C．在电源外部电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极
D．在电路中电荷的定向移动方向总是沿着高电势到低电势的方向
【解析】 电流的方向是正电荷定向移动的方向，在电源外部从电源正极流向负极，故A错，C对；电流是标量，故B错；外电路中正电荷从高电势处向低电势处移动，但负电荷从低电势处向高电势处移动，故D错．
【答案】 C
3．金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v1，电子热运动速率为v2，电流的传导速率为v3，则( )
A．v1最大 B．v2最大
C．v3最大 D．无法确定
【解析】 电场传播速率(或电流传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，其数量级约为105 m/s，自由电子定向移动速率数量级为10－5 m/s，所以C正确．
【答案】 C
4．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说( )
A．1 h电池供给1 C的电荷量
B．1 000 s电池供给8 C的电荷量
C．1 s电池供给8 C的电荷量
D．1 min电池供给8 C的电荷量
【解析】 8 mA＝8×10－3 A．即1 s内电池供给8×10－3 C的电荷量，1 000 s供给的电荷量为q＝It＝8 C，故B正确．
【答案】 B
5．在示波管中，电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( )
A．4.8×10－6A B．3×1013 A
C．9.6×10－16 A D．3×10－6 A
【解析】 在2 s内通过示波管的电荷量为：
q＝ne＝6×1013×1.6×10－19 C＝9.6×10－6 C，
I＝＝ A＝4.8×10－6 A．故只有A正确．
【答案】 A
6．如图3-1-3所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )
图3-1-3
A．vq B.
C．vqS D.
【解析】 由题意，经过时间t通过横截面的电荷量Q＝qvt，根据I＝得，I＝＝vq，故A正确．
【答案】 A
[能力提升]
7．(多选)如图3-1-4所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA，则以下说法正确的是( )
图3-1-4
A．1 s内通过电池某一横截面的电荷量为500 C
B．1 s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5 C
C．充电过程把其他形式的能转化为电能
D．充电过程把电能转化为其他形式的能
【解析】 由电流的定义式得q＝It＝0.5 C，A错误，B正确；充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，C错误，D正确．
【答案】 BD
8．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是( )
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
【解析】 由I＝知通过乙的电流是甲的2倍，故选项A错误，B正确；由于I＝nqSv(n是单位体积中的自由
电荷数，q是自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率)，所以v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率的大小，故选项C、D错误．
【答案】 B
9．北京正、负电子对撞机的储存环为周长240 m的圆形轨道，当环中电流为10 mA时，若电子的速度是光速的十分之一，则在整个环中运动的电子数目为多少？
【解析】 若设环中电子数目为n，则在时间t＝内这些电子都可绕环运动一周，即通过环某横截面的电荷量q＝ne，而形成的电流I＝，所以n＝，代入数据得n＝5×1011.
【答案】 5×1011个
课时分层作业(九) 电流
(15分钟 50分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．关于电流，下列说法正确的是( )
A．导体中无电流的原因是其内部的自由电荷停止了运动
B．同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动的速率大
C．由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多
D．电流的传导速率就是导体内自由电荷的定向移动速率
B [导体中无电流时，内部的自由电荷仍在无规则运动，选项A错误；由I＝nqvS可知，同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动的速率大，选项B正确；电流的大小与电荷无规则运动的快慢无关，选项C错误；电流的传导速率是电场形成的速度，约为光速，而自由电荷的定向移动速率远小于光速，选项D错误．]
2．(多选)如图3-1-3所示，验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中正确的是( )
图3-1-3
A．有瞬时电流形成，方向由A到B
B．A、B两端的电势不相等
C．导体棒内的电场强度不等于零
D．导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向运动
BCD [A、B两个导体，由于A带负电，在A导体周围存在指向A的电场，故B端所在处的电势应高于A端电势；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A指向B，电流方向应由B到A.]
3．如图3-1-4所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )
图3-1-4
A．vq B．
C．vqS D．
A [由题意，经过时间t通过横截面的电荷量Q＝qvt，根据I＝得，I＝＝vq，故A正确．]
4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，下列说法中正确的是( )
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
B [由I＝知通过乙的电流是甲的2倍，故选项A错误，B正确；由于I＝nqSv(n是单位体积中的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率)，所以v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率的大小，故选项C、D错误．]
5．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(e＝1.6×10－19 C)( )
A．3.0×1012 B．1.5×1013
C．7.5×1013 D．3.75×1014
B [1 s内发射的重离子的电荷量为Q＝It＝1.2×10－5 C，每个重离子的电荷量为5e，则通过的重离子数为n＝＝＝1.5×1013(个)，选项B正确．]
6．(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电荷，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则对产生的等效电流以下说法正确的是( )
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小
AB [截取圆环的任一横截面S，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，有I＝＝，又T＝，所以I＝.故A、B正确．]
二、非选择题(14分)
7．若氢原子的核外电子做半径为r的匀速圆周运动，已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，则：
(1)核外电子运动的周期为多少？
(2)电子绕核的运动可等效为环形电流，求电子运动的等效电流的大小.
[解析] (1)氢原子的核外电子做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，可得k＝mr，解得T＝2π.
(2)氢原子的核外电子做匀速圆周运动，一个周期通过横截面的电荷量为e，根据定义式I＝，可得电子运动的等效电流的大小I＝，把T代入，
解得I＝.
[答案] (1)2π (2)
