第11章 课时练10 电源和电流-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第十一章 电路及其应用 课时练10 电源和电流 时间:40分钟 满分:50分 基础达标 4.(2024·浙江绍兴一中月考)如图所示为一块均匀的 1~7题,每题3分,共21分 长方体金属导体,长为a,宽为b,厚为c。在导体EF 1. 国际单位制中电荷量的单位符号是C,如果用国际单 两侧加上电压U,导体中的自由电子在电场力的作用 下开始定向移动,形成电流。根据电荷守恒定律,单 C 位制基本单位的符号来表示,正确的是 ) 位时间内通过导体横截面的电荷量应相同,设电子 A.F.V B.A.s 的电荷量为e,单位体积内的自由电子数为”,自由电 C.J/V D.N·m/V 子定向移动的平均速率为v,则在时间t内,通过长 2.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上 方体金属导体样品的自由电子数目N为 ) 均匀地带有负电荷,单位长度内电荷量为。,当此棒 沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运 ( 动而形成的等效电流大小为 _ A. B.e △t △ 。。。。 C. nab△t D. nubc△t 。_。。 5.(多选)如图所示,将左边的细铜导线与右边的粗铜导 B. A.n 线连接起来,已知粗铜导线的横截面积是细铜导线棍 截面积的两倍,在细铜导线上取一个截面A,在粗铜 C.qS D. 导线上取一个截面B,若在1s内垂直地通过它们的 ( 电子数相等,则通过这两个截面的 - 3.如图所示,电解内有一价的电解溶液,,时间内通 过溶液内横截面S的正离子数是n,负离子数是n。 元电荷为e。以下说法正确的是 ( _~ A.电流相等 B.电流不相等 C. 自由电子定向移动的速率相等 D. 自由电子定向移动的速率不相等 6.(2024·上海中学月考)北京正、负电子对撞机的储存 A.正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子 环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以 定向移动形成电流,方向从B到A B.溶液内正、负离子沿相反方向运动,电流相互抵消 电子数目为(已知光速c一3×10{*m/s,电子电荷量e C.溶液内电流方向从A到B,电流1-”e -1.6×10-1*C) ( ) A.5×10*个 (n十n。)e B.5×10个 D.溶液内电流方向从A到B,电流I一 C.1X10{个 D.1×10个 19 拓展提升 10.(多选)原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效 8~11题每题4分,12题13分,共29分。 为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为, 7.(教材习题变式)某手机电池背面印有的一些符号如 的圆周轨道上绕核转动,周期为T。已知电子的电 图所示。已知元电荷e-1.60×10-*”C,下列说法正 荷量为e,质量为m,静电力常量为i,则其等效电流 确的是 ( ) C 大小为 ) A.# 1 3.6V2000mA-h钾离子电池 SNN5648A C2NALWJMAIC IIIIIIIIIIIIII .## D# 20230708 jCC1028 A.“毫安·时”(mA·h)是电池储存能量的单位 11.(2024·浙江镇海中学月考)如图所示为某款移动充 B.“伏特”(V)是国际单位制中的基本单位 电宝,其参数见下表。 C.若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待 容量 20 000mA·h 兼容性 所有智能手机 机100小时 输入 DC5V2AMAX 输出 DC5V0.1A~2.5A D.若该电池工作电流为16mA,则每秒内定向通过 尺寸 156x82*22mm转换率 0.60 电源的电子个数为1×10个 8.有一根导线的横截面积为S,已知该导线材料密度为 (1)充电宝充电时将电能转化为哪种能? P,摩尔质量为M,电子电荷量为。,阿伏加德罗常数 (2)该充电宝最多能储存多少能量 为N.,设每个原子只提供一个自由电子,该导线中 (3)该充电宝从电荷量为零到充满电所用时间约为 自由电子定向移动速率为v,则通过的电流为( -. 多少? N.euP N.evS B. PM A.SM (4)用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000 C._ mA·h的手机充电,理论上能充满多少次? N.evSP D.- M 9.(情景创新)(2024·重庆八中适应性检测)如图所示; 一段截面积为S、长度为 的圆狐形橡胶棒,均匀带 有负电荷,圆强的半径为R,橡胶棒单位长度所带的 电荷量为。,当此棒绕垂直于圆孤平面过圆心的轴。 沿顺时针方向以角速度o匀速转动时,由于棒的运动 而形成的环形等效电流的大小和方向为 _ ) __ A.大小为“g 2π ,方向为顺时针 ,方向为逆时针 C.大小为“g/s 2 ,方向为顺时针 D.大小为qlR 2π ,方向为逆时针 2011,D解析小球在N点受重力和电场力，小球所受合力不为 偏转，且沿十X方向的偏转距离相同；故电子在示波器上形成 零，不能在N点静止，A错误：小球自M点由静止开始运动 一条偏向十X方向且平行Y轴的直线，C正确。 到N点，由动能定理有一mgl+gEl=0-0,解得E=”mg,B 8.B解析三个带电粒子a,b,c从两极板正中央以相同的初 速度垂直电场线方向射入匀强电场，则水平方向均做匀速直 错误；小球所受重力、电场力的合力为F= 线运动，因x,<xb=x,根据x=ot可知1，<1=1e,B正确。 √(mg)+(gE)=√2mg,与鉴直方向夹角为45°，当小球运 9.BD解析由题图可知，每个圆简上各点的电势都相等，是个 动到轻绳与竖直方向夹角为45°时速度景大，由动能定理有 等劳体，园简中电场强度为零，质子在圆简中不受静电力，做 匀速直线运动，在圆简缝隙处做加速运动，故A错误，B正确； 2mg1(1-in45)=2mv。,解得.=√2(W2-1Dg,C 要使质子每次经过圆简间缝腺处时做加速运动，则质子穿过 错误：轻绳与竖直方向夹角为45°时对小球的拉力最大，有 每个圆简的时问恰为交变电流的半个周期，即质子每到达一 不.一巨mg=m罕，解得T.=8反-2)g,D正确， 个间隙，电源的正负极就要发生改变，因经过每个简的时间不 变，而速度越来越大，筒的长度要越来越长，故C错误，D 12.答案(1)见解析图(2)3.2×10-1C 正确。 解析(1)按照题给 10C解析设该带正电粒子的初速度为v0,由动能定理 的电路图连接器材。 得-gEl=0- 1 注意电流表的极性 mu,解得，=√ 卫，该带正电粒子的 和电容器的极性。 (2)电容器放电电 加速度大小口=阳。由题意知，该粒子在匀强电扬中质来速 流图像与横轴所图 度为零的匀减速直线运动，可以看成反方向初速度为零的匀 图形中包含40个 小方格，每个小方 加建直线运动，则粒子到达最大深度所用时同：=。 格代表的电荷量为 2qEl 0.2mA×0.4s=0.08mA·s=8.0X10C,电容器充满电 m 2ml 后储存的电荷量q=40×8.0X10-5C=3.2×103C。 ,C正确。 E m 课时练9带电粒子在电场中的运动 1.D解折粒子带正电，在，(0<，<干)时刻由静止释放读 1.A解析电子在电场中加速，由动能定理得U=2mm,解 eU 包子，发子在一子向右加建运动，在写一(T-。)有右减 得=√m ,可使v增大的操作是仅增大U,故A正确，B、 速运动，(T一t。)~T向左加速运动，T~(T十t。)向左减速 C、D错误。 到零，此后重复运动，粒子在一个周期内向右运动的多，向左 2.A解析当油滴到达最高点时，重力做了负功，要使油滴的 运动的少，最终打到B板上，D正确。 速度大小仍为，需静电力做正功，又油滴带负电，放油滴最 12.答案(1)8×10°m/s(2)0.03m(3)0.09m 高点的位置在P点的左上方，A正确。 解析(1)由动能定理可得 3,A解析沿着电场线的方向电势是逐渐降低的，B、D错误； 电场线的疏密程度和P工图线的斜率绝对值都反映电场强度 lqlU,-2mv 的大小变化，由题图可知电场线先密后疏，则图线的斜率绝对 值先变大后变小，A正确，C错误。 代入数据解得D,一√m 2qU=8×10m/s. 4.AC解析由题意可知，重力坚直向下，静电力只能水平向 (2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动， 左，故微粒只有带负电荷才能做直线运动且一定是匀减速，故 水平方向上L=v。t A正确，B错误；合力方向一定，仅改变初速度方向（与原速度 在整直方向上y=aa=lEB-号 U 不共线)，则初速度和合力不共线，将做曲线运动，故C正确： 静电力方向与运动方向夹角为镜角，则静电力做负功，电势能 联立解得y lqlU:L: 变大，故D错误。 2mda,3=0.03m 5.AC解析当重力等于静电力时，只有细线的拉力提供向心 力，小球可能做匀速圆周运动，故A正确：当重力小于静电力 时，a点为等效最低点，则小球运动到最高点a时，小球的速 阳- y 度最大，线的张力最大，故B、D错误；根据沿着电场线方向电 2 势逐浙降低可知，在园周上a点的电势最高，根据Em=qP。, 解得y'=3y=0.09m。 当小球运动到最高点a时，带负电小球的电势能一定最小，故 第十一章 电路及其应用 C正确。 课时练10电源和电流 2eU 6,CD解析根摆动能定理有U=2m0解得v一√ ,可 知电子到达Q板时速率与两极板间距离无关，故A、B错误，D 1.B解析由电流的定义式1=？得q=1,电流单位为安培 王确：授帮牛顿常二定体有á=二-兴可知背板板同距病 (A),时间单位为秒(8)，所以电荷量单位库仑(C)等于安培乘 以秒，即1C=1A·s。B正确， 越小，电子在两极板间运动的加速度越大，故C正确。 2.A解析经过时间1，通过右端横截面的电荷量Q=qt,根 7.C解析由题图甲可知，Y方向加先正向减小后反向增大的 电压，则电子先向十Y方向偏转，偏转距离逐浙减小，然后 最1-号得1=四，A正确. 向一Y方向偏转，偏转距离逐淅变大，即电子在Y方向形成亮 3.D解析电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离 线：由题图乙可知，X方向加正向电压，则电子将向十X方向 子定向移动的方向相反，所以正、负离子定向移动形成电流， 7 方向都是从A到B,电流不会相互抵消，故A.B错误；t时间：11.答案(1)化学能(2)3.6×10J(3)10h(4)4次 内通过溶液内横截面S的电荷量q=n1e十n2e=(n1十n:)e, 解析(1)充电宝充电时将电能转化为化学能。 根据电流的定义式1=g得1=，十m上，款C错误，D (2)该充电宝的容量为 q=20000mA·h=20000×10-×3600C=7.2×10°C, 正确。 电压为5V,所以充电宝最多能储存的能量 4D解折由电流的定义式有1一是一出根暑电流的微现 E=gU=5×7.2×10°J=3.6×10°J. (3)以2A的电流充电，充电宝从电荷量为零到充满电所用 表达式I=meSo=nebcv,.则自由电子数目N=·△L= 时间1=号-22X10 s=3.6×10°s=10h. 2 nebc·△=bcw·△，选项D正确. (4)由于充电宝的转换率是0,60，所以放电总量为 20000mA·h×0.60=12000mA·h, 5AD解析由电流定文知1=是-华，款选项A正确，选项 给电荷量为零、容量为3000mA·h的手机充电的次数n= B错误：由电的微观表达式I=nSqv知，I、n、q均相等，因 号照*-4 为Sa<Sa,所以va>vB,故选项C错误，选项D正确。 240 课时练11导体的电阻实验：导体电阻率的测量 6.B解析电子运动一周所需要的时问t= 10×3X10 1.C解折R=号是电阻的定义式，导体的电阻由学体本身的 8X10一6s,在图形轨道上任取一横截面，则在1时间内通过该 特性决定，与导体中的电流、导体两端的电压无关，A、D错误： 横截面的电荷量为9=1t=10×103×8×10C=8×108 从U=R可知，只有通过导体的电流I一定时，导体两端的 C环中运行药电子数N=号-0个=5x10个 电压才与导体的电阻成正比，导体两端的电压才随导体电阻 B正确。 的增大百升高，B错误：凝据欧妈定棒1只可知，导你中的电 7.D解析“毫安·时”(mA·h)是电荷量的单位，不是电池储 流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，C正确。 存能量的单位，故A错误；“伏特”(V)不是国际单位制中的基 2.C解析由U=IR知U-I图线的斜率表示导体的电阻，分 本单位，是导出单位，故B错误；根据该手机电池提供的数据 别作A、B、C、D四个点与原点的连线，可知RA>R:一Rc> 可知，若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待机时间 R。,选项C正确。 为1=号-2000mA:h=200h,故C错误；若该电池工作电 3.A解析四个透项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有 10 mA 影响，但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平 流为16mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为n-上一 方。A正确。 e 4.C解析根据欧姆定律可知，A正确：由U=IR可知，对于 1090个=1X10”个，该D王煮， 阻值一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大，B 正确，导体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的，C 8.D解析设该导线中自由电子从一端定向移动到另一端所 错误；对于阻值一定的导体，它两瑞的电压与通过它的电流的 用时间为t,导线的体积为V=S,导线的质量为m=PV,每 比值保持不变，该比值即为电阻的大小，D正确。 个原子只提供一个自由电子，则原子数与自由电子数相等，则 5.A解析根据恩图可知，通过电阻的电流与其两端电压成正 自由电子数为烟=得N:时间内道益导线横我面的电着量 导定体适用，A正确；根据电阻的定义式R=号 为g肥，电流大小为1=又，联立可得1-NcSP, M,D正确， U图线为直线时，图线料率的倒数表示电显，则得R-吕口 A,B、C错误。 2,B错误：由于IU图像中横、纵坐标的标度不同，故不能 【关键点拨】解答本题的关键是明确t时间内通过导线某一横 直接根据图线的倾角得出斜率，C错误；由题图知，当U=6V 截面的电荷量，即导线体积为V一S时所带的电荷量。 时，I=3A,则每秒通过电阻横载面的电荷量是q=t=3× 9.B解析棒沿须时针方向转动时，每转一圈通过横截面的电 1C=3C,D错误。 荐量为Q=91,所用的时间为1=2不 ,根据电流的定义式I= 6,B解析由欧舞定徐及电阻定律可得R-号=P装，解得 U 可得到等效电流为1-器：由于檬胶棒带负电，电流的方 t 5-B对。 向与负电荷定向移动的方向相反，可知电流方向为逆时针，B 7,CD解析滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝长 正确。 度，使接入电路中的电阻发生变化的。要使滑动触片P向© 1O,ABD解析根据电流的定义式可得等效电流为I=? 移动时电路中的电流减小，则接入电路中的电阻丝的电阻应 增大，电阻丝的长度应变长。滑动触片P与接线柱c,d之间 宁，故A正精：电子运动的周舞表达式为T=智，根摆电流 没有电阻，所以接入电路中的一个接线柱必须是c或d:在滑 动触片P向c移动时，只有b、P之问的电阻丝长度在变长， 的定义式可得等效电流为1一是-品，放B正确：原子中的 ev 所以接入电路的另一个接线柱只能是b。可见，接入电路中的 接线柱可以是b和c,或者是b和d。C、D正确。 电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流，氢原子 的电子以速率。做圆周运动，根据库仑力提供向心力， 8,A解析由题图乙知，导线I两端的电压U=9。,导线Ⅱ两 有号-m亭解得T-织√层形发的电速为1 增的电压U,=29,流过两导线的电流相等，由R=号可知， -云厂成D正确，C自民. R,<R:由R=p5可知p5,图S,=S山4=，放，< P,选项A正确。 ·8