物理必修 第三册1 电源和电流测试题

11.1 电源和电流 同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．某金属导线，如果在10s时间内有5.0×1019个自由电子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流强度是（　　）

A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A

2．关于电流，下列说法正确的是（    ）

A．通过导线截面的电荷量越多，电流越大

B．因为电流有方向，所以电流是矢量

C．单位时间内定向通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大

D．导体中有电荷运动就有电流

3．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为，负离子数为，设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是(    )

A．溶液内电流方向从A到B，电流为

B．溶液内电流方向从B到A，电流为

C．当时，电流方向从A到B，电流为

D．溶液内电流方向从A到B，电流为

4．一横截面积为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q。此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为（　　）

A．nvSt B．nvt C． D．

5．一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

C．自由电子定向移动的速率为

D．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c

6．一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　）

A． B． C．ρnev D．

7．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绕原子核沿顺时针方向做半径为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

8．已知电荷量单位是库，符号为C：电流单位是安，符号为A；时间单位是秒，符号为s．由电流的定义式可知，这三个单位之间的关系是（　　）

A．1C=1A•s B．1C=lA•s﹣1 C．1C=1A﹣1•s D．1C=1A﹣1•s﹣1

9．下列说法中正确的是(    )

A．导体中的电流是正电荷定向移动形成的

B．电荷定向移动的速率等于电流的传递速率

C．单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大

D．在导体中，只要自由电子在运动，就一定会形成电流

10．关于电流，下列说法中正确的是(     )

A．电流跟通过截面的电荷量成正比，跟所用时间成反比

B．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大

C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向

D．国际单位制中，其单位“安培”是导出单位

11．关于电流,下列各种说法中正确的是(    )

A．电流的定义式I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流

B．由I=nqsv可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大

C．电荷定向移动的方向就是电流的方向

D．因为电流有方向,所以电流是矢量

12．有甲、乙两个导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体某一横截面的电荷量是通过甲导体某一横截面的电荷量的2倍，下列说法正确的是（　　）

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相同

13．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做如图规律放电．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

14．如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的(   )

A．电流相等

B．电流不相等

C．自由电子定向移动的速率相等

D．自由电子定向移动的速率不相等

15．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．

16．如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经一直线加速器加速形成细柱形的质子流且电流恒定，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束与质子源相距和的两处各取一横截面，和，在、，两处各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为、，则（    ）

A． B． C． D．

二、解答题

17．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机待机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？

18．如图所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么：

（1）指出正、负离子定向移动的方向；

（2）电解槽中的电流方向如何？

（3）4 s内通过横截面AB的电荷量为多少？

（4）电解槽中的电流为多大？

19．某电阻两端电压为8V，20s通过的电荷为40C，则此电阻为多大？ 20s内有多少电子通过它的横截面？

20．北京正、负电子对撞机的储存环为周长的圆形轨道，当环中电流为时，若电子的速度是光速的，求在整个环中运动的电子数。

21．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？

三、填空题

22．某电解质溶液，如果在内共有个二价正离子和个一价负离子通过某截面，那么通过电解质溶液的电流是________。

23．一个半径为的绝缘圆盘，绕垂直圆盘的转动轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，圆盘边缘上均匀地分布着一圈电荷，电性均为负，单位圆弧上所带的电荷量为，当圆盘转动时，这些电荷所形成的电流大小________，电流的方向为_________。

四、多选题

24．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判断正确的是（　　）

A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效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，则等效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，等效电流将变大

D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小

参考答案

1．B

【详解】

解：由电流的定义可知：；故ACD错误，B正确．

2．C

【详解】

AC．在公式中，的大小等于单位时间内定向通过导体截面的电荷量；通过导线截面的电荷量越多，电流不一定越大，选项A错误，C正确；

B．电流虽有方向，但是电流的合成不满足平行四边形定则，则电流是标量，选项B错误；

D．无电流时导体内的自由电子永不停息地做热运动，则导体中有电荷运动，不一定就有电流，选项D错误。

故选C。

3．D

【详解】

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A到B，t时间内通过通过溶液截面s的电荷量为，则根据电流的定义式，则D正确，ABC错误；故选D．

4．A

【详解】

通过铜导线横截面的自由电子数目vt∙S∙n= nvSt；或者时间t内流过导体某截面的电量为It，则电子数为 。

故选A。

5．C

【详解】

AD．电流是由自由电子定向移动形成的；与光速及自由电子定无规则运动的速率无关；故AD错误；

BC．由电流的微观表达式可知：时间t内通过的电量

q=nvte

由电流的定义可知电流的微观表达式为

I==nev

则

v=

故C正确，B错误。

故选C。

点睛：本题要求能掌握电流的微观表达式，同时注意区分电子的定向移动速率、无规则热运动的速率以及电能的传导速率．

6．C

【分析】

考查电路和电场知识

【详解】

，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。

7．D

【详解】

电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为，根据电流的定义式可得电流强度为：，因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故D正确，ABC错误．

8．A

【详解】

根据电流的定义式，Q=It，则1C=1A•s，故A正确，BCD错误．

故选：A

9．C

【详解】

A、电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；在金属导体中形成电流时，定向移动的是电子．在电解液中形成电流时，正离子和负离子都在定向移动，故A错误．
B、电流的传递速率等于光速，电荷定向移动的速度很小，远远小于电流传递的速度，故B错误．

C、根据电流的定义，单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大，故C正确．

D、在导体中，自由电子的定向移动才能形成电流，故D错误．

10．B

【详解】

AB. 电流的定义为电量与时间的比值，即为单位时间内通过的电量，单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大．故A错误，B正确；

C. 一个量有方向并不能定义为矢量，矢量的运算必须遵循平行四边形定则，电流有方向但不符合矢量合成法则，不是矢量．故C错误；

D. 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，故D错误．

故选B

11．A

【详解】

A、电流的定义式I=q/t采用的是比值定义法，具有比值定义法的共性是普遍适用，适用于任何电荷的定向移动形成的电流；故A正确.

B、由I=nqsv可知，电流的大小跟导体的材料(决定n)，导体的横截面积(s)和电荷定向移动的速率(v)共同决定；故B错误.

C、物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷定向移动的反方向是电流的方向；故C错误.

D、电流有大小和方向，但方向是指沿着电荷运动的直线上，不同于矢量的方向；故电流是标量；故D错误.

故选A.

12．B

【详解】

AB．由于单位时间内通过乙导体某一横截面的电荷量是通过甲导体某一横截面的电荷量的2倍，根据：

可知乙导体中的电流是甲的2倍，故A错误，B正确；

CD．根据电流微观表达式：

则：

由于不知道甲、乙两导体的性质（n、q不知道），所以v的关系无法判断，故C错误，D错误。

故选B。

13．A

【详解】

根据图象可知，非洲电鳐放电一次所需的时间为，放出的电量为，则1秒钟非洲电鳐放出的电量为：；故选A.

14．A

【详解】

AB．由电流定义知，A正确，B错误；

CD．由电流的微观表达式I＝nSqv知，由于铜和铝单位体积内的自由电子个数关系未知，无法判断自由电子定向移动的速率关系，故C错误，D错误。

故选A。

15．B

【详解】

在加速电场中有

得

在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为

则电子个数

ACD错误，B正确。

故选B。

16．C

【详解】

根据电流的微观定义式可知

在处与处的电流相等

故

得

据动能定理知在处有

解得

在处

解得

联立各式得

故选C。

17．0.35C，2.16×1018个

【详解】

通过的电量为

q＝It＝4×10－6×24×3600C＝0.35C

通过的电子数为

N＝

代入数据解得

N＝2.16×1018 个

18．（1）正离子向右运动，负离子向左运动；（2）  向右；（3）16 C；（4）4 A

【详解】

（1）电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动；

（2）正电荷定向移动的方向为电流方向，则电解槽中的电流方向向右；

（3）通过横截面AB的电荷量为通过横截面AB的正、负电荷电量的和，所以4s内通过横截面AB的电荷量是8C+8C=16C．
（4）由电流强度的定义

点睛：本题考查电流的定义，要注意明确在电解质导电时，流过截面的电量为正负电荷电量绝对值的和．

19．4Ω ；2.5×1020个

【详解】

根据得通过导体的电流为

根据欧姆定律得

一个电子的电荷量为

得

个

20．5×1011

【详解】

电子运动一周所需要的时间

在圆形轨道上取一个横截面，则在时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有的电子的总电荷量为

环中具有电子数

（个）

21．

【详解】

氢原子核外的电子与原子核之间的库仑力提供电子绕核做匀速圆周运动的向心力，得；根据电流的定义式有，由于在一个周期的时间内，电子刚好绕核一圈，得电流为；联立解得：I=.

【点睛】

本题根据电流的定义式求解等效电流．有时还与牛顿第二定律结合起来求出周期，再求解等效电流．

22．5.12A

【详解】

内通过截面正离子的电荷量为

负离子的电荷量绝对值为

则电流为

将，，，代入解得

23．    顺时针方向   

【详解】

[1]设周期为

[2]由于电荷电性为负，所以电流的方向为顺时针方向。

24．AB

【详解】

截取圆环的任一截面S，如题图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有

I=

又，所以

I＝

A．由I＝可知，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，故A正确；

B．由I＝可知，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，故B正确；

CD．由I＝可知，若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，故CD错误。

故选AB。