人教版物理高二选修3-1第2章第1节电源和电流同步检测卷 word版含答案

人教版物理高二选修3-1第2章 第1节电源和电流同步检测卷
一、选择题
1．重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5价重离子束，其电流强度为1.2×10-5A ，则在1s 内发射的重离子个数为（e =1.6×10-19A ）（ ） A ．3.0×1012 B ．1.5×1013 C ．7.5×1013 D ．3.75×1014 答案：B
解析：解答：设1s 内发射的重离子个数为n ，则1s 内发射的电荷量q =5ne ，由电流定义式可知t ne t q I 5==所以13105.15⨯==e
It
n 故A 、C 、D 错误。

故选B
分析：利用电流定义式t
q
I =
计算电流大小。

2．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 答案：C
解析：解答：电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量，故A 错，C 对； 电流的微观表达式I=nesv ，电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B 错；
矢量运算遵循平行四边形定则，标量的运算遵循代数法则，电流的运算遵循代数法则，故电流是标量，故D 错。

故选C
分析：电流是标量，且电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量。

3．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
答案：C
解析：解答：正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以选项C 正确、D 错误；
金属导体中自由电子带负电，其定向移动方向与电流方向相反同，所以选项A 错误；电解质导体时，电流方向与正离子定向移动方向相同，所以选项B 错误； 故选C
分析：正电荷定向移动的方向为电流的方向，据此分析判断。

4．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 答案：D
解析：解答：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T ，半径为r ，则
由r v m qvB 2=，得qB
m v r =，qB m
T π2=，环形电流m B q t q I π22==，所以I 与q 的平方成正
比，与v 无关；与B 成正比，与m 成反比。

分析：利用带电粒子在匀强磁场中的运动求出带电粒子运动周期，即电荷通过横截面积的时间，利用t
q
I =
可计算等效电流。

5．有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为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度为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 ．nvS
B ．nv Δt
C ．q t I ∆
D ．Sq
t I ∆ 答案：C
解析：解答：在△t 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v △t ，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v △tS ．又由于单位体积的导线有n 个自由电子，在△t 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvS △t ，选项A 、B 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I △t ，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q
t
I ∆，选项C 正确，D 错误。

故选C
分析：利用电流微观定义式I=nesv 计算自由电子数目。

6．一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过导体截面的电量q 与通电时间t 的图象如图所示，此图线的斜率（即tanα）等于（ ）
A ．U
B ．R C.R U D. R
1 答案：C
解析：解答：由q=It 知道，在q-t 图像中斜率表示电流，又因为R U I =，所以斜率R
U
k =，C 正确。

故选C
分析：q-t 图像的斜率表示电流大小。

7．用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达式中属于用比值定义物理量的是（ ） A.加速度t v a ∆∆=
B.电流R U
I = C.电场强度q
F
E = D.磁感应强度IL
F B =
答案：ACD
解析：解答：A 、加速度的定义是速度变化量与所用时间的比值，故t
v
a ∆∆=属于比值定义法，故A 正确； B 、电流R
U
I =
中电流I 与U 成正比，与电阻R 成反比，故不属于比值定义法，故B 错误； C 、电场强度与放入电场中的电荷无关，所以q
F
E =
属于比值定义法，故A 正确； D 、磁感应强度与放入其中的电流无关，故也属于比值定义法；故D 正确； 故选：ACD
分析：用比值法定义物理量是物理上常用的思想方法，可以根据定义出的物理量与两个物理量有无关系，判断是否是比值法定义。

8．一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U 时，通过导线的电流为I ，导线中自由电子定向移动的平均速率为v ，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的2
1
，再给它两端加上电压2U ，则（ ）
A ．通过导线的电流为
I 81 B ．通过导线的电流为I 16
1 C ．导线中自由电子定向移动的速率为v 41 D ．导线中自由电子定向移动的速率为v 2
1
答案：AD
解析：解答：将导线均匀拉长，使其半径变为原来的21，横截面积变为原来的4
1
倍，导线长度要变为原来的4倍，金属丝电阻率不变，由电阻定律S
L
R ρ=可知，导线电阻变为原
来的16倍；电压变为2U ，由欧姆定律R U I =可知，电流变为原来的8
1
；故A 正确，B 错
误；
电流I 变为原来的
81，横截面积变为原来的4
1
，单位体积中自由移动的电子数n 不变，每个电子粒所带的电荷量e 不变，由电流的微观表达式I=nesv 可知，电子定向移动的速率变为原来的
2
1
，故D 正确，C 错误。

故选AD
分析：利用阻决定式S L R ρ
=和欧姆定律R
U I =可判断电流的变化情况。

9．下列数据最接近实际情况的是( ) A ．使人感到舒适的温度约是23℃ B ．台灯正常工作时的电流约是2A C ．中学生步行的速度约是5 m/s
D ．中学生从一楼匀速上到三楼所做的功约是300J 答案：A
解析：解答：A ．使人感到舒适的温度约是23℃；
B ．台灯正常工作时的电流约是0.05A ；
C ．中学生步行的速度约是1 m/s ；
D ．中学生从一楼匀速上到三楼所做的功约是3000J 。

故选A
分析：对于常见的物理量需要有一定的了解。

10．关于电流强度，下列说法中正确的是（ ）
A.单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流强度越大
B.电子运动的速率越大，电流强度越大
C.通过导线横截面的电量越多，电流强度越大
D.因为电流有方向，所以电流强度是矢量 答案：A
解析：解答：根据t
q
I =可知，单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流强度越大，选项A 正确；
根据I=nesv 可知，电子运动的速率越大，电流强度不一定越大，选项B 错误； 根据t
q
I =
可知，通过导线横截面的电量越多，由于时间不确定，故电流强度不一定越大，选项C 错误；
电流有方向，但是电流强度是标量，选项D 错误； 故选A
分析：电流是标量，电流大小是指单位时间内通过横截面积的电荷量。

11．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。

已知电子的电量为e 、质量为 m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为△L 的电子束内电子个数是 （ ） A.
eU m eS L I 2∆ B. eU m e L I 2∆ C.
eU m eS I
2 D. eU
m
e L IS 2∆ 答案：B
解析：解答：电子在电场中被加速，根据动能定理得221
mv eU =
，得到m
eU
v 2= 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v
L I
t I q ∆=∆=
电子数e q n =，所以电子数eU
m e L I n 2∆= 故选B
分析：利用电流定义式t
q
I =
计算出电荷量q ，利用q=ne 计算出电子个数。

12．根据学过的物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A ．自行车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的
B ．夏天，大树周围比较凉爽是因为树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低
C ．某一电解电容器外壳上标注的是：“300 V 5 μF ”， 该电容器只能在300 V 电压时正常工作
D ．某普通7号锌锰干电池的容量是400 mA·h ，则此电池以40 mA 电流为用电器供电，可以工作10 h 答案：BD
解析：解答：惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素无关，故A 错误；
蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气，增加空气湿度，降雨量增多；蒸腾作用散失水分，吸收热量，使气温降低；夏天大树还能遮挡阳光，降低温度；故B 正确；
300V 是电容器允许的最高电压，5 μF 是电容器的容量，与电压高低无关，故C 错误； 根据t q I =得h mA
h
mA I q t 1040400=∙=
=，故D 正确。

故选BD
分析：惯性是物体的固有属性，质量是其唯一量度；利用t
q
I =可求出时间。

13．下列说法正确的是( )
A.电流的方向就是导体中自由电荷定向移动的方向
B.电流一定是自由电子定向移动形成的
C.有电压就一定有电流
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 答案：D
解析：解答：电流的方向就是导体中正电荷定向移动的方向 ，即负电荷定向移动相反的方
向，选项A 错误；
电流可能是自由电子定向移动形成的，也可能是正电荷定向移动形成的，选项B 错误； 导体中有电压还必须有电荷移动的通路才会有电流，选项C 错误；
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 ，选项D 正确；故选D
分析：电荷定向移动形成电流，正电荷定向移动方向为电流方向。

14．下列说法中正确的是（ ）
A ．导体中只要电荷运动就形成电流
B ．在国际单位制中，电流的单位是A
C ．电流有方向，它是一个矢量
D ．根据t
q
I =，可知I 与q 成正比 答案：B
解析：解答：导体中只要电荷能定向运动就形成电流，选项A 错误； 在国际单位制中，电流的单位是A ，选项B 正确； 电流有方向，但它是一个标量，选项C 错误； 根据t
q
I =
可知电路中的电流强度用电量与时间的比值来量度，但是与电量和时间无关，选项D 错误， 故选B
分析：在国际单位制中，电流的单位是A ；电荷能定向运动就形成电流；电流有方向，但它是一个标量。

15．如图，若通电时间t=10s,有q =2C 电量通过电阻R ，则电流强度是 （ ）
A. 20A
B.2A
C.0.2A
D.5A 答案：C
解析：解答：根据电流强度的公式t q I =，可知电路的电流为A t
q
I 2.0==，选项C 正确。

故选C
分析：利用电流定义式t
q
I =
计算电流。

16．以下物理量中，是矢量的是（ ）
A ．电荷量
B ．电场强度
C ．电流
D ．电势
答案：B
解析：解答：电场强度是矢量；电荷量，电流，电势是标量。

故选B
分析：既有大小又有方向的物理量为矢量，只有大小没有方向的物理量叫做标量。

17．某电解池中，若在2 s 内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )．
A ．O
B ．0.8 A
C ．1.6 A
D ．3.2 A 答案：D
解析：解答：电流由正、负离子定向运动，则在2 s 内通过截面的总电量应为： q =1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C 。

根据电流的定义式得A A t q I 2.32
4
.6===。

故选D
分析：电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。

二、填空题
18．金属导体通电时，导体中自由电子定向移动的方向与电流方向 （选填“相同”或“相反”）。

一段金属电阻丝的电阻为R ，当在它的两端加上电压U 时，则在通电时间t 内通过金属电阻丝横截面的电子个数为n = （已知一个电子的电荷量为e ） 答案：相反|Re
Ut n =
解析：解答：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，所以导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反；根据欧姆定律R
U
I =
，电量q=It ，通过金属电阻丝横截面的电子个数Re
Ut e q n ==。

分析：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，自由电子定向移动的方向与电流方向相反；利用q=It 和q=ne 可计算电子个数。

19．一条导线中的电流为1.6A ，在1秒内有 个电子通过导线横截面。

(电子电量e =1.6×10-19C) 答案：1.0×
1019
解析：解答：根据公式t
q
I =可得1s 内通过导线横截面的电荷量为q =1.6C ，又因为q=ne ，所以个19100.1⨯==
e
q
n 。

分析：利用电流定义式t
q
I =，以及q=ne 可求出1s 内通过横截面的电子个数。

20．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 ，若电子的电量为e ，那么在时间t 内，通过某一横截面积的电量为 ；若导体中的电流I ，则电子定向移动的速率为 。

答案：nesvt |nes
I v =
解析：解答：据电流的微观表达式I =nesv ，t
q
I =,所以t 内通过某一横截面积电量为q=It = nesvt ，电子定向移动的速率nes
I v =。

分析：据电流的微观表达式I =nesv ，和电流计算公式t
q
I =
可以计算。

21．某种手机的电池上所标的容量是550mAh,它一次充满电后，最多能提供 C 的电量。

答案：1980
解析：解答：电量C C It q 19803600
55.0=⨯==。

分析：利用公式It q =计算电荷量。

22．某品牌电动自行车的铭牌如下；
根据此铭牌中的有关数据，可知该车电机的额定功率为 W ；如果以额定功率在平直公路上行驶，一次充满电最长可以行驶的时间为 h 。

答案：180|2.4
解析：解答：由表格可知额定工作电压为36V ，额定工作电流为5A ； 额定功率为W A V UI P 180536=⨯==，根据容量It Q =得h A
h
A I Q t 4.2512=∙==。

分析：本题考查电功率和电荷量的公式的应用。

三、计算题
23．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积？
答案：根据t q I =
得通过导体的电流为A A t q I 220
40
==
=; 根据欧姆定律得Ω=Ω==42
8
I U R 一个电子的电荷量为：e =1.6×10-19C 所以
个
个20
19
105.2106.140⨯=⨯==-e q n 解析：解答：根据t q I =
得通过导体的电流为A A t q I 22040
==
=; 根据欧姆定律得Ω=Ω==42
8
I U R 一个电子的电荷量为：e =1.6×10-19C 所以个个20
19105.210
6.140⨯=⨯==
-e q n 分析：本题考查欧姆定律和电流定义式的应用，属于基础题。

24．一个电阻元件两端电压是1.5V 时，通过它的电流是4.5mA ，如果在元件允许的范围内，这个电阻元件两端加的电压为24V 时，20秒内有多少电子通过这个电阻器？
答案：由欧姆定律R U I =可知：Ω=Ω⨯==-3
10105.45.13
3
I U R ； 电压为24V 时，电流A R
U
I 3102.7-⨯==
； 则20s 内流过的电量q=It =7.2×10-3×20=0.144C ； 通过的电子数
个
个18
19
109106.144.1⨯=⨯==-e q n 解析：解答：由欧姆定律R U I =可知：Ω=Ω⨯==
-3
10105.45.13
3I U R ； 电压为24V 时，电流A R
U
I 3102.7-⨯==
； 则20s 内流过的电量q=It =7.2×10-3×20=0.144C ； 通过的电子数个个181910910
6.144
.1⨯=⨯==
-e q n 。

分析：本题考查欧姆定律和电流定义式的应用，属于基础题。

25. 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？ 答案：由t
q I =得通过的电荷量q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C≈0.35 C ； 通过的电子个数为
个个18191019.2106.135.0⨯=⨯==-e q n 解析：解答：由t
q I =得通过的电荷量q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C≈0.35 C ； 通过的电子个数为个个18191019.2106.135.0⨯=⨯==
-e q n 分析：本题考查电流定义式的应用，属于基础题。