第01讲 电源和电流（分层练习）-【上好课】高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第01讲 电源和电流 1．自动体外除颤器（AED）是一种便携式的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是，充电至电压，如果电容器在时间内完成放电，下列说法正确的是（　　） A．若充电至，则该电容器的电容为 B．该次放电前，电容器存储的电量为60C C．这次放电过程中通过人体组织的电流是恒定不变的 D．这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为 2．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S，有个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（　　） A．当时，电流为零 B．当时，电流方向从A→B，电流为 C．当时，电流方向从B→A，电流为 D．无论大小如何，电流方向都从A→B，电流都为 3．有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，若2ms内跨膜电流的平均值为，则细胞膜两侧的电势差为（　　） A．20mV B．40mV C．60mV D．80mV 4．两根材料相同、横截面半径之比为3：1的均匀直导线P、Q按如图所示的方式接入电路。当电路中通入恒定电流时，流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为（　　） A．1：9 B．1：3 C．3：1 D．9：1 5．一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有良好的导电性能，该新材料通过材料内部的自由电子导电，自由电子的电荷量为，每平方米自由电子数为。如图所示，长为、宽为的新材料两端的电压为，流过导体中的电流为，则该新材料内自由电子定向移动的速率为（    ） A． B． C． D． 6．2024年9月14日晚，由中宣部、湖北省人民政府等单位共同主办的长江文化艺术季拉开帷幕，震撼壮观的无人机表演吸引了众多观众。某品牌无人机的电池的容量为4000mA·h，则下列说法正确的是（　　） A．“mA·h”是能量单位 B．该无人机电池工作时将电能转化为化学能 C．该无人机电池充满电储存的电荷量约为 D．若该无人机的工作电流为5A，则其续航时间约为1.5小时 7．据报导，华为最新的某型号手机的电池容量达到7000 mA·h，且拥有低功耗芯片加持，使得它的待机时间超过18天，持续播放视频的持续时间为20小时，则播放视频时产生的电流约为（　　） A．16 mA B．200 mA C．350 mA D．400 mA 8．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某扫地机器人，已知其工作额定电压，额定功率，充电额定电压，额定电流，电池容量，则下列说法不正确的是（　　） A．电池容量是指电池储存电能的大小 B．机器人充满电后一次工作时间约为小时 C．机器人正常工作时的电流为 D．机器人充满电大约需要分钟 9．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绕原子核沿逆时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法中正确的是（　　） 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 10．北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为I，已知电子电荷量为e，则环中运行的电子数目为（　　） A． B． C． D． 11．关于电流，下列说法正确的是（    ） A．通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流一定越小 B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 C．由可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大 D．电流是矢量 12．如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下解释中正确的是（　　） A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是B→A B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流方向相同 C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝ D．溶液中电流方向从A到B，电流I＝ 13．如图，两个截面不同而长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端所加的电压为U，细棒、粗棒中的电子定向移动速率分别为v1、v2。则（　　） A．通过两棒的电流不相等 B．通过两棒的电流相等 C．两棒的自由电子定向移动的速率v1>v2 D．两棒的自由电子定向移动的速率v1<v2 14．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 15．半径为的橡胶圆环均匀带正电荷，总电荷量为，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，则对于由环产生的等效电流，下列说法正确的是（　　） A．若不变而使电荷量变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量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、不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使、不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变小 16．氢原子中原子核带电量为，核外电子质量为，带电量的绝对值也为，设核外电子绕核做匀速圆周运动的半径为，静电力常量为，则（    ） A．电子绕核的运动周期为 B．电子绕核半径增大时，电子的电势能增大 C．电子绕核半径增大时，电子的动能增大 D．当电子轨道半径增为原来的4倍时，等效电流减为原来的 17．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q。现使圆环绕垂直于圆环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则关于由圆环转动产生的等效电流，下列说法正确的是 （　　） 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，则电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环压缩，使环半径减小，则电流将变小 18．如图甲所示的电路，电源电压8V，电阻R与一个电流传感器相连，传感器可以将电路中的电流随时间变化的曲线显示在计算机屏幕上，先将S接2，给电容器C充电，再将S接1，结果在计算机屏幕上得到如图乙所示的曲线，将该曲线描绘在坐标纸上（坐标纸上的小方格图中未画出），i轴每小格表示0.1mA，t轴每小格表示0.1s，图线与坐标轴所围成的面积约为80个小方格。则下列说法正确的是（　　） A．充电电流由a极板穿过电容器内部流向b极板 B．放电时电流沿逆时针方向 C．电容器充电完毕时，所带电荷量约为C D．电容器的电容约为0.1F 19．小明同学想根据学习的知识，估测一个电容器的电容。他从实验室找到8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。实验过程如下，下列说法正确的是（   ） A．先使开关S与1端相连，电容器放电 B．开关S掷向2端，流过电阻R的电流方向为从左向右 C．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i—t曲线如图乙所示，估算出电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为2.5 × 10－3C D．根据前面的信息估算出该电容器的电容约为3.1 × 10－4F。 20．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3500mA·h B．该电池的容量为3.5A·h C．该电池在工作时的电流为500mA D．若该电池以10mA的电流工作，可用350h 21．如图（a）所示电路中，定值电阻R1=R2=5Ω，电容器电容C=500μF，电源电动势E=3.0V，内阻不计。开始时，单刀双掷开关S断开，电容器不带电。图（b）和图（c）分别为电容器两极间电压UC、电容器支路中电流IC随时间t变化的关系图线，规定电容器支路中电流方向向左为正方向，下列说法正确的是（　　） A．图（b）是开关S先置于1时的图像，图（c）是开关S置于1足够长时间后再置于2后的图像 B．图（b）中a=3.0V，图（c）中图线与坐标轴围成的面积等于1.5×10-3C C．图（b）中的t1和图（c）中的t2相等 D．若开关S先置于1足够长时间后再置于2，经过0.1s电容器放电完毕，则流过定值电阻R2的平均电流为15mA 22．智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置。充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.6～0.7。某一款移动充电宝的参数见下表。下列说法正确的是（　　） 容量 兼容性 所有智能手机 边充边放 否 保护电器 是 输入 2A MAX   输出 DC 5V 尺寸 转换率 0.6 产品名称 xxx 重量 约430g A．容量单位（mA·h）是电荷量单位 B．该充电宝最多能储存的能量为3.6×105J C．该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2h D．用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000mA·h的手机充电，理论上能充满4次 23．1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型：电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为，电荷量为，氢原子核电荷量为，静电力常量为，电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为。已知在孤立点电荷q的电场中，以无限远处电势为0时，距离该点电荷为处的电势。下列说法正确的（　　） A．电子做匀速圆周运动的速率 B．电子绕核运动时等效电流为 C．电子绕核运动一周时，该氢原子核施加的库仑力对其做功 D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 24．北京正负电子对撞机的核心装置是电子加速后被引入做匀速圆周运动的环形室，对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”（环形室，正电子发射器和负电子发射器分别发射质量均为m的正、负电子（电荷量均为e），它们被分别引入该管道时具有相等的速率v，然后它们沿着管道向相反的方向在环形室内做匀速圆周运动，环形室半径为R。两发射器的发射功率均为P，发射器发射正负电子时对正电子加速的过程相当于是通过电压为U的加速电场的加速过程，稳定时环形室中形成的电流为I。下列判断正确的是（　　） A．发射器刚射出的正电子速度为 B．正电子发射器在时间t内射出的正电子数为 C．环形室中运行的正电子总数为 D．环形室中运行的正负电子总数为 25．如图所示，一对电荷量均为（）的点电荷被固定在空间中的A、B两点，O是A、B两点连线的中点，P、N是A、B连线的中垂线上的点，且，在P点放一个电荷量为（）、质量为m的带电粒子并给它一个初速度，使它恰好绕O点做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，不计粒子重力。则下列说法正确的是（　　） A．A、B电荷在N点电场强度E的大小为 B．该粒子做圆周运动的过程中电势能保持不变 C．该粒子做圆周运动的周期为 D．该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为 26．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。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，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（　　） A．从A处流出的质子速度 B．从A处流出的质子速度 C．质子流单位体积内的质子数 D．质子流单位体积内的质子数 27．利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘．如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的．已知每千克煤粉会吸附m mol电子，每昼夜能除尘n kg，设电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为N，一昼夜时间为t.根据上述原理，下面做法正确的是 A．A端接高压正极，B端接高压负极 B．A端接高压负极，B端接高压正极 C．高压电源的电流为 . D．高压电源的电流为 28．为实现“双碳”目标，我国大力发展新能源汽车。某品牌新能源电动汽车动力电池额定电压为364V，额定容量是131A∙h，图为该汽车在充电过程的显示表。若在测试路面上汽车每公里消耗0.1kw∙h。下列说法正确的是（   ） A．容量A∙h是电荷量的单位 B．显示表中的充电电量是指电荷量 C．当前充电的电荷量约为 D．汽车充满电后在测试路面上能行驶约477公里 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第01讲 电源和电流 1．自动体外除颤器（AED）是一种便携式的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是，充电至电压，如果电容器在时间内完成放电，下列说法正确的是（　　） A．若充电至，则该电容器的电容为 B．该次放电前，电容器存储的电量为60C C．这次放电过程中通过人体组织的电流是恒定不变的 D．这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为 【答案】D 【详解】A．电容为电容器的固有属性与两端电压无关，故若充电至，则该电容器的电容为，故A错误； B．该次放电前，电容器存储的电量为 故B错误； C．电容器放电时随着带电量的减小，放电电流在逐渐减小，故C错误； D．这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为故D正确。故选D。 2．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S，有个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（　　） A．当时，电流为零 B．当时，电流方向从A→B，电流为 C．当时，电流方向从B→A，电流为 D．无论大小如何，电流方向都从A→B，电流都为 【答案】D 【详解】由题意可知，在t秒内通过溶液内截面的电荷量为 则电流为 电流的方向与正电荷的运动方向相同，故由A到B，D正确。 故选D。 3．有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，若2ms内跨膜电流的平均值为，则细胞膜两侧的电势差为（　　） A．20mV B．40mV C．60mV D．80mV 【答案】D 【详解】该过程中跨膜电荷量 根据 可知 故选D。 4．两根材料相同、横截面半径之比为3：1的均匀直导线P、Q按如图所示的方式接入电路。当电路中通入恒定电流时，流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为（　　） A．1：9 B．1：3 C．3：1 D．9：1 【答案】A 【详解】根据 可得 可知流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为1:9。 故选A。 5．一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有良好的导电性能，该新材料通过材料内部的自由电子导电，自由电子的电荷量为，每平方米自由电子数为。如图所示，长为、宽为的新材料两端的电压为，流过导体中的电流为，则该新材料内自由电子定向移动的速率为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由电流定义式可得又联立可得故选B。 6．2024年9月14日晚，由中宣部、湖北省人民政府等单位共同主办的长江文化艺术季拉开帷幕，震撼壮观的无人机表演吸引了众多观众。某品牌无人机的电池的容量为4000mA·h，则下列说法正确的是（　　） A．“mA·h”是能量单位 B．该无人机电池工作时将电能转化为化学能 C．该无人机电池充满电储存的电荷量约为 D．若该无人机的工作电流为5A，则其续航时间约为1.5小时 【答案】C 【详解】A．“毫安时（mA·h）”是电荷量的单位，故A错误； B．该无人机电池工作时将化学能转化为电能，故B错误； C．该无人机电池充满电储存的电荷量 故C正确； D．无人机工作电流为5A时，其续航时间 故D错误。 故选C。 7．据报导，华为最新的某型号手机的电池容量达到7000 mA·h，且拥有低功耗芯片加持，使得它的待机时间超过18天，持续播放视频的持续时间为20小时，则播放视频时产生的电流约为（　　） A．16 mA B．200 mA C．350 mA D．400 mA 【答案】C 【详解】根据电流的定义式，播放视频时产生的电流 故选C。 8．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某扫地机器人，已知其工作额定电压，额定功率，充电额定电压，额定电流，电池容量，则下列说法不正确的是（　　） A．电池容量是指电池储存电能的大小 B．机器人充满电后一次工作时间约为小时 C．机器人正常工作时的电流为 D．机器人充满电大约需要分钟 【答案】A 【详解】A．电池容量是指电池的存储电量（电流与时间的乘积）多少，单位是“Ah”，不是储存电能的大小，故A错误； BC．机器人正常工作时的电流 机器人充满电后一次工作时间为 故B、C正确； D．电池容量，充电电流为，所以充电的时间 故D正确。故选A。 9．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绕原子核沿逆时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法中正确的是（　　） 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】A 【详解】根据题中所给信息，电子转动一周所用时间 某一截面通过的电量为q，则可求得电流大小为 其方向与电子运动方向相反，即电流方向为顺时针。 故选A。 10．北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为I，已知电子电荷量为e，则环中运行的电子数目为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】电子运动的周期 等效电流 解得 故选B。 11．关于电流，下列说法正确的是（    ） A．通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流一定越小 B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 C．由可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大 D．电流是矢量 【答案】BC 【详解】AB．根据电流定义式可知，通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流不一定越小；单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流越大，故A错误，B正确； C．根据电流微观表达式可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大，故C正确； D．电流虽有方向，但是运算满足代数相加减，是标量，故D错误。 故选BC。 12．如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下解释中正确的是（　　） A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是B→A B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流方向相同 C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝ D．溶液中电流方向从A到B，电流I＝ 【答案】BD 【详解】AB．电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，负离子从B到A，因此电流方向是A→B，A错误，B正确； CD．溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A→B，电流 C错误，D正确。 故选BD。 考点：电流。 13．如图，两个截面不同而长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端所加的电压为U，细棒、粗棒中的电子定向移动速率分别为v1、v2。则（　　） A．通过两棒的电流不相等 B．通过两棒的电流相等 C．两棒的自由电子定向移动的速率v1>v2 D．两棒的自由电子定向移动的速率v1<v2 【答案】BC 【详解】两棒串联，电流相等；根据电流的微观表达式 I=neSv 可知，面积越大的，自由电子定向移动的平均速率越小。 故选BC。 14．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 【答案】AD 【详解】A．流过导线a的电流为 故A正确； B．因a、b串联，通过的电流相等，所以流过导线b的电流为0.16A，故B错误； C．因a、b串联，所以通过两导线的电量相等，即5s内有个自由电子通过导线b的横截面，故C错误； D．由知当其它条件相同，自由电子的移动速率与截面积成反比，则有故D正确。故选AD。 15．半径为的橡胶圆环均匀带正电荷，总电荷量为，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，则对于由环产生的等效电流，下列说法正确的是（　　） A．若不变而使电荷量变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量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、不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使、不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变小 【答案】AB 【详解】截取圆环的任一横截面，在橡胶圆环运动一周的时间内，通过这个横截面的电荷量为，根据电流的定义式，有 又有 联立可得 可知电流的大小只与Q和ω有关。所以当ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍时，电流将变为原来的2倍；当电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，电流也将变为原来的2倍；当ω、Q不变，将橡胶环半径增大或减小时，电流则保持不变。 故选AB。 16．氢原子中原子核带电量为，核外电子质量为，带电量的绝对值也为，设核外电子绕核做匀速圆周运动的半径为，静电力常量为，则（    ） A．电子绕核的运动周期为 B．电子绕核半径增大时，电子的电势能增大 C．电子绕核半径增大时，电子的动能增大 D．当电子轨道半径增为原来的4倍时，等效电流减为原来的 【答案】ABD 【详解】A．根据 可得 选项A正确； B．电子绕核半径增大时，静电力做负功，电势能增大，选项B正确； C．根据 当电子绕核半径增大时，电子的动能减小，选项C错误； D．当电子轨道半径增大为原来的4倍时，根据 电子的周期变为原来的8倍，等效电流 等效电流减为原来的，选项D正确。 故选ABD。 17．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q。现使圆环绕垂直于圆环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则关于由圆环转动产生的等效电流，下列说法正确的是 （　　） 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，则电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环压缩，使环半径减小，则电流将变小 【答案】AB 【详解】截取圆环的任一截面S，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 又 所以 可知电流的大小只与Q和ω有关。所以当ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍时，电流将变为原来的2倍；当电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，电流也将变为原来的2倍；当ω、Q不变，将橡胶环半径增大或减小时，电流则保持不变。 故选AB。 18．如图甲所示的电路，电源电压8V，电阻R与一个电流传感器相连，传感器可以将电路中的电流随时间变化的曲线显示在计算机屏幕上，先将S接2，给电容器C充电，再将S接1，结果在计算机屏幕上得到如图乙所示的曲线，将该曲线描绘在坐标纸上（坐标纸上的小方格图中未画出），i轴每小格表示0.1mA，t轴每小格表示0.1s，图线与坐标轴所围成的面积约为80个小方格。则下列说法正确的是（　　） A．充电电流由a极板穿过电容器内部流向b极板 B．放电时电流沿逆时针方向 C．电容器充电完毕时，所带电荷量约为C D．电容器的电容约为0.1F 【答案】BC 【详解】A．电流不能穿过电容器，否则电容器会被击穿。充电的本质是a极板上的电子通过电源，到达极板。故A错误； B．充电完成后a极板带正电，极板带负电，放电时，电流沿逆时针方向。故B正确； C．在图像中，图线与横轴围成的面积代表通过的电荷量，即电容器充电完毕时，所带电荷量。则该电荷量为 故C正确； D．根据电容定义式故D错误；故选BC。 19．小明同学想根据学习的知识，估测一个电容器的电容。他从实验室找到8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。实验过程如下，下列说法正确的是（   ） A．先使开关S与1端相连，电容器放电 B．开关S掷向2端，流过电阻R的电流方向为从左向右 C．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i—t曲线如图乙所示，估算出电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为2.5 × 10－3C D．根据前面的信息估算出该电容器的电容约为3.1 × 10－4F。 【答案】CD 【详解】A．先使开关S与1端相连，电容器充电，A错误； B．电容器充电后，上极板带正电，下极板带负电。放电时，电流由上极板通过电阻向下极板，电流方向为从右向左，B错误； C．i—t曲线与坐标轴围成面积表示对应的电荷量，大于半格的算一格，小于半格的不算则电荷量为 Q = 31 × 0.2mA × 0.4s ≈ 2.5 × 10－3C C正确； D．电容为 D正确。 故选CD。 20．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3500mA·h B．该电池的容量为3.5A·h C．该电池在工作时的电流为500mA D．若该电池以10mA的电流工作，可用350h 【答案】ABD 【详解】AB．由图可知，该电池的容量为3500mA·h=3.5A·h，故AB正确； C．由于不知道电池正常工作的时间，所以无法计算该电池在工作时的电流，故C错误； D．若该电池以10mA的电流工作，则可工作的时间为 故D正确。 故选ABD。 21．如图（a）所示电路中，定值电阻R1=R2=5Ω，电容器电容C=500μF，电源电动势E=3.0V，内阻不计。开始时，单刀双掷开关S断开，电容器不带电。图（b）和图（c）分别为电容器两极间电压UC、电容器支路中电流IC随时间t变化的关系图线，规定电容器支路中电流方向向左为正方向，下列说法正确的是（　　） A．图（b）是开关S先置于1时的图像，图（c）是开关S置于1足够长时间后再置于2后的图像 B．图（b）中a=3.0V，图（c）中图线与坐标轴围成的面积等于1.5×10-3C C．图（b）中的t1和图（c）中的t2相等 D．若开关S先置于1足够长时间后再置于2，经过0.1s电容器放电完毕，则流过定值电阻R2的平均电流为15mA 【答案】ABD 【详解】A．开关接1时，电容器处于充电过程，电压逐渐增大，开关接2时，电容器处于放电过程，电流逐渐减小，则图（b）是开关S先置于1时的图像，图（c）是开关S置于1足够长时间后再置于2后的图像所以A正确； B．充电时电容器两极板的最大电压等于电源电动势 则图（b）中a=3.0V。 放电时，电容器所储存的电荷量为 根据 所以图（c）中图线与坐标轴围成的面积等于1.5×10-3C，则B正确 C．由于电容器的充放电时间不同，所以C错误； D．若开关S先置于1足够长时间后再置于2，经过0.1s电容器放电完毕，则有 则流过定值电阻R2的平均电流为15mA，所以D正确； 故选ABD。 22．智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置。充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.6～0.7。某一款移动充电宝的参数见下表。下列说法正确的是（　　） 容量 兼容性 所有智能手机 边充边放 否 保护电器 是 输入 2A MAX   输出 DC 5V 尺寸 转换率 0.6 产品名称 xxx 重量 约430g A．容量单位（mA·h）是电荷量单位 B．该充电宝最多能储存的能量为3.6×105J C．该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2h D．用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000mA·h的手机充电，理论上能充满4次 【答案】ABD 【详解】A．容量单位（mA·h）是指电流单位与时间单位的乘积，根据 可知（mA·h）为电荷量单位，故A正确； B．该充电宝的容量为 电压为5V，所以充电宝最多能储存的能量 故B正确； C．以2A的电流充电，充电宝电量从零到完全充满所用时间 故C错误； D．由于充电宝的转换率是0.60，所以放电总量为 给电量为零、容量为3000mAh的手机充电的次数 次 故D正确。 故选ABD。 23．1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型：电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为，电荷量为，氢原子核电荷量为，静电力常量为，电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为。已知在孤立点电荷q的电场中，以无限远处电势为0时，距离该点电荷为处的电势。下列说法正确的（　　） A．电子做匀速圆周运动的速率 B．电子绕核运动时等效电流为 C．电子绕核运动一周时，该氢原子核施加的库仑力对其做功 D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 【答案】BD 【详解】A．电子做匀速圆周运动，则 解得电子的速率 选项A错误； B．电子绕核运动时等效电流为 选项B正确； C．电子绕核运动运动一周时，该氢原子核施加的库仑力方向与速度垂直，可知库仑力对其做功为零，选项C错误； D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 选项D正确。 故选BD。 24．北京正负电子对撞机的核心装置是电子加速后被引入做匀速圆周运动的环形室，对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”（环形室，正电子发射器和负电子发射器分别发射质量均为m的正、负电子（电荷量均为e），它们被分别引入该管道时具有相等的速率v，然后它们沿着管道向相反的方向在环形室内做匀速圆周运动，环形室半径为R。两发射器的发射功率均为P，发射器发射正负电子时对正电子加速的过程相当于是通过电压为U的加速电场的加速过程，稳定时环形室中形成的电流为I。下列判断正确的是（　　） A．发射器刚射出的正电子速度为 B．正电子发射器在时间t内射出的正电子数为 C．环形室中运行的正电子总数为 D．环形室中运行的正负电子总数为 【答案】BD 【详解】A．对正电子的加速过程，根据动能定理得 解得 故A错误； B．设时间t内射出的正电子数为n，则有 P·t=neU 解得 B正确； CD．环形室中运行的正负电子总数为 C错误，D正确。 故选BD。 25．如图所示，一对电荷量均为（）的点电荷被固定在空间中的A、B两点，O是A、B两点连线的中点，P、N是A、B连线的中垂线上的点，且，在P点放一个电荷量为（）、质量为m的带电粒子并给它一个初速度，使它恰好绕O点做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，不计粒子重力。则下列说法正确的是（　　） A．A、B电荷在N点电场强度E的大小为 B．该粒子做圆周运动的过程中电势能保持不变 C．该粒子做圆周运动的周期为 D．该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为 【答案】ABD 【详解】A．A、B电荷在N点电场强度E的大小为 选项A正确； B．该粒子做圆周运动时，因圆周上各点的电势不变，则粒子的电势能保持不变，选项B正确； C．根据 可得该粒子做圆周运动的周期为 选项C错误； D．该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为 选项D正确。 故选ABD。 26．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。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，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（　　） A．从A处流出的质子速度 B．从A处流出的质子速度 C．质子流单位体积内的质子数 D．质子流单位体积内的质子数 【答案】AD 【详解】质子在加速电场中加速，根据动能定理有 根据电流的微观表达式有 联立解得 故选AD。 27．利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘．如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的．已知每千克煤粉会吸附m mol电子，每昼夜能除尘n kg，设电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为N，一昼夜时间为t.根据上述原理，下面做法正确的是 A．A端接高压正极，B端接高压负极 B．A端接高压负极，B端接高压正极 C．高压电源的电流为 . D．高压电源的电流为 【答案】BD 【详解】管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子．负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电．所以金属管B应接高压电源的正极，金属丝A接负极．故B正确，A错误．根据，一昼夜通过电极的电量为Q=mneN，则高压电源的电流为，选项D正确，C错误；故选BD． 28．为实现“双碳”目标，我国大力发展新能源汽车。某品牌新能源电动汽车动力电池额定电压为364V，额定容量是131A∙h，图为该汽车在充电过程的显示表。若在测试路面上汽车每公里消耗0.1kw∙h。下列说法正确的是（   ） A．容量A∙h是电荷量的单位 B．显示表中的充电电量是指电荷量 C．当前充电的电荷量约为 D．汽车充满电后在测试路面上能行驶约477公里 【答案】ACD 【详解】A．容量A·h是电荷量的单位，选项A正确； B．显示表中的充电电量单位是kW∙h是指能量，选项B错误； C．当前充电的电荷量约为 选项C正确； D．汽车充满电后在测试路面上能行驶约 选项D正确。 故选ACD。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$