11.1 电源与电流 提升训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 以电源性质-电流概念-恒定电流为逻辑主线，通过生活实例与概念辨析题，系统构建电流相关物理观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电源及其性质|5题|含充电宝、无线充电器等实际应用判断，涉及电动势、能量计算|从电源能量转化本质出发，建立电动势与路端电压关系| |电流的概念及定义式|4题|包含电流方向辨析、微观表达式推导，结合扫地机器人参数计算|通过I=q/t定义式延伸至微观表达式I=nesv，强化比值定义法理解| |恒定电流及其产生条件|5题|涉及AED除颤器等情境，考查恒定电场与电流形成条件|从电荷定向移动条件切入，推导恒定电流与恒定电压的依存关系|

电源与电流 一．电源及其性质（共5小题） 1．（2026•南昌一模）中国民航局规定、规格“＜100Wh”的充电宝允许以随身物品的形式随乘客登机，“100Wh～160Wh”规格的充电宝需要经航司批准后方可携带，“＞160Wh”规格严禁携带，以下为同一品牌不同型号充电宝的规格，其中严禁携带登机的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025秋•朝阳区校级月考）关于电源和电流，下述说法正确的是（　　） A．电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压 B．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 C．从能量转化的角度看，电源通过静电力做功把其他形式的能转化为电能 D．在外电路中，沿电流方向电势逐渐降低 3．（2025秋•长春校级期中）华为Mate60Pro智能手机的各项性能都很优秀，该手机配备5000mA•h/3.7V的锂聚合物电池，下列说法正确的是（　　） A．该电池输出电压为9V B．电池充满电所储存的能量为6.66×104J C．电池容量的单位“mA•h”是能量单位 D．该电池单位时间内有9J的化学能转化为电能 4．（2025•宁波校级模拟）如图甲所示，杭州亚运村启用一款公共座椅，该座椅安装了嵌入式无线充电器，其无线充电功能支持多种充电协议。充电器下方铭牌如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为21V B．交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的峰值为240V C．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要1.7h D．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为9000J （多选）5．（2025秋•杨浦区校级期中）如图为一个闭合电路电势高低变化示意图，则下列说法正确的是（　　） A．回路中电流在电源外部由A流向B，电源内部由B流向A B．C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻 C．若AD、CB、AB、CD间电势差分别为UAD、UCB、UAB、UCD，则UAD+UCB＝UAB D．BC、DA电势跃升越大，表示电源将其它能转化为电势能的本领越强 二．电流的概念、性质及电流强度的定义式（共4小题） 6．（2026春•琼山区校级期末）关于电流的说法中正确的是（　　） A．导体内电子定向移动的速率越大，电流越大 B．由于电流有方向，所以电流是矢量 C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 D．根据可知，I与q成正比 7．（2026•南通一模）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 8．（2025秋•江门期末）如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　） A．“mA•h”为能量单位 B．主机工作电流约为2.93A C．主机电动机的电阻约为645Ω D．电池最多能储存的能量约为5.0×106J 9．（2025秋•兰州期末）下列关于电流的表达式正确的是（　　） A． B． C．I＝nesvt D． 三．恒定电流及其产生条件（共5小题） 10．（2024秋•岷县期末）下列对于电流说法正确的是（　　） A．根据，可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 B．电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同 C．电路要产生电流，必须存在自由电荷 D．由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去 11．（2021秋•相山区校级期中）如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I．已知金属导体的横截面积是S．导体单位长度的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为ve，则下列说法中正确的是（　　） A．自由电子定向移动的速率为ve B．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c C．自由电子定向移动的速率为 D．自由电子定向移动的速率为 12．（2022秋•墨玉县期中）对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（　　） A．有可以自由移动的电荷 B．导体两端有电压 C．导体两端有方向不变的电压 D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压 （多选）13．（2024秋•香坊区校级月考）自动体外除颤器（简称AED）治疗时，把两电极板放于心颤患者心脏附近的皮肤上，按下放电按钮，让一部分电荷通过心脏，使之恢复正常跳动。一般体外除颤能量（电容器储存的电能）在200～300J之间。若除颤器的电容器电容为16μF，在某次治疗时设定除颤能量为200J，在2ms时间内放电至两极板间电压为零。已知充电后电容器储存的电能表达式为ECU2，其中C表示电容器的电容，U表示电容器极板间的电压。下列说法正确的是（　　） A．充电完成后，两极板之间的电压为5×103V B．放电完成后电容器的电容变为零 C．该次治疗过程通过人体组织的电荷量为0.08C D．该次治疗过程平均放电电流为40A 14．（2023秋•海淀区期末）对电流的理解，下列说法正确的是（　　） A．电流的方向总是从电源的正极流向负极 B．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小 C．恒定电流是由恒定电场产生的 D．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定 参考答案与试题解析 一．电源及其性质（共5小题） 1．（2026•南昌一模）中国民航局规定、规格“＜100Wh”的充电宝允许以随身物品的形式随乘客登机，“100Wh～160Wh”规格的充电宝需要经航司批准后方可携带，“＞160Wh”规格严禁携带，以下为同一品牌不同型号充电宝的规格，其中严禁携带登机的是（　　） A． B． C． D． 【分析】根据公式E＝qU计算各选项中的数据进行判断。 【解答】解：根据公式E＝qU，计算可得A、B、C、D选项中的充电宝能量分别为5×10Wh＝50Wh，9×10Wh＝90Wh，9×20Wh＝180Wh，7.2×20Wh＝144Wh，结合题意，故C正确，ABD错误。 故选：C。 2．（2025秋•朝阳区校级月考）关于电源和电流，下述说法正确的是（　　） A．电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压 B．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 C．从能量转化的角度看，电源通过静电力做功把其他形式的能转化为电能 D．在外电路中，沿电流方向电势逐渐降低 【分析】A.电源的电动势在数值上等于外电路断开时的路端电压，据此作答；B.根据电源的作用进行分析解答作答；CD.电源是把其它形式的能向电能转化，是非静电力做功，在外电路中，沿电流方向电势逐渐降低，据此作答。 【解答】解：A.电源正、负极之间的电压为路端电压，电源的电动势在数值上等于外电路断开时的路端电压，故A错误； B.电源的作用是在电源内部把电子由正极搬运到负极，保持两极之间有稳定的电势差，故B错误； C.电源是把其它形式的能转化为电能的装置，从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能，故C错误； D.在外电路中，沿电流方向电势逐渐降低，故D正确。 故选：D。 3．（2025秋•长春校级期中）华为Mate60Pro智能手机的各项性能都很优秀，该手机配备5000mA•h/3.7V的锂聚合物电池，下列说法正确的是（　　） A．该电池输出电压为9V B．电池充满电所储存的能量为6.66×104J C．电池容量的单位“mA•h”是能量单位 D．该电池单位时间内有9J的化学能转化为电能 【分析】根据电流强度的定义及单位、电压和能量的计算公式等进行分析解答。 【解答】解：A.该电池输出电压为3.7V，故A错误； C.根据q＝It可知，“mA•h”是电荷量的单位，故C错误； B.电池充满电所储存的能量等于充电时电流做的功W＝UIt＝3.7×5000×10﹣3×3600J＝6.66×104J，故B正确； D.根据PW＝18.5W，该电池单位时间内有18.5J的化学能转化为电能，故D错误。 故选：B。 4．（2025•宁波校级模拟）如图甲所示，杭州亚运村启用一款公共座椅，该座椅安装了嵌入式无线充电器，其无线充电功能支持多种充电协议。充电器下方铭牌如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为21V B．交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的峰值为240V C．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要1.7h D．某电池容量为5000mAh，使用5V﹣3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为9000J 【分析】根据功率公式P＝UI确定充电器以最大输出功率输出时的输出电压；根据UmU求该充电器允许输入电压的峰值；根据q＝It求电池由完全耗尽到充满的时间；根据W＝qU求电池由完全耗尽到充满无线充电器输出的电能。 【解答】解：A、根据输出功率P＝UI可知，充电器最大输出功率为65W，对应的是“20V﹣3.25A”输出，即输出电压为20V，故A错误； B、由图乙可知，充电器输入最大电压有效值为240V，对应峰值为UmU240V≈339.4V，故B错误； C、根据q＝It可得电池由完全耗尽到充满，大约需要时间为，故C正确； D、电池的容量是5000mAh，即q＝5000×10﹣3×3600C＝1.8×104C 电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为W＝qU＝1.8×104×5J＝9×104J，故D错误。 故选：C。 （多选）5．（2025秋•杨浦区校级期中）如图为一个闭合电路电势高低变化示意图，则下列说法正确的是（　　） A．回路中电流在电源外部由A流向B，电源内部由B流向A B．C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻 C．若AD、CB、AB、CD间电势差分别为UAD、UCB、UAB、UCD，则UAD+UCB＝UAB D．BC、DA电势跃升越大，表示电源将其它能转化为电势能的本领越强 【分析】根据题意明确图像的性质，C、D两点高度差类似于内电压，A、B两点的高度差类似于路端电压，由闭合电路欧姆定律可分析各点之间高度差的变化。 【解答】解：A、根据题图，可知回路中电流在电源外部由A流向B，电源内部由B流向A，故A正确； B、C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻，电流通过内阻时电势降低，故B正确； C、A、B两点的高度差类似于路端电压，而图中A与D，C与B高度差的总和为电动势，保持不变，C、D间高度差相当于内阻上的电压，电动势等于内外电压之和，则若AD、CB、AB、CD间电势差分别为UAD、UCB、UAB、UCD，则UAD+UCB＝UAB+UCD，故C错误； D、BC、DA电势跃升越大，则表示电源将其它能转化为电势能的本领越强，故D正确。 故选：ABD。 二．电流的概念、性质及电流强度的定义式（共4小题） 6．（2026春•琼山区校级期末）关于电流的说法中正确的是（　　） A．导体内电子定向移动的速率越大，电流越大 B．由于电流有方向，所以电流是矢量 C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 D．根据可知，I与q成正比 【分析】电流不只由定向移动速率决定；电流是标量，不是矢量；电流物理意义就是单位时间过横截面的电荷量；定义式不能直接理解成正比。 【解答】解：A、由电流的微观表达式I＝neSv可知，电流不但与电子定向移动的速率有关，还与n以及S有关，所以电子定向移动速率越大，电流不一定越大，故A错误； B、电流有大小有方向，但电流的计算遵循代数运算，不能按平行四边形规则进行运算，故电流是标量，故B错误； C、根据电流的定义可知单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大，故C正确； D、是定义式，电流由导体本身和电压决定，不能说I与q成正比（缺少时间不变前提），故D错误。 故选：C。 7．（2026•南通一模）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 【分析】根据电流的方向的规定结合电流强度的定义式列式求解。 【解答】解：电流的方向是规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反。题目中电子向右运动，可知电流方向向左，根据电流强度的定义式，其电流大小为，故C正确，ABD错误。 故选：C。 8．（2025秋•江门期末）如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　） A．“mA•h”为能量单位 B．主机工作电流约为2.93A C．主机电动机的电阻约为645Ω D．电池最多能储存的能量约为5.0×106J 【分析】先根据各选项对应的物理公式（如P＝UI、Q＝It、W＝UIt）逐一分析，排除错误选项，确定正确选项。 【解答】解：A.“mA•h”是电流与时间的乘积，根据Q＝It，它是电荷量的单位，故A错误； B.由 P＝UI，主机工作电流，故B错误； C.电动机为非纯电阻用电器，电能主要转化为机械能，不能用欧姆定律，计算电阻，故C错误； D.电池储存的能量W＝UIt＝220V×6.4A×3600s≈5.0×106J，故D正确。 故选：D。 9．（2025秋•兰州期末）下列关于电流的表达式正确的是（　　） A． B． C．I＝nesvt D． 【分析】依据电流定义式进行推导即可。 【解答】解：A.根据欧姆定律，故A错误； BD.根据电流定义式，故B正确，D错误； C.依据电流微观表达式I＝nesv，故C错误； 故选：B。 三．恒定电流及其产生条件（共5小题） 10．（2024秋•岷县期末）下列对于电流说法正确的是（　　） A．根据，可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 B．电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同 C．电路要产生电流，必须存在自由电荷 D．由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去 【分析】电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值；所谓恒定电流是指电流的大小和方向始终保持不变的电流；矢量的运算满足平行四边形定则，而电流的运算满足代数法则；明确电流的成因，知道电荷在恒定的电场力和导线中的阻力作用下做匀速运动，从而形成恒定电流。 【解答】解：A、电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，故在t不确定的情况下不能说I与q成正比，故A错误； B、矢量的运算满足平行四边形定则，而电流的运算满足代数法则，故电流虽然有方向，但电流强度是标量，故B错误； C、根据电流产生的条件可知，电路中要产生电流，必须存在自由电荷，故C正确； D、电荷受到电场力运动起来，但由于受到导线中的阻力作用，电荷最终会做匀速运动，故D错误。 故选：C。 11．（2021秋•相山区校级期中）如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I．已知金属导体的横截面积是S．导体单位长度的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为ve，则下列说法中正确的是（　　） A．自由电子定向移动的速率为ve B．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c C．自由电子定向移动的速率为 D．自由电子定向移动的速率为 【分析】已知电流以及导体单位长度的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，根据电流的定义式可求得电子定向移动的速率。 【解答】解：A、自由电子定向移动的速率与自由电子做无规则热运动的速率无关，所以自由电子定向移动的速率不是ve，故A错误； B、自由电子定向移动的速度小于真空中的光速c，故B错误； CD、根据电流强度的定义式，可得：Inve，则自由电子定向移动的速率为：v，故C正确，D错误。 故选：C。 12．（2022秋•墨玉县期中）对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（　　） A．有可以自由移动的电荷 B．导体两端有电压 C．导体两端有方向不变的电压 D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压 【分析】导体产生恒定电流必须具备两个条件：一是存在自由电荷；二导体两端存在恒定电压． 【解答】解： A、金属导体中就存在自由电荷，但不一定能形成恒定的电流。故A错误。 B、导体两端有电压时，导体中就有电流，但不一定产生恒定电流。故B错误。 C、导体两端有方向不变的电压，能产生方向不变的电流，但电流的大小还可能变化。故C错误。 D、导体两端有方向不变，且大小恒定的电压时，导体就能产生恒定的电流。故D正确。 故选：D。 （多选）13．（2024秋•香坊区校级月考）自动体外除颤器（简称AED）治疗时，把两电极板放于心颤患者心脏附近的皮肤上，按下放电按钮，让一部分电荷通过心脏，使之恢复正常跳动。一般体外除颤能量（电容器储存的电能）在200～300J之间。若除颤器的电容器电容为16μF，在某次治疗时设定除颤能量为200J，在2ms时间内放电至两极板间电压为零。已知充电后电容器储存的电能表达式为ECU2，其中C表示电容器的电容，U表示电容器极板间的电压。下列说法正确的是（　　） A．充电完成后，两极板之间的电压为5×103V B．放电完成后电容器的电容变为零 C．该次治疗过程通过人体组织的电荷量为0.08C D．该次治疗过程平均放电电流为40A 【分析】根据ECU2计算；电容器电容的大小是由电容器本身结构决定的，与是否带电无关；根据公式Q＝CU计算；根据电流的定义式计算。 【解答】解：A、根据ECU2可得，充电完成后，两极板之间的电压为U，故A正确； B、电容器电容的大小是由电容器本身结构决定的，与是否带电无关，故B错误； C、根据C可得通过人体组织的电荷量为Q＝CU＝16×10﹣6×5×103C＝0.08C，故C正确； D、该次治疗的平均放电电流为，故D正确。 故选：ACD。 14．（2023秋•海淀区期末）对电流的理解，下列说法正确的是（　　） A．电流的方向总是从电源的正极流向负极 B．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小 C．恒定电流是由恒定电场产生的 D．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定 【分析】（1）电路中电流从正极经用电器流向负极； （2）单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小； （3）恒定电流是由导体两端稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流； （4）物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电解液中的电流方向是可以确定的为正离子的定向移动方向。 【解答】解：A．在电源外部电流的方向总是从电源的正极流向负极，在电源内部电流的方向总是从电源的负极流向正极，故A错误； B．根据电流的概念，单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小，故B错误； C．恒定电流是由导体两端稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流，故C正确； D．电流是有方向的，电流的方向是人为规定的，物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向一定的方向一定与电流方向相反，故D错误。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $