11.1 电源和电流 分层作业 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册【基础题】

**基本信息** 该同步练习按A组基础通关、B组拓展提升、C组综合拓展分层，题量8:5:2，梯度合理，从单一概念到综合应用，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组基础通关|电流定义式、基本概念辨析|直接应用I=q/t，如手机电池容量计算，夯实物理观念| |B组拓展提升|电流微观表达式、实际情境应用|结合电解槽、质子流等模型，培养科学思维中的模型建构| |C组综合拓展|实验探究与多步骤计算|电容器充放电实验、电子移动速度计算，体现科学探究|

11.1 电源和电流 分层作业 2026-2027学年高二物理人教版必修第三册【基础题】 【A组基础通关】 1．（2025高二上·深圳期中）在接通开关的10s内通过一导线横截面的电荷量为5C，则电流是（　　） A．2A B．0.2A C．0.5A D．5A 【答案】C 【解析】根据电流的定义式，代入数据解得 故答案为：C。 2．（2025高一下·黔西南期末）某款手机搭载了一块5000mA·h的电池，若用充满电后的该手机观看视频，可连续观看12个小时，则观看视频时电池的平均放电电流约为（　　） A．0.35A B．0.42A C．0.48A D．0.55A 【答案】B 【解析】本题考查了电流的定义式，要牢记公式并能灵活运用。因为5000mA·h=5A·h 根据电流定义式有 故选B。 3．（2025高二上·潮州月考）关于电流，下列说法中正确的是（　　） A．通过导体截面的电荷量越多，电流越大 B．电路中电流大小与通过截面电荷量q成正比，与时间t成反比 C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流不变 D．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的 【答案】D 【解析】A、电流由定义，只知道电荷量 q 较多，时间 t 的大小并不明确，不能够直接判定电流的大小，选项 A 错误； B、属于电流的定义式，并非决定式，不能理解为电流与 q 成正比、与 t 成反比；q 与 t 同步增大时，电流 I 有可能保持不变，选项 B 错误； C、依据电流定义，单位时间通过的电荷量越多，对应的电流就越大，选项 C 错误； D、金属导体内部的自由电子，在电场力的驱动下发生定向移动，由此形成持续的电流，选项 D 正确。 故答案为：D。 4．（2025高二上·扬州月考）均匀带电绝缘圆环电荷量为，半径为。现使圆环绕如图所示过圆心的轴以线速度匀速转动，则圆环转动产生的等效电流为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】电荷定向移动形成电流。对于旋转带电圆环，可以理解为：圆环上总电荷 每隔一个周期 通过圆环上某一个横截面一次。等效电流，其中 是旋转周期。圆环以 线速度 匀速转动。 圆环周长 ，所以周期，圆环转动产生的等效电流，故ABC错误，D正确。 故选D。 （多选）5．（2025高二上·广州期中）某次闪电前云地之间的电势差约为，云地间距离约为1km，一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪电持续时间约为。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是（　　） A．闪电电流的平均值约为 B．闪电电流的平均值约为 C．闪电前云地间的电场强度约为 D．闪电前云地间的电场强度约为 【答案】A,C 【解析】电势差 ，距离 ，转移电荷量 闪电持续时间 ，视为匀强电场， AB．闪电电流的平均值，故A正确，B错误； CD．电场强度大小，故C正确，D错误。 故选AC。 6．（2025高二上·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 【答案】C 【解析】A.电流定义式，无正反比关系，A错误； B.电流为标量，B错误； C. 电路要产生电流，必须存在自由电荷，C正确； D.电荷在电势最低点不能继续加速，D错误； 故答案为：C。 7．（2026高二上·江苏月考）北京正负电子对撞机的储存环是周长为的圆形轨道，当环中电子以速度沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为，已知电子电荷量为，则环中运行的电子数目为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A .设电子数目为n，，故A错误； B . 设电子数目为n，电子运动一周的时间，总电荷量Q=ne， 电流，整理可得 ，故B正确； C . ，故C错误； D .，故D错误； 故选B； 8．（2025高二上·江门期中）某手机的说明书标明该手机电池容量为5000mA·h，待机时间为16天；说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是（　　） A．5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量 B．手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 C．放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C D．电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时 【答案】B 【解析】A.5000mA·h表示该电池能够提供的总电量，不是总能量，选项A错误； B．根据电流定义式可得 可得手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 选项B正确； C． 该手机电池容量为5000mA·h， 放电时电池可输出的最大电荷量为q=5000mA·h=5A×3600s=1.8×104C 选项C错误； D．根据电流定义式可得电池充满电后以100mA的电流可连续工作 选项D错误。 故选B。 【B组拓展提升】 （多选）9．（2025高一下·汨罗月考）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位长度的导线中有n个自由电子，设每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（　　） A．nvΔt B．nSΔt C． D． 【答案】A,C 【解析】AB、取一段导线，自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为Δt，则这段导线中的自由电子数为 故A正确，B错误； CD、根据电流的定义式，有 得 故C正确，D错误 故答案为：AC。 10．（2025高二上·姑苏月考）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．充电电流约为 B．放电能持续的时间超过10分钟 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100天 D．所储存电荷量是手机锂电池“”的40倍 【答案】D 【解析】A．根据规格可知，充满电时电荷量，充电电流为，故A错误； B．放电电流为，忽略漏电电流，放电能持续的时间，故B错误； C．电容器完全漏完电时间，故C错误； D．手机锂电池“，”的电荷量为，故，故D正确。 故答案为：D。 11．（2026高二下·保定开学考）有研究发现，动物与植物的细胞膜两侧存在电位差，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】B 【解析】细胞膜两侧电荷量的变化量为 平均电流为 代入数据得 故答案为：B。 （多选）12．（2025高一上·甘肃期中）电解槽内有一价离子的电解溶液，溶液中插有两根碳棒A、B作为电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过，假设时间t内通过溶液内横截面S的正离子数是，负离子数是，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是（　　） A．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 B．负离子定向移动的方向是从A到B C．溶液内电流方向从B到A，电流 D．溶液内电流方向从B到A，电流 【答案】B,D 【解析】AB．电流的方向规定是与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反，所以如图所示正负离子的电流的方向都是从B到A，选项B正确； CD．溶液内电流方向从B到A。t时间内通过溶液截面S的电荷量 根据电荷量与时间的比值可以得出电流的大小为 选项C错误，选项D正确。 故选BD。 13．（2025高二上·上海市期中）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，等效电流为I，质子的质量为m，电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是　 　。 【答案】 【解析】对于电子加速过程，根据动能定理，有 解得 根据电流的微观表达式 可得 故答案为：。 【C组综合拓展】 14．（2025高二上·端州期中）如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置．电源输出电压恒为，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器． （1）当开关S接　 　时（选填“1”或“2”）平行板电容器放电，流经G表的电流方向与充电时　 　（选填“相同”或“相反”），此过程中电容器的电容将　 　（选填“增大”或“减小”或“不变”）． （2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，由图可算出电容器的电容为　 　F（计算结果保留两位有效数字）． 【答案】2；相反；不变；3.9×10-4 【解析】（1）放电时，平行板电容器需要和电阻构成闭合电路，所以开关S接“2”。 电容器充电时，电容器上极板接电源的正极，上极板带正电，所以电容器放电时，流经G表的电流方向由右向左，充电时由左向右， 放电时流经G表的电流方向与充电时相反。 因电容器的电容与电容器是否充放电无关，所以此过程中电容器的电容将“不变”。 （2）由q=It可知，放电电流随时间变化图像与时间轴所围的面积表示电容器所带的电荷量，由图乙可知，每个小方格代表的电荷量是q'=0.4×2×10-4C=8×10-5C 图像与时间轴所围的面积约为39个小方格，所以电荷量为Q=39q'=39×8×10-5C =3.12×10-3C 由电容定义式可得 15．（2025高二上·十堰期中）导线中的电流是A，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） （2）自由电子的平均移动速度是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子） （3）自由电子沿导线移动1cm，平均需要多长时间？ 【答案】（1）解：根据电流的定义式 代入数据得 根据 代入数据得 （2）解：由公式 得 （3）解：由 得 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.1 电源和电流 分层作业 2026-2027学年高二物理人教版必修第三册【基础题】 【A组基础通关】 1．（2025高二上·深圳期中）在接通开关的10s内通过一导线横截面的电荷量为5C，则电流是（　　） A．2A B．0.2A C．0.5A D．5A 2．（2025高一下·黔西南期末）某款手机搭载了一块5000mA·h的电池，若用充满电后的该手机观看视频，可连续观看12个小时，则观看视频时电池的平均放电电流约为（　　） A．0.35A B．0.42A C．0.48A D．0.55A 3．（2025高二上·潮州月考）关于电流，下列说法中正确的是（　　） A．通过导体截面的电荷量越多，电流越大 B．电路中电流大小与通过截面电荷量q成正比，与时间t成反比 C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流不变 D．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的 4．（2025高二上·扬州月考）均匀带电绝缘圆环电荷量为，半径为。现使圆环绕如图所示过圆心的轴以线速度匀速转动，则圆环转动产生的等效电流为（　　） A． B． C． D． （多选）5．（2025高二上·广州期中）某次闪电前云地之间的电势差约为，云地间距离约为1km，一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪电持续时间约为。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是（　　） A．闪电电流的平均值约为 B．闪电电流的平均值约为 C．闪电前云地间的电场强度约为 D．闪电前云地间的电场强度约为 6．（2025高二上·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 7．（2026高二上·江苏月考）北京正负电子对撞机的储存环是周长为的圆形轨道，当环中电子以速度沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为，已知电子电荷量为，则环中运行的电子数目为（　　） A． B． C． D． 8．（2025高二上·江门期中）某手机的说明书标明该手机电池容量为5000mA·h，待机时间为16天；说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是（　　） A．5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量 B．手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 C．放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C D．电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时 【B组拓展提升】 （多选）9．（2025高一下·汨罗月考）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位长度的导线中有n个自由电子，设每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（　　） A．nvΔt B．nSΔt C． D． 10．（2025高二上·姑苏月考）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．充电电流约为 B．放电能持续的时间超过10分钟 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100天 D．所储存电荷量是手机锂电池“”的40倍 11．（2026高二下·保定开学考）有研究发现，动物与植物的细胞膜两侧存在电位差，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． （多选）12．（2025高一上·甘肃期中）电解槽内有一价离子的电解溶液，溶液中插有两根碳棒A、B作为电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过，假设时间t内通过溶液内横截面S的正离子数是，负离子数是，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是（　　） A．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 B．负离子定向移动的方向是从A到B C．溶液内电流方向从B到A，电流 D．溶液内电流方向从B到A，电流 13．（2025高二上·上海市期中）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，等效电流为I，质子的质量为m，电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是　 　。 【C组综合拓展】 14．（2025高二上·端州期中）如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置．电源输出电压恒为，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器． （1）当开关S接　 　时（选填“1”或“2”）平行板电容器放电，流经G表的电流方向与充电时　 　（选填“相同”或“相反”），此过程中电容器的电容将　 　（选填“增大”或“减小”或“不变”）． （2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，由图可算出电容器的电容为　 　F（计算结果保留两位有效数字）． 15．（2025高二上·十堰期中）导线中的电流是A，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） （2）自由电子的平均移动速度是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子） （3）自由电子沿导线移动1cm，平均需要多长时间？ 学科网（北京）股份有限公司 $