11.1 电源与电流 —【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册练习题

11.1
电源和电流
1．关于电流的概念，下列说法中正确的是(　　)
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
答案：C
2．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
答案：C
3.(多选)如图所示是一款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(　　)
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
答案：BD
4．(多选)给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是(　　)
A．粗的地方电流大，细的地方电流小
B．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小
C．各处的电流大小相同
D．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大
答案：CD
5．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为(　　)
A．0
B．
C.
D．
答案：D
6．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，则下列说法中正确的有(　　)
A．自由电子定向移动的速率为v0
B．自由电子定向移动的速率为v＝
C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的速率为v＝
答案：D
7．非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电压可达100
V，电流50
A，每秒钟放电150次，其放电情况可近似看作如图所示规律放电。则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为(　　)
A．25
C
B．50
C
C．150
C
D．250
C
答案：A
8．一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，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(　　)
A．qv
B．
C．qvS
D．
答案：A
9．如果导线中的电流为1
mA，那么1
s内通过导体横截面的自由电子数是多少个？若“220
V　60
W”的白炽灯正常发光时的电流为273
mA，则20
s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？
解析：q＝It＝1×10－3×1
C＝1×10－3
C，
设电子的数目为n，则：
n＝＝个＝6.25×1015个。
当“220
V　60
W”的白炽灯正常发光时，I′＝273
mA。
q′＝I′t′＝273×10－3×20
C＝5.46
C。
设电子的数目为N，则
N＝＝个≈3.4×1019个。
答案：6.25×1015个　3.4×1019个
10．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　)
A．电流大小为，电流方向为顺时针
B．电流大小为，电流方向为顺时针
C．电流大小为，电流方向为逆时针
D．电流大小为，电流方向为逆时针
答案：C
11．(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流下列说法正确的是(　　)
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
答案：AB
12.
盛夏的入夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地放着大自然的烟火，上演着一场精彩的闪电交响曲。某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示，闪电产生的电压、电流是不稳定的，假设某次闪电产生的电压可等效为2.5×107
V，电流可等效为2×105
A，历时1×10－3
s。
(1)若闪电定向移动的是电子，这次闪电产生的电荷量以0.5
A的电流给小灯泡供电，能维持多长时间？
(2)这次闪电释放的电能是多少？
解析：(1)根据公式q＝It，此次闪电定向移动的电荷量为Q＝2×105×1×10－3
C＝200
C，
而小灯泡工作时1
s通过的电荷量
q＝0.5×1
C＝0.5
C，则
供电时间t′＝＝
s＝400
s。
(2)这次闪电释放的电能为E＝QU＝200×2.5×107
J＝5×109
J。
答案：(1)400
s　(2)5×109
J
13．有一条横截面积S＝1
mm2的铜导线，通过的电流I＝2
A。已知铜的密度ρ＝8.9×103
kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2
kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023
mol－1，电子的电荷量大小e＝1.6×10－19
C，每个铜原子可提供一个自由电子，求铜导线中自由电子定向移动的速率。(结果保留两位有效数字)
解析：设铜导线长为L，则体积为V＝LS，质量为m＝LSρ，摩尔数为n＝
总的自由电子数为nNA
总电荷量为q＝nNAe
全部通过该铜导线截面时间为
t＝
根据电流的定义式得I＝＝＝
可得v＝
代入数据解得v≈1.5×10－4
m/s。
答案：1.5×10－4
m/s