11.1电源和电流 同步检测— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册 Word版含答案

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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
11.1电源和电流
一、单选题
1.下列关于电动势的说法中正确的是（??
）
A.?电动势越大说明电源体积越大
B.?对于给定的电源，电动势的大小基本不变，电动势的国际单位为J
C.?电动势越大，说明非静电力把1C正电荷在电源内部从负极送到正极做功越多
D.?电源电动势越大，表示非静电力做功越多
2.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，电流是矢量
C.?电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位?????D.?在金属导体中，自由电子移动方向为电流方向
3.铅蓄电池的电动势为2
V，这表示（??
）
A.?电路中每通过1C电荷量，电源把2
J的化学能转变为电能
B.?蓄电池工作时两极间的电压总是2V
C.?蓄电池在1
s内将2
J的化学能转变成电能
D.?蓄电池将化学能转变为电能的本领与一节干电池（电动势为1.5
V）相同
4.一根横截面积为S的均匀长直导体，该导体中单位体积内的电荷量为q，带电粒子定向移动的速率是v，则导体中形成的电流大小为（??
）
A.????????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????????D.?
5.如图所示为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法错误的是（??
）
A.?该电池的容量为
???????????????????????????????B.?该电池的电动势为3.6V
C.?该电池在工作1小时后达到的电流为500mA????????D.?若电池以10mA的电流工作，可用50小时
6.铜的原子量为m，密度为ρ，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.?????????????????????????????????B.?????????????????????????????????C.?????????????????????????????????D.?
7.2019年4月15日正式实施《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准，新标准全面提升了电动自行车的安全性能，最高车速调整为25
km/h，整车质量(含电池)不超过55
kg，蓄电池标称电压不超过48
V．假定一个成人在平直公路上以最高车速骑行时，受到的阻力约为总重力的0.03倍，电动自行车电能转化效率为50%，则电动机的工作电流最接近(??
)
A.??
0.1
A???????????????????????????????????B.?1
A???????????????????????????????????C.?10
A???????????????????????????????????D.?100
A
8.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内的电子个数是(
??)
A.????????????????????????B.????????????????????????C.????????????????????????D.?
9.如图所示，电解池接入电路后，在t秒内有n个一价正离子通过溶液内某截面S
，
有n个一价负离子通过S
，
设e为元电荷，以下说法正确的是
　　
A.?电流为零???????????????B.?电流为
???????????????C.?电流为
???????????????D.?电流方向从
10.关于电流强度的说法中正确的是（??
）
A.?根据I=Q/t可知I与Q成正比??????????????????????????????????B.?如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C.?电流有方向，电流是矢量????????????????????????????????????D.?根据I=
，电阻越大，电流越小
11.氢弹造价高，寿命短，难保存。最主要的原因就是其中的氚核
会发生β衰变生成氦核
，其半衰期为12.5年。若一枚氢弹中有1kg氚核
，假设氚核
衰变产生的电子全部定向运动，已知电子电荷量为1.6×10-19C，阿伏加德罗常数为6×1023mol-1
，
1年约为3.2×107s。则一个半衰期内形成的平均电流约为（??
）
A.?4×10-4A???????????????????????????????B.?4×10-2A???????????????????????????????C.?8A???????????????????????????????D.?8×10-2A
12.下列关于电源电动势的说法正确的是（??
）
A.?电动势是用来描述电源将电能转化为其他形式的能本领大小的物理量
B.?电动势公式
中的
与电压
中的
是一样的，都表示电场力做的功
C.?用内阻较大的电压表直接测量电源的正负极之间的电压值约等于电源的电动势
D.?外电路的总电阻越小，则路端电压越接近电源的电动势
13.从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。现对电路中一段金属直导线进行分析：设该导线电阻率为ρ，导线内场强为
E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。现将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示。则下列表达式正确的是（??
）
A.????????????????????????????????B.????????????????????????????????C.????????????????????????????????D.?
14.电源的电动势越大，说明（??
）
A.?在电源内部非静电力把正电荷从负极移到正极做功越多
B.?在电源内部非静电力把负电荷从负极移到正极做功越多
C.?在电源内部非静电力把单位电荷量的正电荷从负极移到正极做功越多
D.?在电源内部非静电力把单位电荷量的负电荷从负极移到正极做功越多
15.在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（??
）
A.?单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能
B.?通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能
C.?该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多
D.?把该电池接入闭合电路后，电动势减小
16.某直流电源的电动势为E，与定值电阻构成闭合回路，此时电源两端的电压为U。下列说法正确的是（
??）
A.?电压和电动势的单位都是伏特，故电源的电动势E与电源两端的电压U是同一物理量
B.?一节电动势为1.5
V的干电池在1
s内把1.5
J的化学能转变为电能
C.?一节电动势为1.5
V的干电池接入电路中，该电路每通过1
C的电荷量，干电池就把1.5
J的化学能转变为电能
D.?一节电动势为1.5
V的干电池将化学能转变为电能的本领比一块蓄电池（电动势为2.0
V）的大
二、解答题
17.李老师刚买了一个手机，该手机电池的额定容量为1200mAh
，
额定电压为
用了一段时间后，他发现手机的待机时间为10天，请你分析一下，该手机待机状态下的电流是多大？
18.铅蓄电池是太阳能供电系统中的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A，充电10h充满．该铅蓄电池储存了多少电能？
19.电池的容量也是电池的一个重要参数，电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量，通常用安培小时（A·h）或毫安小时（mA·h）做单位。一节新的普通国产5号干电池，电动势为1.5
V。作放电实验时，用0.3
A的放电电流，每天放电5
min，累计可放电15天，此后基本失效，上述干电池用于石英电子钟，可使钟走动一年时间。试估算该干电池的容量及石英电子钟的平均工作电流。
答案解析
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】A．电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，与电源的体积无关，A不符合题意；
B．电动势的国际单位为V，B不符合题意；
C．根据电动势的定义
可知，电动势越大，说明非静电力把1C正电荷在电源内部从负极送到正极做功越多，C符合题意；
D．电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电动势越大说明电源将其他形式能量转化为电能的本领越大，根据电动势的定义
可知，非静电力做功多少还与电荷量有关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】1.电源电动势与电源的体积无关.2.电动势的国际单位为V。3.
，
电动势越大，说明非静电力把1C正电荷在电源内部从负极送到正极做功越多。
2.【答案】
C
【解析】A．
是电流强度的定义式，可知I与q、t无直接关系，A不符合题意；
B．尽管电流有方向，但不是矢量，因为电流合成不遵守平行四边形定则，B不符合题意；
C．电流的单位“安培”是国际单位制中的七个基本单位之一，C符合题意；
D．电子带负电，所以在金属导体中，自由电子移动方向与电流方向相反，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】此题考查了电流的定义式，单位，标矢性（方向的定义），一题多点，通过此题可以全面了解电路定义，充分建立物理概念。
3.【答案】
A
【解析】AC．铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极所做的功为2J，即电能增加2J，与时间无关，A符合题意，C不符合题意；
B．当电池不外接电路时，两极间的电压是2V，当电池接入电路时，两极板的电压小于2V，B不符合题意；
D．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势大，转化本领大。一节干电池的电动势为1.5V，则蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池的大，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势大，转化本领大；当电源接入电路时，其两端电压小球电动势的大小；结合电动势的定义式进行分析即可。
4.【答案】
C
【解析】棒沿轴线方向以速度
做匀速直线运动时，每秒通过的距离为
米，每秒
米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，每秒内通过横截面的电量
根据电流的定义式
得到等效电流为
故答案为：C。
【分析】利用电流的定义式及电荷量的微观表达式可以求出电流的大小。
5.【答案】
C
【解析】A．
表示电池的容量，A正确，不符题意；
B．电池上的3.6V表示电池的电动势，B正确，不符题意；
CD．可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由：
可得
，手机电池工作时的电流很小，远小于500mA，C错误，符合题意，D正确，不符题意；
故答案为：C。
【分析】由题中所给出图中可以直接得出电池容量及电动势的大小，结合电池容量的意义分析CD两选项即可。
6.【答案】
D
【解析】单位长度质量为：m′=ρS；单位长度原子数为：
；每个铜原子可以提供一个自由电子，故电子数为
；电流
；而
；解得：
；
故答案为：D．
【分析】电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可。
7.【答案】
C
【解析】设汽车人的质量为
，所以车和人的总质量为
，车的最高速度为
，由题意可得
，化简可得
，C符合题意，ABD不符合题意．
故答案为：C
【分析】电动车运动的功率等于电动机输出的功率乘以电动机的效率，利用此条件列方程求解电流即可。
8.【答案】
D
【解析】根据动能定理：
，在刚射出加速电场时，一小段长为△l的电子束内电子电量为：
，电子数：
，联立解得：
，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可。
9.【答案】
C
【解析】根据电路可知，B端与电源正极相连，电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从B到A
．
t时间内通过通过溶液截面s的电荷量
，则根据电流的定义式
．
故答案为：C
【分析】本题考查电流形成原理，电荷定向移动形成电流，电流数值上等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，根据可得电流大小。
10.【答案】
D
【解析】解：A、根据I=
可知I是通过某一横截面积的电量Q与通过这些电量所用时间t的比值，当t一定时，I与Q成正比，当Q一定时，通电时间越长，电流越小．故A错误；
B、恒定电流的电流大小和方向都不随时间变化，而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，只能说明大小相等，不能说明方向也不变．故B错误；
C、电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故C错误；
D、根据I=
可知流过导体的电流与导体的电阻值成反比，电阻越大，电流越小．故D正确．
故选：D
【分析】是电流的定义式，电流数值上等于电量Q与通过这些电量所用时间t的比值，其大小由导体两端电压U和导体电阻R决定；电流有大小，方向，但电流是标量。
11.【答案】
B
【解析】阿伏伽德罗常数是联系微观和宏观的桥梁。1kg氚核所含分子数
其中m=1kg，M为氚核摩尔质量。半衰期T内，有
个分子发生衰变，即释放
个电子，又
其中t=T
得
A
故答案为：B。
【分析】质量和摩尔质量的比值得到1kg氚核的物质的量，进而计算出1kg氚核的分子数。每个分子释放一个电子，从而计算出一个半衰期内的总电量。根据电流的定义式可以计算出电流。
12.【答案】
C
【解析】A．电动势是用来描述电源将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，A不符合题意；
B．电动势公式
中的
是非静电力做的功，电势差
中的
是电场力做的功，B不符合题意；
C．由闭合电路的欧姆定律得
可知电阻越大，电流I越小，则U越接近于E，即用内阻较大的电压表直接测量电源的正负极之间的电压值约等于电源的电动势，C符合题意；
D．由闭合电路的欧姆定律得
可知外电路的总电阻越小，则电流I越大，路端电压就越小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电动势是描述电源把其他能量转化为电能的本领大小的物理量；电动势和电压属于两个不同的物理量；利用闭合电路的欧姆定律可以判别外电阻越小其路端电压越小。
13.【答案】
D
【解析】AB．在直导线内任选一个横截面S，在△t时间内以S为底，v△t为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知
其中△q=neSv△t，代入上式可得j=nev
A
B不符合题意；
CD．设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则
电流密度的定义为
将
代入得
导线的电阻
代入上式可得
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可。
14.【答案】
C
【解析】根据
可知，电源的电动势越大，在电源内部非静电力把单位正电荷从负极移到正极做功越多，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】电池的电动势大小代表电池内部非静电力把单位正电荷从负极搬到正极做功的大小。
15.【答案】
B
【解析】AB.
电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，故通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能，A不符合题意，B符合题意；
C．电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，一节7号电池的电动势为1.5V，因此该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领小，C不符合题意；
D．电动势的大小为定值，与该电池是否接入电路无关，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电动势的数值上等于非静电力对1C正电荷做功的数值大小；由于7号电池的电动势比较大所以把其他能量转化为电能的本领比较大；电动势的大小与该电池是否接入电路无关。
16.【答案】
C
【解析】A．电压和电动势的单位都是伏特，但是电源的电动势E与电源两端的电压U不是同一物理量，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，而电压是两点之间电势的差，二者的物理意义不同，A不符合题意；
B．干电池电源的电动势表示将1C的电量转移时做功为1.5J，但并不明确做功的时间。B不符合题意。
C．一节电动势为1.5
V的干电池接入电路中，该电路每通过1
C的电荷量，干电池就把1.5
J的化学能转变为电能，C符合题意；
D．一节电动势为1.5
V的干电池将化学能转变为电能的本领比一块蓄电池（电动势为2.0
V）的小，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】电动势和电压不属于同一物理量；电动势为单位电荷量非静电力所做功的大小，或单位电荷量其他能量转化为电能的大小；电动势的大小反映其他能量转化为电能的本领。
二、解答题
17.【答案】
解：该手机储存的电荷量为：
；
待机时间为：
天
；
则待机电流为：
．
【解析】【分析】手机电池的额定容量是电池容纳的总电荷量，根据可计算待机电流。
18.【答案】
解：根据W＝qE＝EIt
可解得：W＝15×4×10×3600J＝2.16×106J.
【解析】【分析】铅蓄电池储存电能等于静电力做功，根据可计算。
19.【答案】解：干电池用0.3
A放电的时间共为75
min＝1.25
h
电池的容量为q＝It＝0.3×1.25
A·h＝0.375
A·h
石英电子钟的平均工作电流为I＝
＝
?A＝4.3×10－5
A
【解析】【分析】电池的容量为正常工作时的电流大小乘以正常工作时间，单位为mAh或者Ah，利用已知条件可得出电池的容量，电池的容量除以石英电子钟工作时间即可得出石英电子钟工作时的平均电流大小。