11.1 电源和电流 分层作业-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 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．某款智能手机的额定电流为2A，待机状态的电流为5mA，下列说法正确的是（　　） A．手机正常工作时，单位时间电源提供的电荷量为2C B．手机正常工作时，1min电源提供的电荷量为2C C．手机待机时，单位时间电源提供的电荷量为5C D．手机待机时，1min电源提供的电荷量为300C 2．如图，4s内通过金属导体某截面S的电子总电荷量为8C，则该导线中电流强度的大小和方向分别为（　　） A．2A，向右 B．32A，向右 C．2A，向左 D．32A，向左 3.（多选）下列关于电流的说法中，正确的有（　　） A．习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流方向 B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安 C．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量 D．由I＝可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多 4．（多选）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 5．如图所示，A、B两个导体分别带正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线H，回答下列问题。 (1)用导线连接后，电荷怎样移动？ (2)用导线连接后会有电流，为什么电流只是短暂的？ 6．原子中的电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设氢原子的电子在半径为的圆轨道上绕核运动，电子的质量为，电荷量为，静电力常量为，试求等效电流的大小。 B层 7．如图甲所示为包含电容器的电路，当单刀双掷开关S掷向1端，电源向电容器充电。然后把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化曲线。下列说法正确的是（　　） A．当开关S接1，充电过程中电流表示数逐渐增大后不变 B．开关S掷向2端时，流经电流传感器的电流方向从B到A C．放电过程中电容器的电荷量Q、电压U、电容C都变小 D．I-t曲线与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电荷量 8．（多选）横截面积为S的导线中，通有大小为I的电流，已知导线单位体积内有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间t内通过导线横截面的电子数是（　　） A．It B．nvt C．nSvt D． 9．如图所示，医学上心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15μF，充电至8.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，求： (1)这次放电有多少电荷量通过人体组织？ (2)这次放电的平均电流大小？ C层 10．一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零），经电场加速后形成细柱形质子流，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，则其中的电流之比x与质子数之比y分别为（　　） A．1∶1　1∶2 B．1∶2　1∶1 C．1∶1　2∶1 D．1∶4　2∶1 11．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500mA·h B.该电池的电动势为3.6V C.该电池在工作时的电流为500mA D若电池以10mA的电流工作，可用50h 12．一段金属直导线的横截面积为S，单位体积内自由电子数为n，已知电子的质量为m，电荷量为e。给导线两端加恒定电压，导线内将产生恒定电流。 (1)此时自由电子在金属中的运动可以看作：电子在恒定电场力和恒定阻力的共同作用下做匀速直线运动。设电子定向移动的速度为。 a．求此时导线中的电流I； b．若导线两端的电压为U，长度为L，求电子所受的恒定阻力f； (2)电子在金属中运动的情形也可以看作：自由电子在恒定电场作用下做匀加速直线运动，运动一段距离后与导体内不动的金属离子发生碰撞，将能量转移给金属离子，同时自己定向运动的速度减为零，然后在电场作用下重新开始加速，运动一段距离后再与金属离子发生碰撞，如此重复。电子在相邻两次碰撞之间走过的平均距离叫做一个自由程。设自由程为x，自由电子每次与金属离子碰撞前的速度均为v，求金属的电阻率。 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 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 A C ABD BC D CD C ABD 1．A 【详解】A．手机正常工作时，额定电流 则单位时间内电荷量 ，故A正确； B．手机正常工作时，1min电源提供的电荷量为，故B错误； C．手机待机时，电流 单位时间内电荷量 ，故C错误； D．手机待机时，1min电源提供的电荷量为 ，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷（电子）定向移动的方向相反。题目中电子向右运动，因此电流方向向左，电流大小为 故选C。 3．ABD 【详解】A．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A正确； B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，故B正确； C．电流既有大小又有方向，但电流不是矢量，是标量，因为电流的运算遵守代数加减法则，不是平行四边形定则，故C错误； D．由I＝可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，故D正确。 故选ABD。 4．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。 5．(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）导线中的自由电子和导体B上的电子流向导体A。 （2）因为电荷的定向移动，B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，所以导线中的电流只是短暂的。 6． 【详解】静电力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，即有 解得电子做匀速圆周运动的速度 做匀速圆周运动的周期 得电子绕核运动的周期 取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间内，通过这个截面的电荷量 根据电流的定义 7．D 【详解】A．开关S接1，给电容器充电，电流表的示数先增大，电容器电压增大到一定值时，电流表示数开始减小，所以电流表示数先增大后减小，故A错误； B．电容器充电后，上极板带正电，下极板带负电，开关S接2时，电容器放电所以电流方向从到，故B错误； C．无论充电还是放电，电容器的电容不变，放电过程电容器电荷量、极板间电压减小，故C错误； D．根据电流强度的定义，可得 即图像中图线与坐标轴围成的面积表示流过电流传感器的电荷量，即电容器储存的电荷量，故D正确。 故选D。 8．CD 【详解】根据电流的定义式可知，通过该导线横截面的电荷量 q=It 则在时间t内通过该导线横截面的电子数为 再根据电流的微观表达式 I=nevS 则可得 N=nSvt 故选CD。 9．(1)；(2) 【详解】(1)根据电容器的定义公式 解得 (2)放电的平均电流 10．C 【详解】设电流横截面积为S，质子速度为v，单位体积内的质子数为n，则时间内通过横截面的质子数为 电荷量为 电流为 根据电荷守恒，两处电荷量相同，则 即 根据动能定理 得 故选C。 11．ABD 【详解】AB．电池上的3.6V表示电动势，500mA·h表示电池充满电时的电荷量，故AB正确； C．由于不知道电池的工作时间，所以无法计算放电电流，故C错误； D．若电池以10mA的电流工作，则工作时间为 故D正确。 故选ABD。 12．(1)a．；b． (2) 【详解】（1）a．依题意在时间内电子定向移动的距离为 在时间内穿过导线某一横截面的自由电子的数目 导线中的电流 解得 b．令导线长为L，则恒定电压U产生的恒定电场的电场强度为 电子做匀速直线运动，则有     解得 （2）自由电子在恒定电场作用下做匀加速直线运动可知，该过程平均速度    由电场强度 由欧姆定律 由电阻决定式 又因为 对电子在一个自由程中的运动，由速度位移关系得 联立以上解得 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 $