11.1 电源和电流 讲义 - 2025-2026学年高一升高二暑假预习物理强化讲义（人教版（2019）必修第三册）

11.1 电源和电流 ——划重点之高一暑假预习强化精细讲义 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间。这是因为云上的电荷释放完了，电流也就没了，所以只能形成瞬时电流。但是我们生活中常见的用电设备如手电筒就能持续发光，这是为什么呢? 知识点1：电源 1.电流的形成 如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，用导线连接起来后，导线中有瞬时电流通过.因为用导线连接A、B后，自由电子在静电力的作用下由B向A移动，当两球与导线形成等势体时，整体内部场强为零，电子不再定向移动，电流消失. 2.电源的定义 电源是不断地把电子从正极搬运到负极，使正、负极之间始终存在电势差的装置.如图所示，P为电源，A是电源的正极，B是电源的负极. 3.电源的作用 (1)从移送电荷的角度看 维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续的电流. (2)从能量转化的角度看 移送电荷的过程就是克服静电力做功的过程，从而把其他形式的能转化为电能. ①一般的导体内均有大量的自由电子，当导体两端不加电压时，自由电子只能在各自的平衡位置附近做无规则的热运动，不能形成电流. ②在导体两端加上电压后，导体内部就会形成电场，导体内部的自由电子就会发生定向移动，形成电流. 知识点2：恒定电流 1.导线内的电场 在电源正、负极之间连一根导线，导线内的自由电子受力如图所示，电子受静电力向导线两侧堆积，在导线表面堆积的电荷产生的电场E'和E0的矢量和E与导线平行. 2.恒定电场 (1)恒定电场的形成：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，导线内很快形成沿导线方向的恒定电场，并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(接近光速)完成的. 尽管这些电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成了动态平衡，所以电荷的分布是稳定的，由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场. (2)特点：任何位置的电荷分布和电场分布都不随时间变化，其基本性质与静电场相同. 恒定电场和静电场的区别和联系 (1)区别：①静电场是静止电荷在其周围空间所激发的电场，而恒定电场存在于闭合回路中；②静电平衡状态下的导体内部场强为零，恒定电场导线内部场强不为零。 (2)联系：①它们是物质的一种客观存在形式，都储存着电能；②它们对处于其中的电荷都有力的作用。 3.恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流，电流的强弱程度用电流这个物理量表示，符号为I. (2)定义式：,其中I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量. (3)国际单位制单位：安培，符号是A.常用单位间的换算：1 A=103mA=106μA. (4)方向的规定：习惯上规定电流方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反. ①矢量的方向具有空间上方向的任意性.电流既有大小又有方向，但电流的方向仅表示流进或流出，所以电流虽然有方向，但是它是标量，其计算遵循代数运算法则. ②在外电路中电流方向由电源正极流向负极，在电源内部电流方向由电源负极流向正极. ③公式中的q是通过导体某横截面的电荷量，不是通过导体单位横截面积的电荷量； ④横截面的选取是任意的，电流的大小与所选择的横截面的大小无关. (5)对公式的理解 ①金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量. ②电解质溶液中的电流是由正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子的电荷量的绝对值之和。 ③电解质溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反. ④是电流的定义式，不能说I与q成正比，与t成反比. 重难点1：电流的微观表达式的推导及理解 如图所示，AB表示粗细均匀的一段长为l的金属导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体单位体积内的自由电子数为n,由于电子的电荷量为e AB导体中的自由电子总数N =nlS, 总电荷量q =Ne =nlSe, 所有这些电子都通过右侧横截面所需的时间,则导体中的电流 由此可见、从微观上看，电流大小取决于导体单位体积内的自由电子数、每个自由电子的电荷量、自由电子定向移动速率的大小和导休的横截而积. 区分三种速速率 三种速率 电子定向移动的速率 电子热运动的速率 电流传导速率 物理意义 电流是自由电荷定向移动形成的，I＝neSv，其中v就是电子定向移动速率，其大小与导体两端的电压及导体本身的因素有关。 构成导体的电子在永不停息地做无规律运动，由于热运动向各个方向的机会相等，故不能形成电流。温度越高，电子热运动的平均速率越大。 闭合开关瞬间，电路中各处以真空中光速建立恒定电场，在恒定电场作用下，电路中各处自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流。 大小 一般数量级为10－5m/s 常温下其数量级为105m/s 恒为3×108m/s 重难点2:电解液中电流的计算 电解质溶液中电流的计算比较复杂，分为两种情况： (1)电源内部：在电源内部某处取一横截面，设某段时间t内通过该横截面的电荷量为q,则电解质溶液中的电流为。 (2)在电解质溶液内某处取一横截面，正、负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用来计算，要注意考虑离子的化合价，如图所示。 命题点1：对电流的理解 【针对练习1】下列关于电流方向的说法中，正确的是（　　） A．电流的方向与自由电子定向移动的方向相同 B．电流的方向与正电荷定向移动的方向相反 C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相反 【答案】C 【详解】AB．电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，故AB错误； C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，故C正确； D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，故D错误。 故选C。 【针对练习2】关于电流强度的概念，下列说法正确的是（    ） A．电流强度是矢量 B．电子运动的速率越大，电流强度越大 C．只有正电荷的移动，才能形成电流 D．单位时间内通过导体截面的电量越多，电流强度越大 【答案】D 【详解】A．电流虽然有方向，但电流的运算并不遵循平行四边形定则，所以电流是标量，故A错误； B．由电流的微观表达式 可知，电流强度的大小不仅仅与电子运动的速度有关，故电子运动的速率越大，电流强度不一定越大，故B错误； C．正、负电荷的定向移动都能形成电流，故C错误； D．由电流的定义式 可知单位时间内通过导体截面的电量越多，电流强度越大，故D正确。 故选D。 命题点2：电流的计算 【针对练习3】已知氢原子核外电子在基态运行的周期约为，电子电荷量的值为，电子在第一激发态的半径是基态半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为（　　） A．0.1mA B．0.3mA C．0.8mA D．8mA 【答案】A 【详解】根据 可知 可得第一激发态与基态的周期之比 根据 解得I＝0.1mA 故选A。 【针对练习4】肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下垫面变成正电荷中心，云底会出现大气被强烈电离的一段气柱，半径约50米。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。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．闪电电流的瞬时值约为1×104A B．闪电电流的瞬时值约为0.1A C．闪电前云地间的电场强度约为1×103V/m D．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m 【答案】D 【详解】AB．由题意可知， 由电流的定义可得 故AB错误； CD．由于闪电前云地间的电场可看作匀强电场，可得 故C错误，D正确。 故选D。 【针对练习5】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。 命题点3：对电流微观表达式的理解 【针对练习6】如图，一横截面积为的铜导线，通过的电流为1A时，自由电子定向移动的平均速率为，试估算体积内的自由电子数为（　　） A．个 B．个 C．个 D．个 【答案】D 【详解】题意可知铜导线横截面积，电流，自由电子定向移动的平均速率，自由电子电荷量。   电流的微观表达式为（其中I是电流，n是单位体积（）内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率） 联立解得个 故选D。 【针对练习7】铜的摩尔质量为m，密度为，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 B． C． D． 【答案】D 【详解】单位体积的电子数为 根据 可得电子定向移动的平均速率为 故选D。 命题点4：利用等效法计算电流 【针对练习8】（多选）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。 【针对练习9】（多选）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。 一、单选题 1．某同学家里照明进户线选用的是横截面积为2.5mm2的铜线，该铜线内自由电子的密度为个/m3，某段时间该铜线中通过的电流为9.6A，，则该铜线中自由电子定向移动的平均速率为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据电流的微观表达式，可得该铜线中自由电子定向移动的平均速率为 故选C。 2．某天午后雷电交加，假设一次闪电流动的电荷量约为400C，持续的时间大约是0.008s，则形成的平均电流约为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由电流的定义式可得，形成的平均电流约为 故选A。 3．如图所示，以恒定角速度沿顺时针方向、绕其圆心做匀速圆周运动的细橡胶圆环，与毛皮摩擦后均匀带电。已知圆环的半径为R，带电量为Q。关于橡胶圆环转动形成的等效电流说法正确的是（　　） A．大小，方向沿逆时针 B．大小，方向沿顺时针 C．大小，方向沿顺时针 D．大小，方向沿逆时针 【答案】A 【详解】细橡胶圆环与毛皮摩擦后带均匀负电，则等效电流方向沿逆时针； 根据电流的定义式有 故选A。 4．在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向移动。若在2 s内有0.32 C的电荷量通过导体某横截面，则导体中电流大小为（    ） A．0.08 A B．0.32 A C．0.16 A D．0.64 A 【答案】C 【详解】根据电流的定义式 可得 故选C。 5．在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内分别有1.0 × 1018个Na+和Cl−通过溶液内部的横截面M，以下解释正确的是（　　） A．正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子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 C．溶液内电流方向从A到B，电流I = 0.16 A D．溶液内电流方向从A到B，电流I = 0.08 A 【答案】C 【详解】AB．电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向也从A到B，不会相互抵消，故AB错误； CD．溶液内电流方向从A到B，2 s时间内通过溶液截面的电荷量 则根据电流的定义式 故C正确，D错误。 故选C。 6．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射某种重离子束，其电流强度为，在1s内发射的重离子个数为，则单个重离子带电量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据 解得 故选A。 7．如图所示的电解池，通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是（　　） A．0.5A B．0.2A C．0.3A D．0.1A 【答案】A 【详解】由题可知1s通过截面xy的电荷量为 则这个电路中的电流为 故选A。 8．两根材料相同、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。 9．北京正负电子对撞机的储存环是半径为的圆形轨道，环中的个电子以速度定向运动，已知电子的电荷量为，则个电子形成的电流为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】电子运动的周期为 根据电流定义式可知，个电子形成的电流为 联立解得 故选C。 10．如图所示，一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度所带的电荷量为−q，求由于棒的运动形成的等效电流大小和方向。（　　） A．qv，向右 B．qv，向左 C．，向右 D．，向左 【答案】B 【详解】棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，通过横截面的电量大小为 根据电流的定义式可得等效电流为 由于棒带负电，则电流的方向与棒运动的方向相反，即与v的方向相反。 故选B。 11．霍尔推进器的工作原理是通过产生高速离子流来产生推力。2021年，我国空间站核心舱首次使用了霍尔推进器，其工作原理可简化为电离后的氙离子在电场力作用下被高速喷出，霍尔推进器由于反冲获得推进动力。设某次核心舱进行姿态调整，开启霍尔推进器，电离后的氙离子从静止开始，经电压为的电场加速后高速喷出，产生大小为的推力。已知氙离子的比荷为，忽略离子间的相互作用力，不计离子受到的重力，则氙离子形成的等效电流为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在离子流中，设时间内有个质量为、电荷量为的离子被喷出，电场力对离子做功，有 电流 根据动量定理有 可得 故选A。 二、多选题 12．“质子疗法”治疗肿瘤，就是让高速运动的质子进入肿瘤并杀死癌细胞，该过程需要一种被称为“粒子加速器”的装置来实现。如图所示，来自质子源的质子（初速度可视为零），经加速电场加速后获得的动量为，并形成均匀细柱形的质子流。已知细柱形质子流的横截面积为，其等效电流为，质子的质量为、带电荷量为，下列说法正确的是（   ） A．单位时间进入肿瘤的质子数为 B．质子加速后获得的动能为 C．加速电场的加速电压为 D．质子流单位体积内的质子数为 【答案】AD 【详解】A．题意可知质子流等效电流为I，则单位时间进入肿瘤的质子数为 故A正确； B．题意可知经加速电场加速后质子获得的动量为 动能 联立整理得 故B错误； C．设加速度电压为U，由动能定理得 解得 故C错误； D．设质子流单位体积内的质子数为N，则根据电流微观表达式 因为 联立解得 故D正确。 故选 AD。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.1 电源和电流 ——划重点之高一暑假预习强化精细讲义 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间。这是因为云上的电荷释放完了，电流也就没了，所以只能形成瞬时电流。但是我们生活中常见的用电设备如手电筒就能持续发光，这是为什么呢? 知识点1：电源 1.电流的形成 如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，用导线连接起来后，导线中有瞬时电流通过.因为用导线连接A、B后，自由电子在静电力的作用下由B向A移动，当两球与导线形成等势体时，整体内部场强为 ，电子不再 移动，电流消失. 2.电源的定义 电源是不断地把电子从 极搬运到 极，使正、负极之间始终存在 的装置.如图所示，P为电源，A是电源的正极，B是电源的负极. 3.电源的作用 (1)从移送电荷的角度看 维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续的电流. (2)从能量转化的角度看 移送电荷的过程就是克服静电力做功的过程，从而把 能转化为 能. ①一般的导体内均有大量的自由电子，当导体两端不加电压时，自由电子只能在各自的平衡位置附近做无规则的 运动， 形成电流. ②在导体两端加上电压后，导体内部就会形成 ，导体内部的自由电子就会发生 移动，形成电流. 知识点2：恒定电流 1.导线内的电场 在电源正、负极之间连一根导线，导线内的自由电子受力如图所示，电子受静电力向导线两侧堆积，在导线表面堆积的电荷产生的电场E'和E0的矢量和E与导线平行. 2.恒定电场 (1)恒定电场的形成：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，导线内很快形成沿导线方向的恒定电场，并且形成过程是在接通电源后的极短时间内(接近 )完成的. 尽管这些电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，形成了动态平衡，所以电荷的分布是 的，由稳定分布的电荷所产生的稳定的 ，叫作恒定电场. (2)特点：任何位置的电荷分布和电场分布都不随时间变化，其基本性质与静电场相同. 恒定电场和静电场的区别和联系 (1)区别：①静电场是 在其周围空间所激发的电场，而恒定电场存在于 中；②静电平衡状态下的导体内部场强为 ，恒定电场导线内部场强 。 (2)联系：①它们是物质的一种 存在形式，都储存着 ；②它们对处于其中的电荷都 力的作用。 3.恒定电流 (1)定义： 、 都不随时间变化的电流，电流的强弱程度用电流这个物理量表示，符号为I. (2)定义式： ,其中I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的 . (3)国际单位制单位：安培，符号是A.常用单位间的换算：1 A= mA= μA. (4)方向的规定：习惯上规定电流方向与正电荷定向移动的方向 ，与负电荷定向移动的方向 . ①矢量的方向具有空间上方向的任意性.电流既有大小又有方向，但电流的方向仅表示流 或流 ，所以电流虽然有方向，但是它是 ，其计算遵循 法则. ②在外电路中电流方向由电源 流向 ，在电源内部电流方向由电源 流向 . ③公式中的q是通过导体某横截面的电荷量，不是通过导体单位横截面积的电荷量； ④横截面的选取是任意的，电流的大小与所选择的横截面的大小 . (5)对公式的理解 ①金属导体中的电流是由 的定向移动形成的，因此q为通过导体横截面的自由电子的电荷量. ②电解质溶液中的电流是由 同时向相反方向定向移动形成的，因此q为正、负离子的电荷量的 。 ③电解质溶液中电流的方向与 定向移动的方向相同，与 定向移动的方向相反. ④是电流的定义式， 说I与q成正比，与t成反比. 重难点1：电流的微观表达式的推导及理解 如图所示，AB表示粗细均匀的一段长为l的金属导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体单位体积内的自由电子数为n,由于电子的电荷量为e AB导体中的自由电子总数N = , 总电荷量q =Ne = , 所有这些电子都通过右侧横截面所需的时间 ,则导体中的电流 由此可见、从微观上看，电流大小取决于导体单位体积内的自由电子数、每个自由电子的电荷量、自由电子定向移动速率的大小和导休的横截而积. 区分三种速速率 三种速率 电子定向移动的速率 电子热运动的速率 电流传导速率 物理意义 电流是自由电荷定向移动形成的，I＝neSv，其中v就是电子定向移动速率，其大小与导体两端的电压及导体本身的因素有关。 构成导体的电子在永不停息地做无规律运动，由于热运动向各个方向的机会相等，故不能形成电流。温度越高，电子热运动的平均速率越大。 闭合开关瞬间，电路中各处以真空中 建立恒定电场，在恒定电场作用下，电路中各处自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流。 大小 一般数量级为 m/s 常温下其数量级为 m/s 恒为 m/s 重难点2:电解液中电流的计算 电解质溶液中电流的计算比较复杂，分为两种情况： (1)电源内部：在电源内部某处取一横截面，设某段时间t内通过该横截面的电荷量为q,则电解质溶液中的电流为。 (2)在电解质溶液内某处取一横截面，正、负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用 来计算，要注意考虑离子的化合价，如图所示。 命题点1：对电流的理解 【针对练习1】下列关于电流方向的说法中，正确的是（　　） A．电流的方向与自由电子定向移动的方向相同 B．电流的方向与正电荷定向移动的方向相反 C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 D．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相反 【针对练习2】关于电流强度的概念，下列说法正确的是（    ） A．电流强度是矢量 B．电子运动的速率越大，电流强度越大 C．只有正电荷的移动，才能形成电流 D．单位时间内通过导体截面的电量越多，电流强度越大 命题点2：电流的计算 【针对练习3】已知氢原子核外电子在基态运行的周期约为，电子电荷量的值为，电子在第一激发态的半径是基态半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为（　　） A．0.1mA B．0.3mA C．0.8mA D．8mA 【针对练习4】肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下垫面变成正电荷中心，云底会出现大气被强烈电离的一段气柱，半径约50米。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。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．闪电电流的瞬时值约为1×104A B．闪电电流的瞬时值约为0.1A C．闪电前云地间的电场强度约为1×103V/m D．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m 【针对练习5】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 命题点3：对电流微观表达式的理解 【针对练习6】如图，一横截面积为的铜导线，通过的电流为1A时，自由电子定向移动的平均速率为，试估算体积内的自由电子数为（　　） A．个 B．个 C．个 D．个 【针对练习7】铜的摩尔质量为m，密度为，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 B． C． D． 命题点4：利用等效法计算电流 【针对练习8】（多选）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 【针对练习9】（多选）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 一、单选题 1．某同学家里照明进户线选用的是横截面积为2.5mm2的铜线，该铜线内自由电子的密度为个/m3，某段时间该铜线中通过的电流为9.6A，，则该铜线中自由电子定向移动的平均速率为（　　） A． B． C． D． 2．某天午后雷电交加，假设一次闪电流动的电荷量约为400C，持续的时间大约是0.008s，则形成的平均电流约为（   ） A． B． C． D． 3．如图所示，以恒定角速度沿顺时针方向、绕其圆心做匀速圆周运动的细橡胶圆环，与毛皮摩擦后均匀带电。已知圆环的半径为R，带电量为Q。关于橡胶圆环转动形成的等效电流说法正确的是（　　） A．大小，方向沿逆时针 B．大小，方向沿顺时针 C．大小，方向沿顺时针 D．大小，方向沿逆时针 4．在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷做定向移动。若在2 s内有0.32 C的电荷量通过导体某横截面，则导体中电流大小为（    ） A．0.08 A B．0.32 A C．0.16 A D．0.64 A 5．在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内分别有1.0 × 1018个Na+和Cl−通过溶液内部的横截面M，以下解释正确的是（　　） A．正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子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 C．溶液内电流方向从A到B，电流I = 0.16 A D．溶液内电流方向从A到B，电流I = 0.08 A 6．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射某种重离子束，其电流强度为，在1s内发射的重离子个数为，则单个重离子带电量为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示的电解池，通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是（　　） A．0.5A B．0.2A C．0.3A D．0.1A 8．两根材料相同、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 9．北京正负电子对撞机的储存环是半径为的圆形轨道，环中的个电子以速度定向运动，已知电子的电荷量为，则个电子形成的电流为（    ） A． B． C． D． 10．如图所示，一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度所带的电荷量为−q，求由于棒的运动形成的等效电流大小和方向。（　　） A．qv，向右 B．qv，向左 C．，向右 D．，向左 11．霍尔推进器的工作原理是通过产生高速离子流来产生推力。2021年，我国空间站核心舱首次使用了霍尔推进器，其工作原理可简化为电离后的氙离子在电场力作用下被高速喷出，霍尔推进器由于反冲获得推进动力。设某次核心舱进行姿态调整，开启霍尔推进器，电离后的氙离子从静止开始，经电压为的电场加速后高速喷出，产生大小为的推力。已知氙离子的比荷为，忽略离子间的相互作用力，不计离子受到的重力，则氙离子形成的等效电流为（   ） A． B． C． D． 二、多选题 12．“质子疗法”治疗肿瘤，就是让高速运动的质子进入肿瘤并杀死癌细胞，该过程需要一种被称为“粒子加速器”的装置来实现。如图所示，来自质子源的质子（初速度可视为零），经加速电场加速后获得的动量为，并形成均匀细柱形的质子流。已知细柱形质子流的横截面积为，其等效电流为，质子的质量为、带电荷量为，下列说法正确的是（   ） A．单位时间进入肿瘤的质子数为 B．质子加速后获得的动能为 C．加速电场的加速电压为 D．质子流单位体积内的质子数为 学科网（北京）股份有限公司 $$