第11章 1. 电源和电流-【新课程能力培养】2024-2025学年高中物理必修第三册同步练习（人教版2019）

练 高 中 物 理 必 修 第三册 （人教版） 知识点 1 恒定电流 1. 下列关于电流的说法中正确的是 ( ) 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． 电流的单位 “安培” 是国际单位制中 的基本单位 2． 某电解池中， 若在 2 s 内各有 1.0×10 19 个 二价正离子和 2.0×10 19 个一价负离子通 过某截面， 那么通过这个截面的电流是 （ ） A． 0 B． 0.8 A C． 1.6 A D． 3.2 A 知识点 2 恒定电场 3． 下列有关电源的电路中， 导线内部的电场 强度的说法正确的是 （ ） 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， 导线内部的场强为 0 ， 而导线外部的场强不为 0 ， 所以导线内 部的电场不是稳定的 C． 因为导线处于电源的电场中， 所以导 线内部的场强处处为 0 D． 导线内的电场是由电源、 导线等电路 元件所积累的电荷共同形成的， 导线 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 知识点 3 电流的微观表达式 4． 在导体中有电流通过时， 下列说法正确的 是 （ ） A． 电子定向移动速率接近光速 B． 电子定向移动速率即是电场传导速率 C． 电子定向移动速率即是电子热运动速率 D． 在金属导体中， 自由电子只不过在速 率很大的无规则热运动上附加了一个 速率很小的定向移动 知识点 4 电源 5. （多选） 下列关于电源的说法中正确的是 （ ） A． 闭合回路中因为电路中有电源， 使得 电路中电流能够持续存在 B． 电源使得电源正负极始终存在电势差 C． 电路中的恒定电场跟电源无关 D． 电源能从负极取走电子补充到正极 1.电源和电流 基 础 练 习 第十一章 电路及其应用 56 第十一章 电路及其应用 练 7． （多选） 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 电流应满足 （ ） A． 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 B． 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 C． 若使 ω 、 Q 不变， 将橡胶环拉伸， 使环 半径增大， 电流将变大 D． 若使 ω 、 Q 不变， 将橡胶环拉伸， 使 环半径增大， 电流将变小 8． 金属导体内电流增强， 是因为 （ ） A． 导体内单位体积的自由电子数增多 B． 导体内自由电子定向移动的速率增大 C． 导体内电场的传播速率增大 D． 导体内自由电子的热运动速率增大 9. （多选） 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可表 示为 （ ） A. nvSΔt B. nvΔt C. IΔt e D. IΔt Se 10． 某同学学习本节后认为电路接通后， 自 由电子从电源出发， 以很大 （可能接近 光速） 的定向移动速率， 在金属导线中 运动， 很短时间到达用电器， 所以不会 看到开灯好长时间才见灯亮的现象， 请 利用下面有关资料探究该同学说法的正 确性。 （横截面积 S＝1 mm 2 铜导线， 可 允许通过电流为 1 A ， 铜在单位体积中 自由电子数为 8.5×10 28 个 /m 3 。） 第 7 题图 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × R S ω 知识点 5 电池的容量 6． （多选） 如图所示为一块手机电池背面印 有的一些符号， 下列说法正确的是 （ ） A． 该电池的容量为 500 mA · h B． 该电池的容量为 1800 C C． 该电池在工作 1 h 后达到的电流为 500 mA D． 若电池以 10 mA 的电流工作， 可用 50 h 20130708 JCC1028 C2NALWJMAICSNN5648A 3.6 V 500 mA · h 锂离子电池 第 6 题图 提 升 练 习 57 第三册 （人教版）高 中 物 理 必 修 第十一章 电路及其应用 1.电源和电流 1. D 【解析】 依据电流的定义式可知， 电流与 q 、 t 皆无关， 显然 A 错误； 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， 但如果方向变化， 电流也不是恒定电流， 所 以 B 、 C 错误， D 正确。 2. D 【解析】 电荷的定向移动形成电流， 但正、 负 电荷同时向相反方向定向移动时， 通过某截面的电荷量 应是两者绝对值的和。 故由题意可知， 电流由正、 负离 子定向运动形成电流， 则在 2 s 内通过截面的总电荷量 应为 q=1.6×10 －19 ×2×1.0×10 19 C+1.6×10 －19 ×1×2.0×10 19 C= 6.4 C 。 根据电流的定义式得 I= q t = 6.4 2 A=3.2 A 。 3. D 【解析】 导线内部的电场是电源和导线积累电 荷所形成的两部分电场的矢量和， 稳定后不同于静电平 衡 （内部场强处处为 0 ）， 而是场强大小恒定， 方向与导 线切线一致， 是一种动态的平衡， 故 A 、 B 、 C 错误， D 正确。 4. D 【解析】 电子定向移动的速率很小， 数量级为 10 －5 m/s ， 在金属导体中， 自由电子只不过在速率很大的 热运动上附加了一个速率很小的定向移动， 故 A 错误， D 正确； 电场的传导速率为光速 c=3×10 8 m/s ， 无规则热 运动速率的数量级为 10 5 m/s ， 故 B 、 C 错误。 5. ABD 【解析】 电源不断地从负极取走正电荷补充 到正极 （实际是从正极取走电子补充到负极）， 从而保 证电源正、 负极总保持一定数量的正、 负电荷， 正、 负 极间始终存在电势差， 电源外部导体内总存在着由正极 指向负极的电场， 最终形成持续的电流， 故 A 、 B 、 D 正确； 电路中恒定电场是由电源、 导线等电路元件所积 累的电荷共同形成的， 故 C 错误。 6. ABD 【解析】 500 mA · h 表示电荷容量， 转换单 位为库仑， 变成 1800 C 。 可以由电荷容量计算在一定放 电电流下使用的时间 ， 由 500 mA · h=t×10 mA ， 得 t= 50 h ， 所以 A 、 B 、 D 正确。 7. AB 【解析】 截取圆环的任一截面 S ， 则在橡胶 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= q t = Q T ， 又 T= 2π 棕 ， 所以 I= Q棕 2π 。 故 A 、 B 正确。 8. B 【解析】 对于确定的金属导体， 单位体积内的 自由电子数是一定的， 而且导体内电场的传播速率也是 一定的， 所以 A 、 C 错误； 导体内电流增强是由于自由 电子定向移动的速率增大， 使得单位时间内穿过导体横 截面的电荷量增大， B 正确； 导体内自由电子的热运动 与电流的大小无直接关系， D 错误。 9. AC 【解析】 根据电流强度的微观表达式： I=nev · S ， 所以自由电子数目为 N= q e = IΔt e = nevSΔt e =nvsΔt ， 故 A 正确， B 错误； 因为 I= q Δt ， 所以 q=I · Δt ， 自由电 子数目为 N= q e = IΔt e ， 故 C 正确、 D 错误。 10. 见解析 【解析】 由电流的微观表达式 I=neSv 知 v= I neS = 1 8.5×10 28 ×1.6×10 －19 ×10 －6 m/s=7.4×10 －5 m/s ， 可见 v≤ 光速 c=3×10 8 m/s ， 以这样的速度传播 1 m 长导线需用时 t= 1 7.4×10 －5 s=3.8 h ， 显然与实际不符， 其 实是在恒定电场的作用下， 电路中的电子几乎同时定向 移动， 即整个电路几乎同时形成了电流。 2.导体的电阻 1. CD 【解析】 R= U I 只是电阻的定义式， U=0 ， I=0 时 R 仍存在， 即 R 与 U 和 I 不存在正、 反比关系。 对一 段确定的导体而言， R 一定， 故 I 与 U 成正比， D 正确， A 、 B 错误； 由欧姆定律可知 I 与 U 成正比， 与 R 成反 比， C 正确。 2. BCD 【解析】 导体的电阻是导体本身的性质， 与 导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系， R= U I 仅仅是导体电阻的计算式， 而不是决定式。 3. B 【解析】 材料和质量都相同的均匀电阻线的体 积是相同的， 又因长度之比 l 1 ∶ l 2 =2 ∶ 3 ， 故横截面积之比 S 1 ∶ S 2 =3 ∶ 2 。 由电阻定律得电阻之比为 R 1 R 2 = ρ l 1 S 1 ρ l 2 S 2 = l 1 l 2 · S 2 S 1 = 2 3 × 2 3 = 4 9 ， 故 B 正确。 4. D 【解析】 设沿 AB 方向横截面积为 S 1 ， 沿 CD 方 向的横截面积为 S 2 ， 则有 S 1 S 2 = l bc l ab = 1 2 ， A 、 B 接入电路时 电阻为 R AB ， C 、 D 接入电路时电阻为 R CD ， 则有 R AB R CD = ρ l ab S 1 ρ l bc S 2 = l ab l bc · S 2 S 1 = 4 1 ， 故 D 正确。 5. BC 【解析】 电阻率是材料本身的一种电学特性， 与导体的长度、 横截面积无关， D 错误； 金属材料的电 阻率随温度升高而增大， B 正确； 锰铜合金的电阻率比 银材料的电阻率大， 电阻率大表明材料的导电性能差， 22