人教版（2019）高二物理必修第三册第十一章第1节电源和电流 同步练习

电源和电流同步练习
一、单选题
关于电流，下列说法中正确的是
A.
通过导线横截面的电荷量越多，电流越大
B.
电子运动的速度越大，电流越大
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.
因为电流有方向，所以电流是矢量
如图所示的电解槽接入电路后，在t时间内有个1价正离子通过溶液内截面S，有个1价负离子通过溶液内截面S，设e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
如图所示，北京正负电子对撞机的电子储存环是周长为的圆形轨道，当环中电流为时，电子速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为?
?
A.
B.
C.
D.
如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为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.
qvS
B.
C.
qv
D.
工信部于2019年6月6日正式发布5G牌照，意味着我国正式进入5G商用时代．各家手机厂商陆续发布5G手机，华为官方于7月26日正式发布华为Mate20X5G，该款手机采用大容量锂电池和无线快充技术．下列说法正确的是
A.
是一种能量单位
B.
锂电池容量越大，电动势越大
C.
快充时电能转化为化学能
D.
快充技术提高了锂电池的原有容量
安培提出了著名的分子电流假说．根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设电量为e的电子以速率v绕原子核沿逆时针方向做半径为r的匀速圆周运动，下列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，电流方向为逆时针
C.
电流大小为，电流方向为顺时针
D.
电流大小为，电流方向为逆时针
下表是一些常见电池的参数．
电池名称及型号
电动势
容量
南孚新一代聚能环5号电池
2000
GP超霸5号充电电池
1600
CR2025纽扣电池
150
绿联牌第二代苹果手机锂电池
3410
对于表格中的四种电池，下列说法正确的是
A.
四种电池新的或充满电量的都以1mA的电流对外供电，南孚电池供电时间最长
B.
四种电池新的或充满电量的都以1mA的电流对外供电，GP超霸供电时间最短
C.
将1C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最少的是CR2025
D.
将1C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最多的是绿联锂电池
关于电流，下列说法中正确的是
A.
通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B.
电子运动的速率越大，电流越大
C.
单位体积内的自由电子数越少，电流越大
D.
因为电流有方向，所以电流是矢量
铜的原子量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为
A.
光速
B.
C.
D.
有一横截面积为s的铜导线，设每单位长度的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，则在时间内，流经导线的电流可表示为
A.
B.
C.
D.
扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某品牌扫地机器人，已知其电池容量，额定工作电压15V，额定功率30W，则下列说法正确的是
A.
题中“”是能量的单位
B.
扫地机器人充满电后一次工作时间约为
C.
扫地机器人正常工作时的电流是
D.
扫地机器人充满电的电能是
一电动自行车动力电源上的铭牌标有“、”字样，假设工作时电源不计内阻的输出电压恒为，额定输出功率为，由于电动机发热造成的损耗其他损耗不计，电动自行车的效率为，则下列说法正确的是?
?
A.
额定工作电流为
B.
电池充满电后总电量为
C.
自行车电动机的内阻为
D.
自行车保持额定功率行驶的最长时间是
处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
A.
与粒子电荷量成正比
B.
与粒子速率成正比
C.
与粒子质量成正比
D.
与磁感应强度成正比
有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在时间内通过横截面积的电子数目可表示为
A.
B.
C.
D.
二、多选题
关于电流的方向，下列描述正确的是
A.
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
B.
规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
C.
在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向
D.
在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流
机场规定“严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机”，下列说法正确的是
A.
机场限定的是充电宝的能量不能超过
B.
相当于160kg的重物由静止下落1m时所具有的动能
C.
乘飞机可以携带标注容量为、输出电压为5V的充电宝一块
D.
容量为的充电宝，如果对外供电的电流为50mA，那么续航时间大约为24h
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的充电电流多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500mA，则以下说法正确的是
A.
1s通过电池某一横截面的电量为500C
B.
1s通过电池某一横截面的电量为
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
关于电流的说法中正确的是
A.
根据，可知I与q成正比
B.
电流有方向，但电流是标量
C.
在金属导体中，自由电子移动方向为电流方向
D.
电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
三、计算题
在氢原子模型中，电子绕核运动可等效为一个环形电流。设氢原子中电子在半径为r的轨道上运动，其质量、电量分别用m和e来表示，则等效电流I等于多少
电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一。
电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，已知静电力常量为k，电子的电荷量为e，质量为m，电子在半径为r的轨道上做圆周运动。试计算电子绕氢原子核在该轨道上做圆周运动形成的等效电流大小；
如图，AD表示一段粗细均匀的一段导体，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v，设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为试证明导体中电流强度；
电荷的定向移动形成电流。通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫做电流，定义式为。如果导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e，自由电子定向移动的速率为v，试推导出金属导体内电流的微观表达式。
某导线中的电流，导线的横截面积。已知电子电荷量，导体每立方米内有个自由电子。求：
在1s内定向移动通过导线横截面的电子个数N。
自由电子定向移动的速度大小v。
自由电子沿导线定向移动所需要的时间t。
答案和解析
1.【答案】C
【解答】
A.电流的大小取决于电量与时间的比值，即单位时间内通过的电量，电荷量多也可能是时间长导致的，故A错误；
B.由可知，电流不但与电子定向移动的速率有关，还与单位体积内的自由电荷数n以及截面积S有关，所以电子定向移动速率越大，电流不一定越大，故B错误；
C.根据电流的定义可知单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大，故C正确；
D.电流虽然有方向，但电流的运算法则不遵循平行四边形定则，故电流是标量，故D错误。
故选C。
2.【答案】D
【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：D。
3.【答案】A
【解答】
电子转一圈的时间为：
整个环中电子的电量为：C.
所以电子的数目为：个，故A正确，B、C、D错误．
故选：A。
4.【答案】C
【解答】
因为棒匀速直线运动，所以在t时间内棒向前运动的距离为vt
，经过截面的电量，根据电流的定义式得，，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.【答案】C
【解答】
A、根据，可知，是一种电荷量单位，不是能量单位，故A错误；
B、锂电池的电动势与容量无关，故B错误；
C、充电时电能转化为化学能，故C正确；
D、快充技术提高了锂电池的充电速度，缩短了充电时间，故D错误；
故选：C。
6.【答案】C
【解答】
电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为：
根据电流的定义式得：电流强度为：
因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿顺时针方向，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】D
【解答】
根据，得到，电流相同时，电荷量越大，供电时间越长，绿联牌第二代苹果手机锂电池电荷量为3410C，所以绿联牌第二代苹果手机锂电池供电时间最长，CR2025纽扣电池供电时间最短，故AB错误；?
电源电动势等于将单位正电荷从电源的负极移动到正极过程中非静电力所做的功，绿联锂电池的电动势最大，非静电力做功最多的是绿联锂电池，GP超霸5号充电电池的电动势最小，非静电力做功最少的是GP超霸5号充电电池，故C错误，D正确。
故选D。
8.【答案】B
【解答】
A.通过某一横截面积的电量与所用时间的比值等于通过导体的电流强度，故电流强度由通过导线截面的电量和通电时间共同决定，故A错误；??
由电流的微观表达式可知，其他条件相同时，单位体积内的自由电子数n越少，电流越小；电子运动的速率越大，电流越大，故B正确，C错误；
D.矢量的运算满足平行四边形定则，标量的运算满足代数法则，而电流的运算满足代数法则，故电流是标量．故D错误。?
故选B。
9.【答案】D
【解答】
自由电子体密度为，代入，解得故D正确，ABC错误。
故选D。
10.【答案】B
【解答】
由题意可知，电子的定向移动速度为v，故在时间内，通过的导线长度为：，故该长度内自由电子的个数为：，故这些电子的总电荷量为：，由电流的定义式可得流经导线的电流可表示为：，故B正确，ACD错误。
故选B。
11.【答案】B
【解答】
A、电池容量是指电池的存储电量电流与时间的乘积多少，单位是“Ah”或“mAh”，不是储存电能的大小，故A错误；
BC、机器人正常工作的电压为15V，机器人正常工作时的电流，机器人充满电后一次工作时间为，故B正确，C错误；
D、扫地机器人充满电的电能，故D错误；
故选B。
12.【答案】D
【解答】
A.由可知，额定电流，故A错误；
B.动力电源充满电后总电量，故B错误；
C.电动自行车的热功率，则由可得，，故C错误；
D.根据电池容量，电流为5A，则可得，故D正确。
故选D。
13.【答案】D
【解答】粒子仅在磁场力作用下做匀速圆周运动，周期，其等效环形电流，故D正确。
14.【答案】C
【解答】
在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt，由于铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为。又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故AB错误；
由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为，而电子的电荷量为q，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：，故D错误，C正确。??
故选C。
15.【答案】AC
【解析】解：A、电流的方向规定为正电荷的定向移动方向；故A正确；B错误；
C、金属导体里面，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；故C正确；
D、电解液中，电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以有电流，故D错误；
16.【答案】ACD
【解答】
A.根据??，故充电宝的能量最大为?，则A正确；
B.160kg的重物由静止下落1m的动能为??1600J?，与不等价，故B错误；
C.由W??3000x??3600x????，故符合安全规定，故C正确；
D.由可得?，故D正确。
故选ACD。
17.【答案】BD
【解答】
由电流的定义式得，故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，故C错误，D正确。
故选BD。
18.【答案】BD
【解答】
A、电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，故在t不确定的情况下不能笼统的说I与q是否是成正比，故A错误；
B、电流有方向，但电流的运算不适用平行四边形定则，故电流是标量，故B正确；
C、金属导体中，自由电子定向移动方向与电流方向相反，故C错误；
D、电流的单位为国际单位制中的基本单位，故D正确；
故选BD。
19.【答案】解：电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力为：
所以电子运动周期为：
根据电流的定义式，得
答：等效电流的大小为。
20.【答案】电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供，
根据
又
解得：。
导体中电流大小
t时内所电荷定向移动的距离长度为vt，则其体积为svt
通过导体某一截面的自由电子数为nsvt
该时间内通过导体该截面的电量：
则。
21.【答案】解：由题意可知，自由电子沿导体内以定向移动速率v做匀速运动。沿电流方向选取一段长度为的导线
?????????
在时间内，体积内的所有自由电子均通过截面S?
?
?
?则在时间t内通过导体横截面S的电子数为N
在时间t内通过导体横截面S的电荷量为
???
???
则由电流的定义式，得出
导体电流的微观表达式
22.【答案】电子个数N?个??个。
由公式I?得，?v???。
由v?得，时间t????s。
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