物理：2.1电源和电流同步试题新人教版选修3-1

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高中物理新人教版选修3-1同步练习：第2章第1节电源和电流 Word版含答案

第1节电源和电流1．形成电流的条件．(1)导体中有能够自由移动的电荷．(2)导体两端存在电压．2．电流的方向．与正电荷定向移动的方向相同 ,与负电荷定向移动的方向相反．电流虽然有方向 ,但它是标量．3．电流．(1)定义式：I＝qt .(2)微观表达式：I＝nqSv．(3)单位：安培(安) ,符号A, 1 A＝1_C/s．►根底稳固1．关于电源和电流 ,以下说法中正确的选项是(C)A．电流是由大量电荷的无规那么运动形成的B．电路中只要有电源 ,就一定会有电流C．在电源外部 ,电流从电源的正极流向负极D．电流的方向总是从电源的正极流向负极解析：A.电荷的定向移动方向形成电流 ,电荷的无规那么运动不会形成电流；故A错误；B.电路中有电源 ,如果电路没有闭合 ,那么电路中没有电流 ,故B 错误；C.在电源外部 ,电流由电源正极流向电源负极 ,故C正确；D.在电源的内部 ,电流由电源的负极流向正极；故D错误．应选C.2．以下说法不正确的选项是(A)A．自由电荷运动时必定形成电流B．形成电流必须要有自由电荷C．形成电流必须要有电压D．电源的作用是维持导体两端的电压解析：A.自由电荷的定向移动形成电流 ,故A错误．BC.形成电流的条件：有自由电荷 ,两端要有电压 ,二者缺一不可 ,故BC正确． D.电源是提供能源的装置 ,电动势是表征电源的物理量 ,电源是给用电器提供电压的 ,故D正确．此题是选不正确的 ,应选A.3．关于电流的方向 ,以下说法中正确的选项是(C)A．在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向B．在电解液中 ,电流的方向为负离子定向移动的方向C．无论在何种导体中 ,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D．在电解液中 ,由于是正负电荷定向移动形成电流 ,所以电流有两个方向解析：电流的方向与正电荷定向移动的方向相同 ,与负电荷定向移动的方向相反 ,应选项C正确．4．关于电流的说法中正确的选项是(D)A．根据I＝qt,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 ,那么导体中的电流是恒定电流C．电流有方向 ,电流是矢量D．电流的单位 "安培〞是国际单位制中的根本单位解析：依据电流的定义式可知 ,电流与q、t皆无关 ,显然选项A是错误的；虽然电流是标量 ,但是却有方向 ,因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等 ,方向变化 ,电流也不是恒定电流 ,所以 ,选项B也是错误的．电流是标量 ,应选项C也不对．5．电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为×10－6 m2的导线 ,那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19 C)(D)A．0.016 μA B．1.6 mAC．16 μA D．0.16 μA解析：由电流的定义式I＝qt可知 ,电流大小与横截面积无关 ,代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA.6．一台半导体收音机 ,电池供电的电流是8 mA ,也就是说(B) A．1 h电池供应8 C的电荷量B．1 000 s电池供应8 C的电荷量C．1 s电池供应8 C的电荷量D．1 min电池供应8 C的电荷量解析：由公式I＝qt,供应8 C电荷量时的通电时间t＝qI＝88×10－3s＝1 000s．应选B.►能力提升7．关于稳恒电场 ,以下说法不正确的选项是(A) A．稳恒电场的电场强度随时间而变化B．稳恒电场的电场强度不随时间而变化C ．稳恒电场是导体中形成电流的条件D ．电源可以使导体中形成稳恒电场解析：稳恒电场是指电场强度的大小方向随时间均不变化的电场；A 错 ,B 对；稳恒电场保持恒定的电压 ,是电路中形成电流的必要条件 ,C 对；电源的作用是提供电能 ,使正负极产生稳定的电压 ,形成稳定的电场．D 对．故答案选A.8．如果在导体中产生了电流 ,那么以下说法中正确的选项是(C)A ．导体两端的电压为0 ,导体内部的场强不为0B ．导体两端的电压为0 ,导体内部的场强为0C ．导体两端的电压不为0 ,导体内部的场强不为0D ．导体两端的电压不为0 ,导体内部的场强为0解析：在导体内产生了电流 ,说明自由电荷在静电力的作用下发生定向移动 ,因此导体内部的场强不为零 ,导体两端的电压也不为零 ,选项C 正确．9．铜的相对原子质量为m ,密度为ρ ,每摩尔铜原子有n 个自由电子 ,今有一根横截面积为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(D)A ．光速c B.I neS C.ρI neSm D.mI neS ρ解析：假设电子定向移动的速率为v ,那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S 中的自由电子数 ,而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ ,摩尔数为vtS ρm, 所以电荷量q ＝vtS ρne m. 因电流I ＝q t ＝vS ρne m ,解得：v ＝Im neS ρ. 10．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0 ,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．电子的电荷量为e 、质量为m ,那么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(B) A.I ΔleSm 2eU B.I Δl e m 2eU C.IeS m 2eU D.IS Δl e m 2eU解析：根据动能定理得eU ＝12mv 2得到 ,v ＝2eU m ①在刚射出加速电场时 ,一小段长为Δl 的电子束内电子电量为q ＝I Δt ＝I Δl v②电子数n ＝q e③ 联立①②③得到：n ＝I Δl e m 2eU .。

人教版高中物理选修3-1《2.1电源和电流》同步试题.docx

高中物理学习材料桑水制作一．选择题1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（）A．有可以自由移动的电荷； B．导体两端有电压；C．导体两端有方向不变的电压； D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压。

2．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说（）A．1h电池供给1C的电量 B．1000s电池供给8C的电量C．1s电池供给8C的电量 D．1min电池供给8C的电量3．关于电流，下列说法中哪些是正确的（）A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率；B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大；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，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位。

4．有一横截面积为S的铜导线，流径其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有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，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为（）A．nvs/△t ； B．nv△t ； C．I△t/e ； D．I△t/se 。

5．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是（）A．导体内部的电场强度为零 B．导体是个等势体C．导体两端有恒定的电压存在 D．通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等6．关于电流，下列说法中正确的是（）A．通过导线截面的电量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量二．填空题7．电源是把______能转化为______能的装置，电动势是描述电源这种本领的物理量，它的单位是________，它是_______（填标量或矢量）。

8．在一条通有恒定电流的导线中，电流是I。

如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__________。

2.1 电源和电流(新人教版选修3-1)

1 电源和电流-同步练习61.下列有关有电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( )A.导线内部的电场就是电源所形成的电场B.在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部电场不是稳定的C.因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D.导线内部的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的2.关于电流，下列说法中正确的是( )A.导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率B.电子运动的速率越大，电流越大C.电流是一个矢量，其方向就是正电荷的定向移动方向D.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3.以下说法中正确的是( )A.只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了4.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面面积S 铝=2S 铜，在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A.I A =I BB.I A =2I BC.I B =2I AD.不能确定5.关于电源的作用，下列说法中正确的是( )A.电源的作用是能为电路提供自由电荷B.电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流C.电源的作用能直接释放电能D.电源的作用就是使自由电荷运动起来能力提高6.设金属导体的横截面积为S ，单位体积内的自由电子数为n ，自由电子定向移动速度为v ，那么在时间t 内通过某一横截面积的自由电子数为_________;若电子的电荷量为e ，那么在时间t 内，通过某一横截面的电荷量为_________；若导体中的电流为I ，则电子定向移动的速率为_________.7.在某次闪电中，持续的时间0.005 s ，所形成的平均电流约为6×104 A.若闪电过程中流动的电荷量以0.5 A 的电流通过电灯，可供灯照明的时间为_________.8.如图所示，由实验测得在5 s 的时间内，从左往右穿过截面S 的正电荷为2 C ，从右往左穿过截面S 的电荷量为2 C （负电荷），那么，电解液中的电流为_________ A.如果加在电解液两端的电压为10 V ，那么电解液的电阻为_________ Ω.。

人教版高中物理选修31《2.1电源和电流》同步训练试题解析

高中物理学习资料金戈铁骑整理制作一、选择题1．关于电源的作用，以下说法正确的选项是()A．电源的作用是能为电路连续地供应自由电荷B．电源的作用是能直接释放出电能C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有连续的电流D．电源的作用就是使自由电荷运动起来剖析：选 C.电源其实不是产生电荷的装置，它的作用是保持导体两端有必然的电势差，从而使电路中有连续的电流产生，故只有 C 正确．2．金属导体中有电流时，自由电子定向搬动的速率为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．无法确定剖析：选 C.电场流传的速率 (或电流的传导速率 )等于光速，而电子无规则热运动的速率，常温下数量级为 105m/s，自由电子定向搬动的速率数量级一般为－ 510 m/s，所以 C 选项正确．3．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()－ 6A－13AA ．×10B． 3× 10－ 6A－ 6AC．×10D． 3× 10q ne6× 1013××10－19剖析：选 A. I＝＝＝2At t＝× 10－6 A.4．有甲、乙两个由同种金属资料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的两倍，以下说法中正确的选项是()A．甲、乙两导体的电流相同B．乙导体的电流是甲导体的两倍C．乙导体中自由电荷定向搬动的速率是甲导体的两倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向搬动的速率大小相等剖析：选q错B对；由1B.由I＝知A I＝ nqSv 得： v 甲＝ v 乙，所以 C、 D 错．t45．北京正负电子对撞机的储蓄环是长为240 m 的近似圆形轨道，当环中的电流为10 mA 时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数量为()1119A ．×10B． 5× 10C．×1013D．×103剖析：选 A. 电子运动一周所需要的时间：t＝1240－ 6×3× 108s＝ 8× 10s10在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子恰巧都经过该截面，故环中拥有电子的电量为：q ＝ It ＝ 8× 10－6× 10× 10－ 3 C ＝8× 10－8 C－8环中拥有电子数N ＝ q ＝8×10 － 19个＝ 5× 1011个．故 A 对．×106．如图 2－ 1－ 3 所示，一根横截面积为 S 的平均长直橡胶棒上平均带有负电荷，每米电荷量为 q ，当此棒沿轴线方向做速率为 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 2－1－3q A ． vq B.vC ． qvSD ． qv/SQ ＝vt ·q.等效电流 I ＝Q＝剖析：选 A. 在运动方向假设有一截面，在 t 时间内经过截面的电量t vq ，故 A 项正确．7．如图 2－ 1－ 4 所示，电解池内有一价的电解液，t s 内经过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是 n 2，设基元电荷为e ，以下讲解中正确的选项是 ()图 2－1－4A ．正离子定向搬动形成电流方向从 A →B ，负离子定向搬动形成电流方向从B → A B ．溶液内正负离子向相反方向搬动，电流抵消C ．溶液内电流方向从 A → B ，电流 I ＝ n 1＋ n 2 e2tn 1 ＋n 2 eD ．溶液内电流方向 A →B ，电流 I ＝ t剖析：选 D. 正离子定向搬动方向为电流方向，负离子定向搬动方向和电流方向相反，正、负离子向相反方向搬动，电流不能够抵消，故A 、B 错．由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，故C 错，D 对． 8．来自质子源的质子 (初速度为零 )，经素来线加速器加速，形成电流为 I 的细柱形质子流．已知质子源与靶间的距离为d ，质子电荷量为e ，假设分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场，质子到达靶时的速度为 v ，则质子源与靶间的质子数为 ()Id 2Id A. ev B. evId 2Id C. vD. vne剖析：选 B. 设质子源与靶间的质子数为n ，则 I ＝ d ＝ nev ，n ＝2Idv 2d ev .29．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，当经过的电流为 I 时，电子平均定向搬动的速率为 ( )I A ．光速 cB.neS ρImIC.neSmD.neS ρ剖析：选 D.假设电子定向搬动的速率为v ，那么在 t 秒内经过导体横截面的自由电子数相当于在体积 vt ·S 中的自由电子数，而体积为vtS ρ ne q vS ρ enq ＝m .因电流 I ＝ t ＝ m，于是得：vtS ρvtS 的铜的质量为 vtS ρ，摩尔数为 m ，所以电量Imv ＝.二、计算题10． (1) 在金属导体中，若 10 s 内经过横截面的电荷量为 10 C ，则导体中的电流为多少安？(2) 某电解槽横截面积为 0.5 m 2，若 10 s 内沿相反方向经过横截面的正、负离子的电荷量均为 10 C ，则电解液中的电流为多少安？剖析： (1)10 s 内经过某一横截面的电量是10 C ，q10 C所以 I ＝＝＝1A(2) 正电荷形成的电流为I 1＝10 C＝ 1 A10 s负电荷形成的电流为I 2＝10 C＝1 A10 s因负电荷形成的电流方向与其定向搬动方向相反，所以两种电荷形成电流方向相同．故电解液中的电流为： I ＝I 1＋I 2＝2 A.答案： (1)1 A (2)2 A1 mm 2.11．导线中的电流是 1 A ，导线的横截面积为－ 19(1) 在 1 s 内，有多少个电子经过导线的横截面 (电子电荷量 e ＝× 10 C)?(2) 自由电子的平均搬动速率是多大(设导体每立方米内有 8.5 × 1028 个自由电子 )?(3) 自由电子沿导线搬动 1 cm ，平均要多少时间？剖析： (1)N ＝q ＝ It ＝ 1× 1个＝ 6.25 × 10 18 个．－ 19 e e × 10(2) 由公式 I ＝ neSv.I 1v ＝ neS＝× 1028×× 10－ 19× 10－6m/s＝ × 10－5 m/s.(3) 以这样的速率沿导线流传1 m 需用时t ＝ 1－ 5 s ＝ 3.8 h.× 10(2)7.4 ×10－5答案：× 1018m/s (3)3.8 h。

[精品]新人教版高二物理同步习题2.1《电源和电流》新人教版选修3-1及答案

高二物同步训练试题解析一、选择题1．关于电的作用，下列说法正确的是( )A．电的作用是能为电路持续地提供自由电荷B．电的作用是能直接释放出电能．电的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电的作用就是使自由电荷运动起解析：选电并不是产生电荷的装置，它的作用是保持导体两端有一定的电势差，从而使电路中有持续的电流产生，故只有正确．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．v3最大D．无法确定解析：选电场传播的速率(或电流的传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，常温下量级为105 /，自由电子定向移动的速率量级一般为10－5 /，所以选项正确．3．在示波管中，电子枪2 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( )A．48×10－6 A B．3×10－13 A．96×10－6 A D．3×10－6 A解析：选A I＝＝＝ A＝48×10－6 A4．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A．甲、乙两导体的电流相同B．乙导体的电流是甲导体的两倍．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等解析：选B由I＝知A错B对；由I＝qSv得：v甲＝v乙，所以、D错．5．北京正负电子对撞机的储存环是长为240 的近似圆形轨道，当环中的电流为10 A时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子目为( )A．50×1011B．5×1019．10×1013D．10×103解析：选A电子运动一周所需要的时间：＝＝8×10－6在圆形轨道上任取一横截面，则在时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q＝I＝8×10－6×10×10－3＝8×10－8环中具有电子N＝＝个＝5×1011个．故A对．6．如图2－1－3所示，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率为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2－1－3A．vq B．qvS D．qv/S解析：选A在运动方向假设有一截面，在时间内通过截面的电量Q＝v·q等效电流I＝＝vq，故A项正确．7．如图2－1－4所示，电解池内有一价的电解液，内通过溶液内截面S的正离子是1，负离子是2，设基元电荷为，以下解释中正确的是( )图2－1－4A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→AB．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消．溶液内电流方向从A→B，电流I＝错误！未定义书签。

2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 2.1 电源和电流同步练习

2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 2.1 电源和电流同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共12题；共28分)1. （2分）在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示。

电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动的变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象（）a ．电珠L不亮；电流表示数几乎为零b ．电珠L亮度增加；电流表示数增大c ．电珠L开始不亮；后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d ．电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述a b c d四种现象对应的电路序号为A . ③①②④B . ③④②①C . ③①④②D . ②①④③2. （2分） (2016高二上·新疆期中) 为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的（）A . 一个电流表和一个电阻箱B . 一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C . 一个电压表和一个电阻箱D . 一个电流表和一个变阻器3. （2分） (2016高二上·白银期中) 如图所示，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率为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 . vqB .C . qvSD .4. （2分）关于三个公式、、的适用范围，以下说法正确的是（）A . 第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率B . 在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率C . 在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式求电功率、热功率均可D . 由可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率5. （2分） (2016高二上·辽源期中) 一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I．已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA ，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（）A .B .C .D .6. （2分） (2016高二上·济南期中) 关于电动势，以下说法正确的是（）A . 电源的电动势与外电路的组成有关B . 工作中的电源两极间的电压等于电源电动势C . 电源电动势越大，电源内静电力做功越多D . 电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越强7. （2分）在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，则（）A . A灯变亮，B灯变暗B . A灯和B灯都变亮C . 电源的输出功率减小D . 电源的工作效率降低8. （2分） (2019高二上·长治月考) 关于电动势，下列说法正确的是（）A . 电动势与非静电力做的功成正比，与移送的电荷量成反比B . 电动势单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样C . 铅蓄电池的电动势为2V，表示蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能D . 铅蓄电池（电动势为2V）将化学能转化为电能的本领比干电池（电动势为1.5V）大9. （3分）如图所示，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匀速转动，将产生等效电流，则A . 若不变而使电荷量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不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C . 若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，电流将变大D . 若使、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，电流将变小10. （3分） (2017高二下·安徽期中) 如图所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN．拉动MN，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中，闭合回路的（）A . 感应电动势保持不变B . 感应电流保持不变C . 感应电动势逐渐增大D . 感应电流逐渐增大11. （3分）(2016·上海) 如图所示电路中，电源内阻忽略不计。

高中物理选修3-1《2.1 电源和电流》测试卷解析版

高中物理选修3-1《2.1 电源和电流》测试卷解析版一．选择题（共22小题）
1．下列关于电流方向的说法中，不正确的是（）
A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
B．电流的方向就是正电荷定向移动的方向
C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同
【分析】电荷的定向移动形成电流，定向移动的电荷可以是正电荷，可以是负电荷，可以是正负电荷向相反方向定向移动形成电流．但是规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．
【解答】解：A、B、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，故A错误，B正确；
C、在金属导体中，自由电荷是电子，电子带负电，电流的方向与自由电子定向移动的方
向相反，故C正确；
D、在电解液中，自由电荷是正负离子，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，故D
正确；
本题选择错误的，故选A。

【点评】本题考查了电流的形成、电流方向的规定、电源外部电流方向和金属导体中电流方向．
注意：一定要注意负电荷定向移动的方向与电流方向是相反的．
2．关于电流，下列说法正确的是（）
A．根据I ＝可知，I与q成正比
B．如果在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，因此电流是矢量
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
【分析】电流由通过某一横截面积的电量q与通过这些电量所用时间t共同决定；恒定电流的大小和方向始终保持不变；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；“安培”是国际单位制中七个基本单位中的一个，也是电学中的唯一一个．
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人教版高中物理选修3-1：2.1 电源和电流同步课时练习

第二章理定电流1 电源和电流记一记电源和电流知识体系2个概念——电源、电流2个公式——I ＝q t 、I ＝mqs v3个速率——电荷的定向移动速率电场的传导速率电荷的热运动速率辨一辨1.电源能把其他形式的能转化为电能．(√)2．必须有电源，自由电荷才能在电路中移动．(×)3．恒定电场形成后电路中的电荷不再发生移动．(×)4．电荷移动的方向就是电流的方向．(×)5．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(√)6．电流既有大小，又有方向，是矢量．(×)想一想1.直流电路中的电场和静电场有何异同？提示：它们都是由电荷产生的，只不过静电场是由带电体所带的静止电荷产生的，而直流电路中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同产生的．2．在相同时间内有等量的正、负电荷沿相反方向通过同一截面时，电路中的电流是零吗？提示：不是零．向某一方面通过一定的负电荷，等效于向相反方向通过量的正荷．3．教室内开关一闭合，电灯立即亮了起来，是发电机中的自由电荷运动到电灯中了吗？提示：不是．因直电路中自由电荷定向移动的速率很小，约为10－5 m/s的数量级，而电场的传导速率为108 m/s的数量级，电键闭合的瞬间，发电机中产生的电场立即传到了灯泡中，灯泡中的自由电荷在传导来的电场作用下几乎在电键闭合的同时定向移动起来形成电流而使灯泡发光．4．电荷热运动的速率也是相当大的，约为105 m/s的数量级，它对电流的形成有贡献吗？提示：没有．因自由电荷热运动是杂乱无序、毫无规则的，在任何相等的时间内，因热运动通过某一截面的电荷量总是零．思考感悟：练一练1.[2019·天水一中期末测试]关于电流，下列说法正确的是()A．通过导线截面的电量越多，电流越大B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，则导体中电流越大C．电流有方向，因此电流是矢量D．通电时间越短，电流越大答案：B2．[2019·浦东新区普通高中学业水平考试]下列物理量中，属于矢量的是()A．功B．重力势能C．电流D．电场强度答案：D3．[2019·河南信阳二中期中]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v0B．自由电子定向移动的速率为v＝1 neSC．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD．自由电子定向移动的速率为v＝I ne答案：D4．[2019·山西榆次一中月考]电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为() A．1 500个B．9.375×1019个C．9.375×1021个D．9.375×1020个答案：C要点一对电流的理解1.北京正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流为10 mA时，若电子的速率为光速的十分之一，则在整个环中运行的电子数目为()A．5×1011个B．5×1019个C．1.0×1013个D．1.0×103个解析：储存环中所有电子全部通过某一横截面的时间t＝240 3×107s＝8.0×10－6 s，由I＝net得：n＝Ite＝10×10－3×8.0×10－61.6×10－19＝5.0×1011(个)答案：A2.在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示．如果测得 2 s内分别有 1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流为多大？解析：由电流方向规定为正电荷定向移动方向知溶液中电流方向为：A→B由I＝q＋＋|q－|t＝2.0×1018×1.6×10－192A＝0.16 A答案：电流方向A→B，大小0.16 A3．(多选)关于电源的作用，下列说法正确的是()A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用就是使自由电荷运动起来答案：BC4．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是()A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 项错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B项正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C项错误．电源是对电路提供能量的装置，故D项错误．答案：B要点二电流的微观表达式5.(多选)一横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设每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率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A．n v SΔt B．n vΔtC.IΔt1 D.IΔtSq解析：由I＝Qt可得，在Δt时间内通过导线横截面的电荷量Q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N＝Qq＝IΔtq，所以C项正确，D项错误；由于自由电子定向移动的速率是v，所以在时间Δt内，位于横截面积为S、长为l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面，这段导线的体积V＝Sl＝S vΔt，所以Δt内通过横截面的自由电子数为N＝nV＝n v SΔt，A项正确，B项错误．答案：AC6．铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为()A．光速c B.I neSC.ρIneSm D.mIneSρ解析：铜的摩尔体积V＝m/ρ，所以铜中单位体积内的自由电荷数N＝MV＝npm.由I＝NeS v得：v＝INeS＝mIneSρ.即D项正确．答案：D7.如图所示，一根截面积为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．v q B.q vC．q v S D.q v S解析：在运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为Q＝v t·q，等效电流I＝Qt＝v q，故A项正确．答案：A基础达标1.下列说法正确的是()A．电源的作用是使电路中产生电荷B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流D．导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的解析：电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷(并不是创造了电荷，而是使正、负电荷发生了分离)，这样电源两端就会产生电压，电压使电路中的电荷发生定向移动形成电流，而不是产生电荷，A项错误，B项正确；电路中形成持续的电流的条件是有电源且电路闭合，C项错误；导线中的电场是由电源电场和导线所积累的电荷共同形成的，D项错误．答案：B2．关于导线中的电场，下列说法正确的是()A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种解析：导线内的电场线与导线是平行的，故A项错误；导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B项正确；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D两项错误．答案：B3．(多选)在由电源、导线等电路元件组成的电路中，下列说法正确的是()A．导线处于静电平衡状态B．导线中的电场强度处处为零C．导线中的电场方向跟导线方向平行D．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低解析：在电源和导线中积累的电荷的共同作用下，垂直于导线方向的电场相互抵消，在导线中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场方向跟导线方向平行，说明导线不是处于静电平衡状态，故A、B两项错误，C项正确；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D项正确．答案：CD4．关于电流的方向，下列叙述中正确的是()A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同解析：电流的方向是人为规定的，物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反．答案：C5．如图为一由不同金属材料制成的导体，左、右部分分别为A、B，且两部分导体的横截面积关系为S B＝2S A.如果在相等的时间内通过A、B的横截面的电荷量相等．则流过A、B的电流的关系为()A．I A＝I B B．I A＝2I BC．I B＝2I A D．不能确定解析：这个题目中有些干扰条件，例如两个横截面的面积不相等，导体的组成材料不同，但关键是在单位时间内通过两横截面的电荷量相等，根据I＝qt可知电流相等，A项正确，B、C、D三项错误．答案：A6．金属导体中能产生恒定电流的条件是()A．有自由电子B．导体两端有电势差C．导体两端有方向不变的电压D．导体两端有恒定的电压解析：导体中形成电流的条件是导体两端存在电压，要产生恒定的电流，导体两端的电压要恒定不变，D项正确．答案：D7．下列关于电流的说法正确的是()A．电荷移动的方向就是电流的方向B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安C．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量D．由I＝Qt可知，时间越长，电流越小解析：正电荷的定向移动方向是电流的方向，故A项错误；国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，故B项正确；电流有方向，但电流的运算不适用平行四边形定则，电流是标量，故C 项错误；电流的定义采用比值定义法，I与t无关，故D项错误．答案：B8．(多选)下列对公式I＝qt的理解正确的是()A．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B．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多C．导体的通电时间越短，则形成的电流越大D．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大解析：在国际单位制中，共有七个基本物理量，电流是其中之一，A项正确；电流是单位时间内流过导体某一横截面的电荷量的多少，则B、C两项错误，D项正确．答案：AD9．某款电池供电电流是8 mA，说明()A．该电池正常工作125 s，共供给10 C的电荷量B．该电池正常工作1 000 s，共供给8 C的电荷量C．该电池正常工作1 s，共供给8 C的电荷量D．该电池正常工作1 min，共供给8 C的电荷量解析：电流I＝8 mA＝8×10－3A＝8×10－3C/s，即1 s供给8×10－3 C的电荷量，1 000 s供给8 C的电荷量，可知B项正确，A、C、D三项错误．答案：B10．如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I.已知导体左侧的横截面积为S，导体中单位长度的自由电子数为n，自由电子热运动的速率为v0，自由电子的电荷量用e 表示，真空中的光速用c表示．假设自由电子定向移动的速率为v，则()A．v＝v0B．v＝I neSC．v＝c D．v＝I ne解析：电流微观表达式I＝nqS v，式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度v t内的自由电子数，其数量为n v t，电荷量q＝n v te，所以电流I＝qt＝ne v，所以v＝Ine，故D项正确，B项错误；易知A、C两项错误．答案：D11．(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沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是()A．橡胶圆环中产生顺时针方向的电流B．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C．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D．若使ω、Q不变，使环半径增大，电流将变大解析：因为电流方向为正电荷的定向移动方向，所以橡胶圆环中产生的是逆时针方向的电流，A项错误；截取圆环的任一截面S，如图所示，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＝qt＝Qt，又T＝2πω，所以I＝Qω2π，可以看出ω不变、Q变为原来的2倍时，电流加倍，B项正确；Q不变，ω加倍时，电流也加倍，C项正确；由I＝Qω2π知，电流的大小与橡胶圆环半径无关，D项错误．答案：BC12．通常一次闪电历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成，每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中，在某一次闪电前云、地之间的电势差约为1×109V，云、地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云、地间的电场是均匀的，根据以上数据，下列判断正确的是() A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC．闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/mD．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J解析：由I＝qt＝66×10－5A＝1×105 A可知，A项正确；由E＝Ud＝1×1091×103V/m＝1×106V/m知，C项正确；由W＝qU＝6×1×109 J＝6×109 J知，D项错误；P＝Wt＝6×1090.2W＝3×1010W，B项错误．答案：AC能力达标13.如图是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附m mol电子，每昼夜能除尘n kg，计算高压电源的电流强度I，电子电量设为e，阿伏加德罗常数为N A，一昼夜时间为t.解析：根据电流强度定义式I＝Qt，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电量Q跟煤粉吸附的电量Q′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电量Q′＝12Q.因为Q′＝mnN A e，Q＝It，故mnN A e＝12It，I＝2mnN A e/t.答案：2nmE A e/t14．设横截面积为1.0 mm2铜导线中通过1.0 A电流．铜在单位体积中的自由电子数为8.5×1028个，电子的电荷量为1.6×10－19 C，试计算这时自由电子的定向移动速率为多少？而常温下金属中自由电子热平均速率约为105 m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速3.0×108 m/s，就这些知识，你能否描述一下电路接通后金属导体中自由电子运动的情景．解析：由I＝qt，且q＝nVe＝nS v te，即I＝neS v，所以v＝IneS，可算出自由电子的定向移动速度v约为：7.4×10－5 m/s.金属导体中各处都是自由电子，电路一旦接通，导线中便以电场的传播速率3.0×108 m/s在各处迅速地建立起电场，在这个电场的作用下，导线各处的自由电子几乎同时开始以很小的定向移动速率7.4×10－5m/s做定向运动，整个电路几乎同时形成了电流．但同时，由于金属中自由电子的热平均速率约为105 m/s，显然这个速率远大于自由电子的定向移动速率，所以金属导体通电后，导体各处的自由电子几乎同时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动．答案：见解析。

2018-2019年高中物理人教版选修3-1：2.1电源和电流同步练习- Word版含解析

2.1电源和电流同步练习一、单选题1.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此A. 电动势是一种非静电力B. 电动势越大，表明电源储存的电能越多C. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映D. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】解：A、电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，故A错误．BC、电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，故B错误，C正确．D、电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，故D错误．故选：C．2.如图所示，已知，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为，则电池的电动势等于A. 1VB.C. 2VD. 4V【答案】C【解析】【分析】当开关S闭合时，电阻与并联后与串联，当S断开时，与串联，电压表测量的电压根据闭合电路欧姆定律对两种情况分别列式，联立即可求得电源的电动势E。

对于闭合电路，根据两种情况由闭合电路欧姆定律列出方程组，是求解电源电动势和内电阻常用的方法和思路，要加强这方面的训练，做到熟练掌握。

【解答】当开关S闭合时，电阻与并联后与串联，外电路总电阻为：，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：当K断开时，与串联，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：，联立解得：，，故ABD错误，C正确。

3.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，在时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为A. B. C. D.【答案】C【解析】解：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．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e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：，故C正确．故选：C4.下列用电器中，利用电流的热效应的是A. 洗衣机B. 电视机C. 电熨斗D. 电冰箱【答案】C【解析】解：A、洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A错误；B、电视机也是利用了电流的磁效应来工作的，故B错误；C、电熨是利用了电流的热效应，来加热的，故C正确．D、电冰箱工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的故D错误；故选：C．向右移动若测得4s内分别有个和通过溶液内部的横截面M，那么溶液中的电流方向和大小为A. 水平向左B. 水平向右C. 水平向左D. 水平向右【答案】B【解析】解：由题意可知，4s内流过截面上的电量；则电流强度；水平向右移动，所以电流方向向右．6.铅蓄电池的电动势为2V，这表示A. 电路中每通过1C的电量，电源就把2J的电能转化为化学能B. 蓄电池两极的电压为2VC. 蓄电池在1秒内将2J的化学能转化为电能D. 蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池电动势为的大【答案】D【解析】【分析】电动势是一个表征电源特征的物理量定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于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时所做的功它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用常用符号有时也可用表示，单位是伏．本题关键是明确电动势的概念、物理意义、单位；同时应该知道：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反．【解答】A.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时所做的功为2J，即2J化学能转化为电能，故A错误；B.电源两极间电压，当电源不接入电路时，等于电源的电动势；当接入电路时，小于电源的电动势，故B错误；C.电源每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能，不是在1s内将2J的化学能转变成电能故C错误；D.电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，故D正确；故选D。