11.1 电源和电流 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

11.1电源和电流 同步练习 一、单选题 1.一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. 2.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子轰击肿瘤并杀死癌细胞，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。来自质子源的质子(初速度为零)，经粒子加速器加速后，形成细柱形的质子流。某次治疗时，所形成的质子流的等效电流为I，则此时加速器的加速电压U为(已知该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)(　　) A. B. C. D. 3.若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是(取)(　　) A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A 4.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速离开电场后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　) A.    B. C.    D. 5.截面积为S的导线中，通有电流为I的电流。已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间内通过导线截面的电子数是(　　) A. B. C. D. 6.如图所示，一段截面积为S、长度为l的圆弧形橡胶棒，均匀带有负电荷，圆弧的半径为R，单位长度的橡胶棒所带的电荷量为q，当此棒绕垂直于圆弧平面过圆心的轴、沿顺时针方向以角速度ω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分别为(　　) A. ，沿顺时针　　B. ，沿逆时针 C. ，沿顺时针　　 D. ，沿逆时针 二、多选题 7.1911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 8.如图是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是(　　) A. 该电池的容量为60A·h B. 该电池以6A的电流放电，可以工作5h C. 该电池以6A的电流放电，可以工作10h D. 该电池充完电可贮存的电荷量为60C 9.电子绕核运动可以看作一环形电流，设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，m表示电子的质量，k为静电力常量，则(　　) A. 电子运动的速率为v＝e B. 电子运动的周期为T＝ C. 电子运动形成的电流I＝ D. 电子运动形成的电流I＝ 10.半径为R的橡胶圆环均匀带正电，电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆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的情况正确的是(　　) 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，将橡胶圆环拉伸，使圆环半径增大，电流将变大 D. 若使ω、Q不变，将橡胶圆环拉伸，使圆环半径增大，电流将变小 三、计算题 11.如图是静电除尘器的示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极．A、B之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附m mol电子，每昼夜能除尘n kg，试计算高压电源的电流I.(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜的时间为t) 12.如图所示是某同学电解硫酸铜溶液的实验装置，他从电流表读出的示数为0.6 A，如果忽略时间流逝引起的回路中电流的变化，元电荷的电荷量为1.6×10－19 C，请你帮他计算一下一昼夜可析出多少个铜离子． 13.某导线中的电流，导线的横截面积。已知电子电荷量，导体每立方米内有个自由电子。求： （1）在1s内定向移动通过导线横截面的电子个数 （2）自由电子定向移动的速度大小 （3）自由电子沿导线定向移动所需要的时间 答案 一、单选题 1.【答案】B【解析】由电流定义式可得，又，联立可得，故选B。 2.【答案】A【解析】根据动能定理有eU=mv2，可得v=，根据电流的微观表达式有I=neSv，解得U=，选A。 3.【答案】B【解析】根据电流定义式， 4.【答案】B【解析】设单位体积内的电子数为n，对电子加速过程应用动能定理得eU＝mv2 所以电子刚出电场时的定向移动速度v＝ 由电流的微观表达式I＝nSqv得n＝＝ 则Δl内的电子数目为N＝n·ΔlS＝，故B正确． 5.【答案】A【解析】设内通过导线截面的自由电子数是N，电流可以表示为，解得，，故选A。 6.【答案】B【解析】棒沿顺时针方向转动时，每转一圈通过横截面的电荷量为Q=ql，所用的时间为t=，根据电流的定义式I=可得到等效电流为I=；由于橡胶棒带负电，电流的方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正确。 二、多选题 7.【答案】BD【解析】电子做匀速圆周运动，则，解得速率， A错误；电子绕核运动时等效电流为， B正确；电子绕核转动时，电子所受库仑力方向与速度垂直，可知库仑力对其做功为零， C错误；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， D正确。故选BD。 8.【答案】AC【解析】由表格数据可知，该电池的容量为；电池以6A的电流放电，可以工作的时间为，该电池充完电可贮存的电荷量为，故选AC。 9.【答案】AC【解析】氢原子核对电子的作用力充当电子绕原子核做圆周运动的向心力，则有＝m得v＝e；A正确； 电子运动的周期T＝＝，B错误； 形成的电流I＝＝，C正确，D错误． 10.【答案】AB【解析】截取橡胶圆环的任一横截面S，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个横截面的电荷量为Q，则有I＝＝；又T＝，所以I＝. 对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，电流不变，C、D错误． 三、计算题 11.【答案】 【解析】由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，故煤粉吸附的电荷量q′＝q 由q′＝mnNAe，q＝It得mnNAe＝It，故高压电源的电流I＝ 12.【答案】1.6×1023个 【解析】一昼夜通过电路的总电荷量Q＝It＝0.6×24×60×60 C≈5.2×104 C，因一个铜离子带两个正电荷，则析出的铜离子数约为n＝≈1.6×1023个 13.【答案】（1）个；（2）；（3） 【解析】（1）电子个数个 （2）由公式，得 （3）由，得时间 学科网（北京）股份有限公司 $