课时测评15 电源和电流-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评15　电源和电流 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题4分，共48分) 1.关于对电流的理解，下列说法正确的是(　　) A．只有自由电子的定向移动才能形成电流 B．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 C．导体中的自由电荷越多，电流越大 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：正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A错误；电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B错误；电流的大小取决于电荷量与时间的比值，与自由电荷的多少无关，故C错误；国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培”是基本单位，故D正确。 2．关于电源的以下说法，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，从而使两极之间有一定的电势差 B．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而使两极之间有一定的电势差 C．电路中只要有电源，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 答案：B 解析：电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而使两极之间有一定的电势差，故A错误，B正确；若要使电路中产生电流，不仅需要电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C错误；电源是为电路提供能量的装置，故D错误。 3．如图是通有恒定电流的某段导体。在5 s内有10 C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是(　　 ) A．2 A、向右 B．2 A、向左 C．50 A、向右 D．50 A、向左 答案：B 解析：根据电流的定义式I＝，可得电流的大小为I＝ A＝2 A，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向等效于正电荷向相反方向移动，所以电流方向向左，故选B。 4．半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由圆环产生的等效电流为(　　 ) A． B． C． D． 答案：D 解析：圆环转动一周的时间为t＝，一周内通过某一截面的电荷量为Q，则由圆环产生的等效电流为I＝＝，故D正确。 5．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达探测器的阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为(　　) A．0 B． C． D． 答案：D 解析：在时间t内有n个二价正离子到达探测器的阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则q＝n·2e＋2n·e＝4ne，根据电流的定义式I＝可得I＝，选项D正确。 6．雷击指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击雷”。若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为8 C，雷击时放电时间为200 μs，则此次雷击时的平均电流为(　　) A．0.04 A B．4×104 A C．0.08 A D．8×104 A 答案：B 解析：已知雷击时放电时间为200 μs，放出的电荷量等于8 C，则此次雷击时的平均电流为I＝＝ A＝4×104 A，选项B正确，A、C、D错误。 7．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，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为(　　 ) A．光速c B． C． D． 答案：D 解析：设电子定向移动的平均速率为v，则在t时间内通过导线横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，物质的量为，所以电荷量q＝，则电流I＝＝，可得v＝，故D正确。 8．有甲、乙两导体，甲导体的横截面积是乙导体的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲导体的2倍，以下说法正确的是(　　 ) A．通过甲、乙两导体的电流相同 B．通过乙导体的电流是甲的2倍 C．乙导体中自由电荷定向移动的平均速率是甲导体的2倍 D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的平均速率相等 答案：B 解析：由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲导体的2倍，因此通过乙导体的电流是甲导体的2倍，故A错误，B正确；由I＝nqSv可得v＝，由于不知道甲、乙两导体的n、q关系，所以无法判断两导体中的电荷定向移动的平均速率v的关系，故C、D错误。 9．(2023·北京市通州区期末)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。已知细柱形的质子流横截面积为S，单位体积的质子数为n，质子的质量为m，其电荷量为e，那么这束质子流的等效电流I为(　　) A．nS B．neS C． D． 答案：B 解析：质子在电场力作用下加速，加速后的速度为v，根据动能定理得eU＝mv2，解得v＝ ，等效电流为I，单位体积的质子数为n，根据电流的微观表达式I＝neSv，可得I＝neS，故选B。 10．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。设电荷量为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，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，电流方向为顺时针 C．电流大小为，电流方向为逆时针 D．电流大小为，电流方向为逆时针 答案：C 解析：电子做匀速圆周运动的周期T＝，由I＝可得I＝，电流的方向与电子运动方向相反，故电流方向为逆时针，C正确。 11．(多选)如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是(　　) A．该电池的容量为500 mA·h B．该电池以5 mA电流工作可用500 h C．该电池在工作时的电流为500 mA D．若电池以10 mA的电流工作，可用50 h 答案：AD 解析：该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，选项C错误；500 mA·h表示电池容量，由500 mA·h＝t×10 mA可得t＝50 h，由500 mA·h＝t′×5 mA可得t′＝100 h，选项A、D正确，B错误。 12．(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的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(　　) 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，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变小 答案：AB 解析：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＝＝；又T＝，所以I＝。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，A正确；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，B正确；若使ω、Q不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，则电流不变，C、D错误。 13．(12分)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，当环中电子以光速的流动而形成10 mA的电流时，环中运行的电子数目为多少？(已知光速c＝3×108 m/s，电子电荷量大小e＝1.6×10-19 C) 答案：5×1011个 解析：电子运动一周所需要的时间为 t＝ s＝8×10-6 s 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刚好都通过该截面，环中所有电子的电荷量为 q＝It＝10×10-3×8×10-6 C＝8×10-8 C 环中运行的电子数为 N＝＝个＝5×1011个。 学科网（北京）股份有限公司 $$