11.1 电源和电流 同步练习-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

11.1电源和电流 一、单项选择题 1．人们购买智能手机时手机的续航能力是重点考量的一个方面，所以消费者时常会留意手机电池的相关参数，某款手机的电池铭牌上标有4000mA·h字样，这意味着如果这款手机工作时的电流始终为1000mA，则充满电的电池理论上可以工作4h，mA·h对应的物理量为（　　） A．电容 B．电荷量 C．电势差 D．电势 2．以下说法正确的是（　　） A．表达式I＝nqvS中的v指的是自由电子热运动的速率 B．单位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 C．电子的数量越多，电流越大 D．电子运动速率越大，电流越大 3．某品牌推出了手机快充技术，其中66W快充的参数如图，当充电器与手机连接时，手机将启动66W快充模式充电，即充电器输出电压为11V，输出电流为6A。若用该充电模式对容量为4500mAh的电池充电（初始电量为零），要把电池充满，理论上充电的时间约为（　　） A．15分钟 B．30分钟 C．45分钟 D．60分钟 4．如图为酒店常用的一种送餐服务机器人，为机器人供电的锂电池容量为24A·h，正常工作时的电流为。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A．24A·h的A·h是能量单位 B．充满电后机器人最长连续工作时间为10h C．充满电后机器人最长连续工作时间为24h D．电池充满电后总电量为24C 5．一条金属导体中的电流是5μA，那么在3.2s内通过金属导体横截面定向运动的自由电子个数是（注：电子电量为，）（　　） A．个 B．个 C．个 D．个 6．如图所示，同种材料制成的圆柱形导体a，b，a的直径是b的2倍。将两部分导体串接在电路中，通过恒定电流时自由电子在两部分导体中定向移动的速度等于（     ） A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．2∶1 7．如图所示，在正负离子均为2价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过。若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n，通过的负离子数也为n，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是（　　） A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→A B．溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零 C．溶液内的电流方向从A→B，电流I= D．溶液内的电流方向从A→B，电流I= 8．阿秒（as）光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲，如同高速快门相机，可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知电子所带电荷量为，，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动，周期大约是。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（　　） A． B． C． D． 9．随着中、日、美、韩等多家企业高调宣布全固态电池技术的新突破，全球范围内全固态电池技术再次引起广泛关注。2023年11月，在我国最新试验测试中，相比常规固态电池，采用界面改性技术的固态电池在150周循环后容量的保持率大幅提高，超过，电池寿命衰减率降低了，关于电池中对电流强度定义式理解，下列说法正确是（　　） A．电池储存的电荷量q越多，它放电时的电流I一定越大 B．I的方向与自由电子的移动方向相反 C．I与通过导体横截面的电荷量成正比 D．I是矢量，方向由q的移动方向决定 二、多项选择题 10．下列对公式的理解正确的是（　　） 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 11．某次闪电前云地之间的电势差约为，云地间距离约为1km，一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪电持续时间约为。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．闪电电流的平均值约为 B．闪电电流的平均值约为 C．闪电前云地间的电场强度约为 D．闪电前云地间的电场强度约为 12．图甲为某品牌扫地机器人，它使用的是微型刀片电池（如图乙），具有体积小、重量轻、高能量密度、安全性高等特点。该刀片电池电量耗尽后，充电时间约60分钟，充电完成时电池容量为2000mAh。下列说法正确的是（　　） A．电池容量是指电池储存电荷量的多少 B．电池容量是指电池储存电能的多少 C．刀片电池在正常工作时，电源外部电流由负极流向正极 D．该刀片电池的平均充电电流约为2A 13．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位体积内的自由电子数为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v＝ C．电流的速率为电场传播的速率，即为真空中的光速c D．自由电子定向移动的速率为v＝ 14．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内有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（　　） A． B． C． D． 15．甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1。相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2，则甲、乙两导体中（　　） A．电流之比为1∶2 B．电流之比为1∶1 C．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1 D．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2 16．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为。已知5s内有个自由电子通过导线a的横截面，则（　　） A．流经导线a的电流为0.16A B．流经导线b的电流为0.32A C．5s内有个自由电子通过导线b的横截面 D．自由电子在导线a和b中移动的速率之比 三、填空题 17．据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是，充电至9000V电压，如果电容器在0.002s时间内完成放电，则电容器充电后的电量为 C，电容器放电过程的平均电流强度为 A。 18．如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。 （1）当开关S接 时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电。随着 极板上电荷的增多，电流逐渐 （选填“增大”或“减小”）。 （2）电容器充电完毕，断开开关，此时如图甲所示电路图中电容器上极 板 （填“带正电”、“带负电”或“不带电”）； （3）开关S接2时，电容器放电，流经G表的电流方向为 （填“向左”或“向右”）； （4）然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电路中的电流大小为i，电容器所带电荷量为，电容器两极板电势差为，电容器的电容为。下面关于i、、、随时间的变化的图像，正确的是 。 A． B． C． D． 19．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关K掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关K掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。 （1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为 ；（选填“由a到b”或“由b到a”） （2）乙图中，阴影部分的面积 ；（选填“>”、“<”或“=”） （3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时间将 ；（填“变长”、“不变”或“变短”） （4）图丙为电压恒为的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的图像，某同学进行实验数据处理时，数出图线包围的格数（满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去），总格数为32格，则可以计算出电容器充电完毕后的电荷量为 C，电容器的电容为 F。（计算结果均保留两位有效数字） 四、解答题 20．如图所示，一根均匀带电的细橡胶棒被弯成一个半径为R的圆环，圆环绕过环心O的转轴以角速度ω逆时针匀速转动，已知橡胶棒单位长度所带的电荷量为。 （1）试判断环中等效电流的方向； （2）求环中等效电流的大小I。 21．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流，细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I； 已知质子的加速长度为d， 加速电场为匀强电场，质子电量为q，质量为m，求： （1） 加速电场中质子的加速度大小a； （2）质子在加速电场中获得的最大速度v。 （3） 加速后这束质子流内单位体积的质子数n。 参考答案 1．B 2．B 3．C 4．B 5．A 6．C 7．C 8．C 9．B 10．AD 11．AC 12．AD 13．BC 14．BD 15．AC 16．AD 17． 18．1 减小 带正电 向左 B 19．由a到b = 变短 20．【解析】（1）橡胶棒带负电，圆环O的转轴逆时针匀速转动，电流方向与负电荷定向移动方向相反，则环中等效电流的方向为顺时针方向。 （2）根据角速度与周期的关系有 根据电流的定义式有 其中 解得 21．【详解】（1）加速电场中质子的加速度大小 （2）根据动能定理 质子在加速电场中获得的最大速度 （3） 根据 可得加速后这束质子流内单位体积的质子数 第6页，共6页 答案 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$