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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于电流、电流强度的下列说法中，正确的是（ ） A．电流是电荷运动形成的 B．电荷运动的方向就是电流的方向 C．同一段电路中，相同时间内通过各不同截面处的电量一定相等 D．电流强度有一定的方向，是矢量 2．一太阳能电池对一用电器供电时，电流为40mA，则在10s，通过该用电器的电荷量为（　　） A．0.04 C B．0.24 C C．0.4C D．2.4 C 3．截面积为S的导线中通有电流I，已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间△t内通过导线截面的自由电子数是（） A．Sv△t B．nv△t C． D． 4．以下说法正确的是（    ） A．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 B．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 C．导体中没有电流，就说明导体内部的电荷没有移动 D．有电压就一定有电流 5．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2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n1=n2时，电流为零 B．当n1>n2时，溶液中电流方向从A→B，电流为 C．当n1<n2时，溶液中电流方向从B→A，电流为 D．溶液中电流方向A→B，电流为 6．关于对电流的理解，下列说法正确的是（　　） A．电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B．电流有大小，也有方向，所以电流是矢量 C．金属导体内的电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的 D．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 7．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有个二价正离子通过溶液内某截面S，有个二价负离子通过相同截面，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，电流为 C．无论大小如何，电流方向都从，电流大小都为 D．无论大小如何，电流方向都从，电流大小都为 8．关于电动势，下列说法中错误的是（     ） A．电动势的单位是伏特； B．电动势大小等于没有接入外电路时电源两端的电压； C．电动势大小由电源本身性质决定； D．电动势的单位是焦耳； 9．在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（　　） A．把该电池接入闭合电路后，电动势减小 B．该电源比电动势为1.5V的干电池做功少 C．单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能 D．通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能 10．上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车吸引了众多观光者的眼球。据介绍，电容车在一个站点充电30秒到1分钟后，开空调可以连续行驶3公里，不开空调则可以连续行驶5公里，最高时速可达44公里。超级电容器可以反复充放电数十万次，其显著优点有：容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器模块，规格为“48V ，3000F”，放电电流为1000A，停放时漏电电流为10mA，充满电所用时间为30s，下列说法不正确的是（    ） A．车用“48V 3000F”超级电容器模块的充电电流约为4800A B．放电能持续的时间超过10分钟 C．所储存电荷量是“4.2V 1000mA·h”手机锂电池的40倍 D．若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电所用时间将超过100天 二、多选题 11．如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间内通过溶液截面的正离子数为，负离子数为。设元电荷为，则以下说法正确的是（　　） A．电流既有大小，又有方向，是矢量 B．适用于任何电荷的定向移动形成的电流 C．溶液内电流方向从到，电流大小为 D．溶液内电流方向从到，电流大小为 12．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流．设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核转动，周期为已知电子的电荷量为e、质量为m，静电力常量为k，则其等效电流大小为　　 A． B． C． D． 13．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q。此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为（　　） A．nvSt B．nqvt C． D． 14．下列关于电流的说法中，正确的是（　　） A．只要导体中有电荷运动，就有电流 B．导体中没有电流时，导体内的电荷是静止的 C．导体中电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D．电流可能是由正电荷或负电荷的定向移动形成的 15．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＝ 三、填空题 16．电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6m2的导线，那么电路中的电流大小为 A。 17．在氢原子模型中，电子绕核的运动可视为一个环型电流。设氢原子中电子沿半径为r的圆形轨道上运动，已知电子的质量为m，电子的电量为e，则其等效电流的电流强度等于 。 四、解答题 18．导线中的电流是1A，导线的横截面积为1mm2。 (1)在1s内，有多少个电子通过导线的横截面（电子电荷量e=1.6×10–19C） (2)自由电子的平均定向移动速率是多大（设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子） (3)自由电子沿导线移动1m，平均要多少时间？ 19．某金属导体两端所加电压为8V时，10s内通过某一横截面的电荷量为0.16C。求： (1)通过导体的电流及导体的电阻； (2)若导体内自由电子电量e=1.6×10-19C，自由电子定向移动的速率为10-5m/s，导体的横截面积为10-5m2，求导体单位体积的自由电子数目。 20．电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一．电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流． （1）有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5 cm2，通有电流2 mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5 m/s．已知硅的密度2.4×103 kg/m3，摩尔质量是28．电子的电荷量e=－1.6×10-19 C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏加德罗常数为N0=6.02×1023 mol-1．若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《11.1 电源和电流 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C A D C D D D B 题号 11 12 13 14 15 答案 BC ABD AC CD BD 1．C 【分析】电流是电荷的定向移动形成的，电流的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，注意电流是标量． 【详解】A．电流是电荷的定向移动形成的，故A错误； B．电流的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，故B错误； C．根据q=It知，同一段电路，电流相等，则相同时间内通过不同截面处的电量相等，故C正确； D．电流有方向，但是电流的合成不遵循平行四边形定则，则电流是标量，故D错误。 故选C。 【点睛】解决本题的关键知道电流的定义式，知道电流是标量，基础题。 2．C 【详解】根据电流的定义式，有 代入数据，得 故选C。 3．C 【详解】电流可以表示为： ， 解得： ， 根据： ， 可得 ， A．或，A错误； B．或，B错误； C．或，C正确； D．或，D错误； 4．A 【详解】A．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，A正确； B．电流的传导速率是电场形成的速度，约为光速，而电子的定向移动速率远小于光速，B错误； C．导体内部没有电流时，电荷也在热运动，只不过无法形成电流，C错误； D．若有电压，但是电路没有接通，有电压也不会产生电流，D错误。 故选A。 5．D 【详解】AC．根据正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，可判断出溶液中电流方向为A→B，故AC错误； BD．由题意t秒内流过横截面S的电荷量为 可得电流为 故B错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．规定电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，A错误； B．电流有大小，也有方向，但不遵循平行四边形定则，所以电流是标量，B错误； C．金属导体内的电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的，C正确； D．电流的传导速率指的是接通电源后，电路中产生电流的速率。在电路中电流的产生源于电场的产生，在电场的驱动下，电荷定向运动从而形成电流。因而电路中电流的传导速率等于电场产生的速率，即相应介质中的光速，D错误。 故选C。 7．D 【详解】由题意可知，流过溶液截面上的电量为 则电流大小为 方向与正电荷的定向移动方向相同，则电流方向由A到B。 故选D。 8．D 【详解】AD. 根据电动势的定义公式，电动势的单位为：焦耳/库仑，即为伏特，故A正确，不符合题意；D错误，符合题意； B. 路端电压与电动势的关系为：U=E–Ir，当电源没有接入外电路时，电流为零，故U=E，故B正确，不符合题意； C. 电动势的大小取决于非静电力的特性，由电源本身决定，故C正确，不符合题意． 故选D． 【点睛】本题关键要明确电动势的定义、物理意义和决定因数，同时要明确路端电压不一定等于电源的电动势． 9．D 【详解】A．电动势跟是否接入或者不接入外电路无关，大小不变，A错误； B．电动势表示电源做功的能力的大小，不表示做功的多少，B错误； C．由于不知道1s内流过电池的电量，所以不能求出1s内有多少太阳能转变为电能，C错误； D．根据电动势的定义式 解得 即非静电力对电荷做功为0.6J，则电路中每通过1C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能，D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．电容器的额定电压 电容 储存的电荷量为 充满电所用时间为 所以充电电流为 A正确，A不符合题意； B．放电能持续的时间为 B错误，B符合题意； C．“4.2V 1000mA·h”手机锂电池的电荷量为 解得 C正确，C不符合题意； D．漏电电流为10mA，完全漏完电所需时间为 天 D正确，D不符合题意。 故选B。 11．BC 【详解】A．根据矢量的含义可知，矢量既有大小，又有方向，运算时遵守平行四边形定则；虽然电流有大小，又有方向，但其运算时不遵循平行四边形定则，因此电流不是矢量，故A错误； B．公式是电流的定义式，是比值定义法，适用于任何情况，故B正确； CD．电流的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，由图可得溶液内电流的方向从A到B；设电解液中通过截面S的电荷量为q，根据题意得 故溶液内电流的大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 12．ABD 【详解】A．根据电流的定义式可得等效电流为 故A正确； B．电子运动的周期表达式为 根据电流的定义式可得等效电流为 故B正确； CD．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流，氢原子的电子的速率v，根据库仑力提供向心力 解得 形成的电流为 故C错误，D正确。 故选ABD。 13．AC 【详解】AB．通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为单位体积的自由电子数乘以体积，即 A正确，B错误； CD．根据电流的定义式 则通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为 C正确，D错误。 故选AC。 14．CD 【详解】A．只要导体中有电荷运动，不一定有电流，必须电荷定向移动才能有电流，A错误； B．导体中没有电流时，导体内的电荷是无规则运动的，B错误； C．导体中电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，C正确； D．电流可能是由正电荷或负电荷的定向移动形成的，D正确。 故选CD。 15．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。 16． 【详解】[1]每分钟通过的电量为 则电路中的电流为 17． 【详解】电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力为 = mr 据电流的定义式 I = 得 I = 18．(1)6.25×1018；(2)7.4×10－5m/s；(3)3.8h 【详解】(1)1s内，通过导体截面的电子数为 (2)根据电流的微观表达式得 (3)据电子定向匀速移动得，传播1m所需时间为 19．(1)0.016A，500Ω；(2) 1027 【详解】(1)根据电流强度的定义，通过导体的电流为 根据欧姆定律，导体的电阻为 (2)由电流强度的微观表达式得 代入数值得 20．1×105 【详解】设此半导体单位体积内有n个自由电子，同时也将有n个空穴；以S表示截面积体积，v1，v2分别表示半导体中空穴和自由电子的定向移动速率，I1和I2分别表示半导体中空穴和自由电子形成的电流，则有： 总电流 I=I1+I2 由此可得： 设单位体积内有n个硅原子放出一个自由电子；单位体积内硅原子的个数 则： ， 代入数据解得 =1×10-5 说明每1×105个原子才放出一个自由电子. 【点睛】解答本题的关键是：要认真研读题目中的关键语句，充分挖掘题目中的隐含条件，利用电流的定义式和微观表达式进行推导计算；同时要充分利用阿伏加德罗常数的桥梁作用． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $