11.1 电源和电流 同步练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 本同步练习通过“基础+能力”分层设计，以“概念理解-定量计算-微观建模”为路径，系统巩固电源和电流核心知识，适配新授课基础夯实与能力提升需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|电源作用、电流定义、基本计算、微观表达式|题组聚焦单一知识点，如电流计算结合运动电荷（题2）、电池容量（题4），强化物理观念| |能力过关练|电解液电流综合分析、分子电流假说、导体电流微观比较|通过多选题（题11、12）和跨情境问题（题10分子电流），提升科学推理与模型建构能力|

第1节 电源和电流 同步练习 基础过关练 一、选择题: 题组一　对电源和电流的理解 1.关于电源和电流,以下说法正确的是(　　) A.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有稳定的电势差 B.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量 C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大 D.导体中的电流一定是由自由电子的定向移动形成的 题组二　电流的计算 2.(2026山东省实验中学一诊)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向向右做速度为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(q>0),则由于棒的运动形成的等效电流大小和方向为(　　) A. qv,向右 B.qv,向左 C.,向右 D.,向左 3.(2026山东烟台期末)中国的正、负电子对撞机(BEPC)改造升级成为双环对撞机,性能提升至国际前沿水平。假设对撞机的储存环是总长为L的近似圆形轨道,已知电子电荷量为e,电子的速率为v,当环中的电流为I时,在整个环中运行的电子数目为(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 4.(2026河南南阳联考)某手机的说明书的部分内容如表所示,若该手机充满电后只播放视频,可以播放约15小时。下列说法正确的是(　　) 手机类型 智能手机、4G手机 电池容量 3 500 mA∙h 电池类型 不可拆卸式电池 待机时间 约19天 A.充满电时电池可储存的能量为3.5 J B.放电时电池可输出的最大电荷量为3.5 C C.播放视频时的电流约为待机电流的30倍 D.播放视频时的电流约为待机电流的1.3倍 5.(2026山东青岛第九中学质量检测)如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是(　　) A.当n1=n2时,电流为零 B.当n1<n2时,电流方向从B→A,大小为I= C.当n1>n2时,电流方向从A→B,大小为I= D.溶液内电流方向从A→B,大小为I= 题组三　电流的微观表达式 6.(2026河南许昌百师联盟期中)一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向迁移的速率为(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 7.(2025安徽合肥一六八中学测试)有根导线的横截面积为S,已知该导线材料密度为ρ,摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个原子只提供一个自由电子,该导线中自由电子定向移动速率为v,则通过的电流为(　　) A.　 B.　 C.　 D. 能力过关练 一、选择题: 8.如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是(　　) 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＝ D.溶液内电流方向从A到B，电流I＝ 9.重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.6×10－19 C)(　　) A.3.0×1012 B.1.5×1013 C.7.5×1013 D.3.75×1014 10.安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　) A.电流大小为，电流方向为顺时针 B.电流大小为，电流方向为顺时针 C.电流大小为，电流方向为逆时针 D.电流大小为，电流方向为逆时针 11.(多选)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500 mA·h B.该电池以5 mA电流工作可用500 h C.该电池在工作时的电流为500 mA D.若电池以10 mA的电流工作，可用50 h 12.(多选)甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1.相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电荷量之比为1∶2，则甲、乙两导体中(　　) A.电流之比为1∶2 B.电流之比为1∶1 C.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1 D.自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2 参考答案： 1.C解析 电源对电路提供能量,其作用是维持正、负极之间稳定的电势差,在外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动,在电源内部,需要将电子由正极不断地搬运到负极(易错点),故A、B错误;根据I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大,C正确;导体中的电流是带电粒子定向移动形成的,但带电粒子不一定是自由电子,如导电溶液中的带电粒子是正、负离子,D错误。 2.B　解析 橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时,t时间内通过的距离为vt,则t时间内通过某横截面的电荷量大小为Q=qvt,可得等效电流为I==qv;由于橡胶棒带负电,则电流的方向与棒运动的方向相反,即向左,选B。 3.A　解析 单个电子绕环一周所用的时间为T=,每个电子每周期提供电荷量e,因此单个电子产生的等效电流为I单==;设环中共有N个电子,则总电流为I=N·I单=N·,解得N=,故选A。 4.C　解析根据q=It,可知充满电时电池可储存的电荷量为q=3.5×3 600 C=12 600 C,故放电时电池可输出的最大电荷量为12 600 C,由于不知道电压,故无法计算充满电时电池可储存的能量,A、B错误;播放视频时的平均电流约为I1= A≈0.233 3 A,待机电流约为I2= A≈0.007 7 A,电流之比为≈30,C正确,D错误。 5.D　解析规定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方向相反,则溶液内电流方向为从A→B;在电解液中,正、负离子同时定向移动,通过某一截面的总电荷量为正、负离子电荷量的绝对值之和(破题关键),t时间内通过溶液内面积为S的截面的电荷量为q=n1e+n2e,结合I=得I=,故A、B、C错误,D正确。 6.B　解析由欧姆定律可得,通过铜导体的电流为I=,结合电流的微观表达式I=nevS,可得电子在铜导体中定向迁移的速率为v==,选B。 7.D　解析设该导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t,导线的体积为V=Svt,导线的质量为m=ρV,每个原子只提供一个自由电子,则原子数与自由电子数目相等,则自由电子的数目为N=NA,t时间内通过导线某一横截面的电荷量为q=Ne,则电流大小为I==,故选D。 8.D解析　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、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A到B，电流不会相互抵消，故A、B错误；t时间内通过溶液内横截面S的电荷量q＝n1e＋n2e＝(n1＋n2)e，根据电流的定义式I＝得I＝，故C错误，D正确. 9.B解析　1 s内发射的重离子的电荷量为q＝It＝1.2×10－5×1 C＝1.2×10－5 C，每个重离子的电荷量为5e，则发射的重离子数为n＝＝ 个＝1.5×1013个，选项B正确. 10.C解析　电流大小I＝＝＝，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C正确. 11.AD解析　该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，选项C错误；500 mA·h表示电池容量，由500 mA·h＝t×10 mA得t＝50 h，由500 mA·h＝t′×5 mA得t′＝100 h，所以选项A、D正确，B错误. 12.AC解析　根据电流公式I＝得＝＝，A正确，B错误；根据电流的微观表达式I＝neSv得＝＝1，C正确，D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $