11.1 电源和电流（培优考点练）物理人教版必修第三册

**基本信息** 以“基础巩固-综合应用-高考衔接-新情境拓展”为分层逻辑，通过题型专项突破与梯度化训练，系统构建电流概念理解与应用能力，培养物理观念和科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型培优练|电源理解、电流概念、等效电流等单一知识点|基础选择与计算结合，如手机电池容量计算，夯实物理观念| |拓展综合练|电流与能量、实际电路综合应用|结合手机待机/播放视频等生活情境，提升科学推理能力| |高考真题练|电流微观表达式、电场强度等高考核心考点|选用安徽、江苏等高考真题，对接测评要求| |新题追踪练|超级电容、粒子加速器等新情境应用|引入前沿科技情境，如超级电容车充电问题，培养质疑创新思维|

11.1电源和电流 ✍题型培优练 ✏题型01：对电源的理解 1.【答案】A 2.【答案】A 3.【答案】AB ✏题型02：对电流的理解 4.【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】B 7.【答案】；个 ✏题型03：等效电流的求解 8．【答案】D 9．【答案】A ✏题型04：电解质溶液导电电流的求解 10.【答案】D 11.【答案】D 12.【答案】电流方向向左 ✏题型05：对电流的微观表达式的理解与应用 13.【答案】B 14.【答案】A 15.【答案】C 16.【答案】B 17.【答案】A ✍拓展综合练 18.【答案】D 19.【答案】C 20.【答案】D 21.【答案】D ✍高考真题练 22．【答案】C 23．【答案】D 24．【答案】B 25．【答案】B ✍新题追踪练 26.【答案】C 27.【答案】A 28.【答案】A 29.【答案】D 30.【答案】AD 31.【答案】BCD 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.1电源和电流 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练 1 ✏题型01：对电源的理解 1 ✏题型02：对电流的理解 2 ✏题型03：等效电流的求解 2 ✏题型04：电解质溶液导电电流的求解 3 ✏题型05：对电流的微观表达式的理解与应用 4 ✍拓展综合练 4 ✍高考真题练 6 ✍新题追踪练 6 ✍题型培优练 ✏题型01：对电源的理解 1.某手机的电池容量为，则意味着该电池充满电后能搬运的电荷量为 A. B. C. D. 2.(2026·安徽省·同步练习)石墨烯因为具有高导电性、高导热性、高强度和独特的二维结构，在工业界被誉为“新材料之王”，并在能源装备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴产业领域呈现出良好的应用前景。假设某手机石墨烯电池容量为，充满电的时间为，则充电电流为 A. B. C. D. 3.（多选）(2026·重庆市·同步练习)关于电源的作用，下列说法正确的是 A.电源的作用是保持导体两端的电势差，使电路中有持续的电流 B.电源的作用是将自由电荷从电路一端搬运到另一端 C.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 D.电源的作用是使自由电荷由静止开始运动起来 ✏题型02：对电流的理解 4.(2026·江苏省·假期作业)关于电流，下列说法中正确的是() A.导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率 B.电子运动的速率越大，电流越大 C.电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位是基本单位 5.(2026·江苏省·单元测试)关于电流的形成，下列说法正确的是() A.如果导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有移动 B.只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流 C.导体中有电荷运动就形成电流 D.金属导体内持续的电流是自由电子在导体内的静电力作用下形成的 6.(2026·浙江省·单元测试) 国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是(　　) A．F·V B．A·s C．J/V D．N·m/V 7.(2026·北京市·同步练习)一条导线中的电流为，在内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？ ✏题型03：等效电流的求解 8．（2025·安徽淮北·阶段检测）半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流为（　　） A． B． C． D． 9．（2022高三·全国·专题练习）北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时，则环中运行的电子数目为（　　） A．5×1012个 B．5×1011个 C．1×1012个 D．1×1014个 ✏题型04：电解质溶液导电电流的求解 10.(2026·江苏省·单元测试)如图所示，电解池内有一价离子的电解液，时间内通过溶液内面积为的截面的正离子数是，负离子数是，设元电荷为，以下说法中正确的是() A.当时电流为零 B.当时，电流方向从，电流为 C.当时，电流方向从，电流为 D.溶液内电流方向从，电流为 11.(2026·浙江省·同步练习)如图所示的是电解池，电路中的电流大小是，则下列说法正确的是() A.在的时间内，共有的负离子通过截面 B.在的时间内，只有的负离子通过截面 C.在的时间内，共有的正离子和的负离子通过截面 D.在的时间内，共有的正离子和的负离子通过截面 12.(2026·新疆维吾尔自治区·同步练习)如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流。 盐水中的电流沿什么方向？ 假设电子的电荷量为，时间内有个和个通过图中虚线面，则电路中的电流为多大？ ✏题型05：对电流的微观表达式的理解与应用 13.(2026·北京市市辖区·模拟题)有一横截面积为的铜导线，流经其中的电流为，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为。设导线在单位体积内的自由电子数为，电子的电荷量为。则在时间内() A.通过导线横截面的电荷量为 B.通过导线横截面的自由电子数为 C.通过导线横截面的自由电子数为 D.通过导线横截面的电荷量为 14.(2026·江苏省·单元测试)一段导体横截面积为，导体单位体积上的自由电荷数为，设其中单个自由电荷所带电量为，定向移动速率为，则导体中电流强度的表达式为() A. B. C. D. 15.(2025·天津市·期中考试)如图所示，同种材料制成的圆柱形导体，，的直径是的倍。将两部分导体串接在电路中，通过恒定电流时自由电子在两部分导体中定向移动的速度等于() A. B. C. D. 16.(2025·云南省昭通市·联考题)将质子加速到一定的速度可以杀死某些肿瘤癌细胞。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知质子流等效电流为，质子的质量为，电荷量为，则质子流单位长度内的质子数是() A. B. C. D. 17.(2025·江西省·期中考试)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为、长为的电子束。已知电子的电荷量为、质量为，射出加速电场时单位长度电子束内的电子个数是，则电子束的电流强度为() A. B. C. D. ✍拓展综合练 18.(2026·江苏省·同步练习)某手机只播放视频，可以播放约小时，其说明书标明该手机电池容量为，待机时间约为天，关于该手机，下列说法正确的是() A.充满电时电池可储存的最大能量为 B.放电时电池可输出的最大电荷量为 C.播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的倍 D.播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的倍 19.(2025·北京市·期中考试)如图是锂电池原理的示意图。锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。充电过程中，通过化学反应，正极处产生大量锂离子，通过隔膜移动到负极并储存在负极材料的微孔中；放电时，在负极的锂离子又会通过隔膜流回正极。则() A.图示过程中，电池内部一定有非静电力对锂离子做正功 B.图示过程中，电池内部一定有电能转化为化学能 C.图示过程中，电池内部的电流一定从端流向端 D.图示过程中，端电势一定比端高 20.(2025·山东省烟台市·月考试卷)某手机电池背面印有的一些符号如图所示，下列说法正确的是() A.该手机电池充满电储存的电荷量为 B.该手机电池充满电储存的电能为 C.若该手机的待机电流为，则手机最多可待机小时 D.若该手机工作电流为，则手机工作时间为小时 21.某手机内置电池，支持超级快充、无线快充、反向无线充电，其配置的充电器有种充电模式：“”，“”，“”，“”，待机时间约为，则下列说法正确的是() A.该电池充满电时具有的能量为 B.如果用充电模式电池电量从零到充满要 C.该手机待机电流约为 D.用超级快充分钟增加的电量约为 ✍高考真题练 22．（2015·安徽·高考真题）一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A． B． C．ρnev D． 23．（2021·江苏·高考真题）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　） 24．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（） A． B． C． D． 25．（2026·浙江·高考真题）如图所示，一根带负电的塑料棒，长为l、横截面积为S、均匀分布有N个电子（电子电荷量为）。让棒垂直于匀强磁场B，以速度v沿轴向做匀速运动。下列说法正确的是（） A．等效电流的方向与v方向相同 B．等效电流的大小 C．棒产生的感应电动势 D．棒所受安培力的大小 ✍新题追踪练 26.(2026·河北省石家庄市·期末考试)经典理论认为，氢原子的核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做圆周运动，则核外电子运动半径越大，其() A.线速度越大 B.角速度越大 C.周期越大 D.等效的环形电流越大 27.(2026·江苏省苏州市·期中考试)已知铜棒的截面积为，密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，电子电量为，若通过铜棒的电流强度为，并认为铜棒中每一个铜原子贡献一个电子，则铜棒中自由电子定向移动的速率为() A. B. C. D. 28.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片长、宽、高分别为、、。当分别从、和、端通入相同大小的恒定电流时，金属片内自由电子的定向移动的平均速率之比为() A. B. C. D. 29.(2026·湖北省·同步练习)超级电容车外观与普通无轨电车相似，只是头上不见了两根“辫子”。电车底部装了一种超级电容，车辆进站后的上下客间隙，车顶充电设备随即自动升起，搭到充电站的电缆上，完成充电。其显著优点有：容量大、功率密度高、充电时间短、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，规格为“，”，放电电流为，漏电电流为，充满电所用时间为，下列说法正确的是() A.充电电流为 B.放电能持续的时间超过 C.若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电，时间不会超过天 D.充满电后所储存电荷量是手机锂电池“，”的倍 30.（多选）(2026·广东省梅州市·期中考试)某些肿瘤可以用“粒子流”疗法进行治疗在这种疗法中，为了能让粒子进入癌细胞，首先要实现粒子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现．粒子先被平行板电容器加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞如图所示，来自粒子源的粒子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，从处以细柱形的粒子流向右运动．粒子的质量为，其电荷量为．粒子间相互作用可忽略不计，不考虑粒子重力，粒子不会打到板上那么() A.从处流出的粒子速度 B.从处流出的粒子，形成的等效电流方向向右 C.若保持开关闭合，若只减小平行板距离，从处流出的粒子的速度将减小 D.若断开开关且板上电荷分布不变，增大平行板距离，从处流出的粒子的速度将增大 31.（多选）(2026·浙江省·同步练习)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为、电阻率为、横截面积为的细金属直导线，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为、质量为。经典物理学认为，金属的电阻源于定向移动的自由电子与金属离子即金属原子失去电子后的剩余部分的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为。下列说法正确的是() A.比例系数 B.当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子定向移动的速率 C.比例系数与导线中自由电子定向移动的速率无关 D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.1电源和电流 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练 1 ✏题型01：对电源的理解 1 ✏题型02：对电流的理解 2 ✏题型03：等效电流的求解 3 ✏题型04：电解质溶液导电电流的求解 4 ✏题型05：对电流的微观表达式的理解与应用 5 ✍拓展综合练 7 ✍高考真题练 9 ✍新题追踪练 10 ✍题型培优练 ✏题型01：对电源的理解 1.某手机的电池容量为，则意味着该电池充满电后能搬运的电荷量为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】该电池充满电后能搬运的电荷量，故选A。 2.(2026·安徽省·同步练习)石墨烯因为具有高导电性、高导热性、高强度和独特的二维结构，在工业界被誉为“新材料之王”，并在能源装备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴产业领域呈现出良好的应用前景。假设某手机石墨烯电池容量为，充满电的时间为，则充电电流为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】略 3.（多选）(2026·重庆市·同步练习)关于电源的作用，下列说法正确的是 A.电源的作用是保持导体两端的电势差，使电路中有持续的电流 B.电源的作用是将自由电荷从电路一端搬运到另一端 C.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 D.电源的作用是使自由电荷由静止开始运动起来 【答案】AB 【解析】电源的作用是将自由电荷从电路的一端搬运到另一端，保持外电路两端有电势差，使电路中有持续的电流，、B正确 导体中本来就有自由电荷，电源的作用不是为电路持续地提供自由电荷，C错误 自由电荷本身也做无规则的运动，电源的作用是保持导体两端有持续的电势差，使自由电荷发生定向移动，从而使电路中产生电流，D错误。 ✏题型02：对电流的理解 4.(2026·江苏省·假期作业)关于电流，下列说法中正确的是() A.导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率 B.电子运动的速率越大，电流越大 C.电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位是基本单位 【答案】D 【解析】略 5.(2026·江苏省·单元测试)关于电流的形成，下列说法正确的是() A.如果导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有移动 B.只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流 C.导体中有电荷运动就形成电流 D.金属导体内持续的电流是自由电子在导体内的静电力作用下形成的 【答案】D 【解析】如果导体内没有电流，说明导体内部没有定向移动的电荷，但是导体内仍存在做无规则运动的电荷，故A错误要使电流持续存在，需要导体内部有可以自由移动的电荷，并且在导体两端存在电压，故B错误只有电荷定向移动才能形成电流，如果电荷做无规则的运动，则无法形成电流，故C错误金属导体内持续的电流是自由电子在导体内的静电力作用下形成的，故D正确。 6.(2026·浙江省·单元测试) 国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是(　　) A．F·V B．A·s C．J/V D．N·m/V 【答案】B 【解析】由电流的定义式I＝得q＝It，电流单位为安培(A)，时间单位为秒(s)，所以电荷量单位库仑(C)等于安培乘以秒，即1 C＝1 A·s，故B正确． 7.(2026·北京市·同步练习)一条导线中的电流为，在内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？ 【答案】；个 【解析】略 ✏题型03：等效电流的求解 8．（2025·安徽淮北·阶段检测）半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】环转动一周的时间为 一周内通过某一截面的电量为Q，则电流为 故选D。 9．（2022高三·全国·专题练习）北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时，则环中运行的电子数目为（　　） A．5×1012个 B．5×1011个 C．1×1012个 D．1×1014个 【答案】A 【解析】电子运动一周用的时间 根据电流的定义式 则时间t内通过任一横截面的电荷量为 在整个环中运行的电子数目 个 故选A。 ✏题型04：电解质溶液导电电流的求解 10.(2026·江苏省·单元测试)如图所示，电解池内有一价离子的电解液，时间内通过溶液内面积为的截面的正离子数是，负离子数是，设元电荷为，以下说法中正确的是() A.当时电流为零 B.当时，电流方向从，电流为 C.当时，电流方向从，电流为 D.溶液内电流方向从，电流为 【答案】D 【解析】略 11.(2026·浙江省·同步练习)如图所示的是电解池，电路中的电流大小是，则下列说法正确的是() A.在的时间内，共有的负离子通过截面 B.在的时间内，只有的负离子通过截面 C.在的时间内，共有的正离子和的负离子通过截面 D.在的时间内，共有的正离子和的负离子通过截面 【答案】D 【解析】电解池中，正、负离子虽然沿相反的方向经过截面，但形成电流的方向是一致的，根据得经过截面正、负离子的电荷量之和为，故共有的正离子和的负离子通过截面，故选D。 12.(2026·新疆维吾尔自治区·同步练习)如图所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流。 盐水中的电流沿什么方向？ 假设电子的电荷量为，时间内有个和个通过图中虚线面，则电路中的电流为多大？ 【答案】提示电流方向向左 【解析】略 ✏题型05：对电流的微观表达式的理解与应用 13.(2026·北京市市辖区·模拟题)有一横截面积为的铜导线，流经其中的电流为，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为。设导线在单位体积内的自由电子数为，电子的电荷量为。则在时间内() A.通过导线横截面的电荷量为 B.通过导线横截面的自由电子数为 C.通过导线横截面的自由电子数为 D.通过导线横截面的电荷量为 【答案】B 【解析】根据电流的定义式可得，在时间内过导线横截面的电荷量为，AD错误； 在时间内过导线横截面自由电子数为，B正确，C错误。 故选B。 14.(2026·江苏省·单元测试)一段导体横截面积为，导体单位体积上的自由电荷数为，设其中单个自由电荷所带电量为，定向移动速率为，则导体中电流强度的表达式为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】时间内通过导体横截面的电荷量为， 根据电流强度定义式可得，电流强度微观表达式为。 故选A。 15.(2025·天津市·期中考试)如图所示，同种材料制成的圆柱形导体，，的直径是的倍。将两部分导体串接在电路中，通过恒定电流时自由电子在两部分导体中定向移动的速度等于() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据电流的微观表达式，相同，与成反比，的直径是的倍，则，所以。 故选C。 16.(2025·云南省昭通市·联考题)将质子加速到一定的速度可以杀死某些肿瘤癌细胞。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知质子流等效电流为，质子的质量为，电荷量为，则质子流单位长度内的质子数是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】质子在电场力作用下加速，加速后的速度为，根据动能定理，则有，解得， 等效电流为，质子流单位长度内的质子数，为单位体积内的质子数，根据微观表达式可得，联立解得，则质子流单位长度内的质子数，故B正确，ACD错误。 故选B。 17.(2025·江西省·期中考试)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为、长为的电子束。已知电子的电荷量为、质量为，射出加速电场时单位长度电子束内的电子个数是，则电子束的电流强度为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 根据动能定理得： 得到： 在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内电子电量为： 单位长度内的电子数： 联立得：，故A正确，BCD错误； 故选：。 ✍拓展综合练 18.(2026·江苏省·同步练习)某手机只播放视频，可以播放约小时，其说明书标明该手机电池容量为，待机时间约为天，关于该手机，下列说法正确的是() A.充满电时电池可储存的最大能量为 B.放电时电池可输出的最大电荷量为 C.播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的倍 D.播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的倍 【答案】D 【解析】根据题干信息无法求出充满电时电池可储存的最大能量，故A错误；放电时电池可输出的最大电荷量为，故B错误；播放视频时平均电流约为，待机状态平均电流约为，播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的倍，故C错误，D正确。 19.(2025·北京市·期中考试)如图是锂电池原理的示意图。锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。充电过程中，通过化学反应，正极处产生大量锂离子，通过隔膜移动到负极并储存在负极材料的微孔中；放电时，在负极的锂离子又会通过隔膜流回正极。则() A.图示过程中，电池内部一定有非静电力对锂离子做正功 B.图示过程中，电池内部一定有电能转化为化学能 C.图示过程中，电池内部的电流一定从端流向端 D.图示过程中，端电势一定比端高 【答案】C 【解析】图示过程中，由锂离子定向移动方向，可知电池内部的电流一定从端流向端，由于图中电池的正负极没有标明，所以该过程可能为充电过程，也可能为放电过程，所以电池内部对锂离子做功情况和能量转化情况均不确定，端和端电势高低也无法判断，故ABD错误，C正确。 故选C。 20.(2025·山东省烟台市·月考试卷)某手机电池背面印有的一些符号如图所示，下列说法正确的是() A.该手机电池充满电储存的电荷量为 B.该手机电池充满电储存的电能为 C.若该手机的待机电流为，则手机最多可待机小时 D.若该手机工作电流为，则手机工作时间为小时 【答案】D 【解析】A.该手机电池充满电储存的电荷量为 故A错误； B.该手机电池充满电储存的电能为 故B错误； C.待机时长为 故C错误； D.工作时间 故D正确。 故选D。 21.某手机内置电池，支持超级快充、无线快充、反向无线充电，其配置的充电器有种充电模式：“”，“”，“”，“”，待机时间约为，则下列说法正确的是() A.该电池充满电时具有的能量为 B.如果用充电模式电池电量从零到充满要 C.该手机待机电流约为 D.用超级快充分钟增加的电量约为 【答案】D 【解析】解：、题干中没有说明电池的电压，无法计算电池充满电时具有的能量，故A错误； B、如果用的充电模式，则充电电流为，充满电荷量为，故时间，故B错误； C、电荷量为，待机时间约为，则待机电流，故C错误； D、用超级快充，充电电流为，充满电时间为，充电分钟，增加的电量为，故D正确。 故选：。 ✍高考真题练 22．（2015·安徽·高考真题）一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A． B． C．ρnev D． 【答案】C 【分析】考查电路和电场知识 【解析】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。 23．（2021·江苏·高考真题）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据 Q=CU 可知 ∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C 则该过程中跨膜电流的平均值为 故选D。 24．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据电阻定律 可得，； 两支路并联有，结合电流的微观表达式；对于同种材料n、q相同； 联立可得； 即 故选B。 25．（2026·浙江·高考真题）如图所示，一根带负电的塑料棒，长为l、横截面积为S、均匀分布有N个电子（电子电荷量为）。让棒垂直于匀强磁场B，以速度v沿轴向做匀速运动。下列说法正确的是（） A．等效电流的方向与v方向相同 B．等效电流的大小 C．棒产生的感应电动势 D．棒所受安培力的大小 【答案】B 【解析】A.塑料棒带负电，则等效电流的方向与v方向相反，A错误； B.等效电流的大小，B正确； C.棒中几乎没有自由电子，磁通量不发生变化，不产生感应电动势，C错误； D.棒所受安培力的大小，D错误。 故选B。 ✍新题追踪练 26.(2026·河北省石家庄市·期末考试)经典理论认为，氢原子的核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做圆周运动，则核外电子运动半径越大，其() A.线速度越大 B.角速度越大 C.周期越大 D.等效的环形电流越大 【答案】C 【解析】根据原子核对电子的库仑力提供向心力可得 可得，， 可知核外电子运动半径越大，其线速度越小，角速度越小，周期越大，故AB错误，C正确； D.等效的环形电流为，核外电子运动半径越大，周期越大，则等效的环形电流越小，故D错误。 故选C。 27.(2026·江苏省苏州市·期中考试)已知铜棒的截面积为，密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，电子电量为，若通过铜棒的电流强度为，并认为铜棒中每一个铜原子贡献一个电子，则铜棒中自由电子定向移动的速率为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 设铜导线中自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，则导线的长度为，体积为，质量为，这段导线中自由电子的数目为：，在时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：，以上两式得：，所以，故A正确，BCD错误。 故选：。 28.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片长、宽、高分别为、、。当分别从、和、端通入相同大小的恒定电流时，金属片内自由电子的定向移动的平均速率之比为() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】根据电流的微观表达式 得， 可得 故选：。 29.(2026·湖北省·同步练习)超级电容车外观与普通无轨电车相似，只是头上不见了两根“辫子”。电车底部装了一种超级电容，车辆进站后的上下客间隙，车顶充电设备随即自动升起，搭到充电站的电缆上，完成充电。其显著优点有：容量大、功率密度高、充电时间短、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，规格为“，”，放电电流为，漏电电流为，充满电所用时间为，下列说法正确的是() A.充电电流为 B.放电能持续的时间超过 C.若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电，时间不会超过天 D.充满电后所储存电荷量是手机锂电池“，”的倍 【答案】D 【解析】略 30.（多选）(2026·广东省梅州市·期中考试)某些肿瘤可以用“粒子流”疗法进行治疗在这种疗法中，为了能让粒子进入癌细胞，首先要实现粒子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现．粒子先被平行板电容器加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞如图所示，来自粒子源的粒子初速度为零，经加速电压为的加速器加速后，从处以细柱形的粒子流向右运动．粒子的质量为，其电荷量为．粒子间相互作用可忽略不计，不考虑粒子重力，粒子不会打到板上那么() A.从处流出的粒子速度 B.从处流出的粒子，形成的等效电流方向向右 C.若保持开关闭合，若只减小平行板距离，从处流出的粒子的速度将减小 D.若断开开关且板上电荷分布不变，增大平行板距离，从处流出的粒子的速度将增大 【答案】AD 【解析】A、粒子在加速电场中加速，根据动能定理有，得，A正确； B、从处流出的粒子，形成的等效电流方向向左，B错误 C、若保持开关闭合，若只减小平行板距离，两板电势差不变，电场力做功不变，从处流出的粒子的速度将不变，C错误； D、若断开开关且板上电荷分布不变，电量不变，增大平行板距离，根据，，以及，推出，即电场强度不变，电场力做功增加，故速度增大，D正确。 31.（多选）(2026·浙江省·同步练习)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为、电阻率为、横截面积为的细金属直导线，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为、质量为。经典物理学认为，金属的电阻源于定向移动的自由电子与金属离子即金属原子失去电子后的剩余部分的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为。下列说法正确的是() A.比例系数 B.当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子定向移动的速率 C.比例系数与导线中自由电子定向移动的速率无关 D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等 【答案】BCD 【解析】一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为，电荷量为，根据电流的定义有，解得，故B正确；取长度为的一段导线，设其两端电压为，则电子做定向移动时满足电场力等于阻力，则，，，，联立解得，故A错误，C正确；金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电子做定向移动时满足电场力等于阻力，所以电场力对电子做的正功，大小等于阻力对电子做的负功大小，故D正确。 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $