11.1 电源和电流 分层练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册同步备课系列【提升题】

11.1 电源和电流 分层练习 2026-2027学年高二物理同步备课系列【提升题】——解析版 目录 【A组同步训练】 1 一、电流、电源的概念 1 二、电流的微观表达式及其应用 2 【B组难点突破】 4 【C组综合拓展】 7 【A组同步训练】 一、电流、电源的概念 1．（2025·亭湖模拟）某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA∙h，待机时间为22d，其中单位“mA∙h”对应的物理量是（　　） A．电荷量 B．功率 C．热量 D．电流 【答案】A 【解析】本题考查理解电池说明书里面各种参数的确切含义。根据电荷量的计算公式可知，由于mA为电流单位，h为时间单位，所以mA∙h为电荷量单位，故A正确，BCD错误。 故选A。 2．（2025高二上·姑苏月考）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U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】在加速电场中有 得 在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为 则电子个数 故答案为：B。 3．如图所示的电解池，通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是（　　） A．0.5A B．0.2A C．0.3A D．0.1A 【答案】A 【解析】由题可知1s通过截面xy的电荷量为 则这个电路中的电流为 故答案为：A。 二、电流的微观表达式及其应用 4．（2025高二上·南充期中）如图所示，导体的横截面积为，单位体积内的自由电子数为，电子的电荷量为，自由电子定向移动的平均速率为，则单位时间内通过导体某截面的电子数为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、neSv是单位时间通过截面的电荷量，不是电子个数，故 A 错误； B、eSv表达式没有单位体积电子数n，物理意义不成立，故 B 错误； C、单位时间内，定向移动电子走过的体积，电子总数，故 C 正确； D、nSe缺少电子移动速率v，无法表示单位时间通过截面的电子数，故 D 错误； 故答案为：C。 5．（2025高二上·鹤山月考）铜是人类最早使用的金属。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。现有一横截面积为S的铜导线，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，电流的微观表达式为，下列说法正确的是（　　） A．v表示自由电子定向移动的平均速率，也是热运动的速率 B．是由推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素 C．由可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 D．从微观上看，电子运动的速率越大，电流一定越大 【答案】B 【解析】A．是自由电子定向移动的平均速率，不是热运动的速率。常温下电子热运动速率远大于定向移动速率（约 热运动 vs 定向），故A错误； B．是电流的定义式，对任何电荷定向移动都成立；是从金属导电的微观机制推导出来的，它表明电流大小由 共同决定，从微观上阐明了决定电流强弱的因素，故B正确； C．为电流的定义式，电流I与电荷量q和时间t无关，故C错误； D．从微观上看，电子运动的速率越大，在单位体积内的电子数，和导体横截面积一定的情况下，电流一定越大，故D错误。 故选B。 6．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（　　） A．当n1= n2时，电流为零 B．当n1 > n2时，电流方向从A→B，电流为 C．当n1 < n2时，电流方向从B→A，电流为 D．无论n1、n2大小如何，电流方向都从A→B，电流都为 【答案】D 【解析】A . 电流由定向移动的电荷总量决定，正负离子反向通过截面，电荷应相加而非相抵，因此即使数量相等电流也不为零，故A错误； B . 电流方向规定为正电荷定向移动方向，无论正负离子数量多少，外部电流方向均为从A到B，电流大小应为总电荷量除以时间，表达式不完整，故B错误； C . 电流方向不会因负离子较多而反向，仍应从A到B，故C错误； D . 电流为方向与正电荷的定向移动方向相同，流过容器截面上的电量q = (n1＋n2)e，正离子从左向右、负离子从右向左通过截面，均等效于正电荷从A向B移动，电流方向始终从A到B，大小，故D正确； 故选D； 【B组难点突破】 7．（2025高二上·新华期中）一长度为的铜导线，共有个自由电子，电子的电量为e。若时间内通过铜导线某一横截面的电量为q，则电子定向移动的平均速率为（　　） A． B． C． D．光速c 【答案】A 【解析】设铜导线的横截面积为，自然导体的体积为：；则单位体积内电子数为 则单位时间内通过横截面的电子数为： 根据电流定义式有： 根据电流的微观表达式有： 联立可得电子定向移动的平均速率为： 故选A。 8．两个完全相同的金属球甲和乙所带的电荷量分别为、，其中。现用一根导线将两金属球直接相连，经时间，两小球的电荷分布稳定。则这段时间内，流经导线的平均电流为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】两完全相同的金属球相互接触后，乙球中自由电子会有一部分转移到甲球中，稳定后两球电量相等，每个金属球的电荷量均为 因为 ，故乙球转移到甲球电荷量大小为 故流过导线的平均电流为 ABC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 9．心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏，才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一，利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示，某次治疗中，电容器充电后的电压为6kV，电容器的电容为15µF，如果电容器在2ms时间内完成放电，下列说法正确的是（　　） A．电容器的击穿电压为6kV B．电容器充电后的电荷量为0.09C C．电容器放电完成后电容为0 D．电容器放电过程的平均电流强度为18A 【答案】B 【解析】A．电容器充电后的电压为6kV时，电容器能正常工作，电容器的电压达到击穿电压时，电容器将会损坏，则6kV一定小于电容器的击穿电压，故A错误； B．电容器充电后的电荷量 故B正确； C．电容是电容器本身的性质，与电容器的带电荷量和两极板间电势差无关，放电后电容器的电容不变，故C错误； D．电容器放电过程的平均电流强度 故D错误。 故选B。 10．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20C B．该手机电池充满电储存的电能为2592J C．若该手机的待机电流为15mA，则手机最多可待机100小时 D．若该手机工作电流为0.1A，则手机工作时间为20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。 故答案为：D。 【C组综合拓展】 （多选）11．已知电流和自由电子定向移动平均速率的关系为，式中的为单位体积内的自由电子数（自由电子数密度），为自由电子电荷量，S为导线横截面积，为自由电子定向移动的速率。若导线通过的电流强度为，则在时间内通过导线横截面的自由电子数可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B,D 【解析】由电流的定义式 通过横截面的电荷量 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 则可得 故选BD。 12．北京地铁已全线装备心脏除颤仪，如图所示。其工作原理是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，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。某心脏除颤仪的电容为。充电至电压，如果电容器在时间内放电至两极板之间的电压为，则（　　） A．这次放电的电量为 B．这次放电的电量为 C．该过程通过人体的平均电流为 D．该过程通过人体的平均电流为 【答案】C 【解析】AB.根据电容的定义式 可得，电容器充电至电压时极板上的电荷量为 由于放电结束后电压为零，所以极板上的电荷全部放出，即这次放电的电量为 0.05C，AB不符合题意； CD.根据电流的定义式 可得，该过程通过人体的平均电流为 C符合题意，D不符合题意。 故答案为：C。 13．如图所示的电解液接入电路后，在内有个一价正离子通过溶液内截面，有个二价负离子通过溶液内截面，设为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（　　） A．当时，电流大小为零 B．电流方向由指向，电流 C．当时，电流方向由指向，电流 D．当时，电流方向由指向，电流 【答案】B 【解析】根据规定，电流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，由图可知正电荷由A向B移动，形成的电流方向由A到B，负电荷由B向A移动，形成的电流也由A到B，故流过该截面的电流 方向由A到B，B符合题意，ACD不符合题意。 故答案为：B。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.1 电源和电流 分层练习 2026-2027学年高二物理同步备课系列【提升题】——原卷版 目录 【A组同步训练】 1 一、电流、电源的概念 1 二、电流的微观表达式及其应用 2 【B组难点突破】 3 【C组综合拓展】 4 【A组同步训练】 一、电流、电源的概念 1．（2025·亭湖模拟）某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mA∙h，待机时间为22d，其中单位“mA∙h”对应的物理量是（　　） A．电荷量 B．功率 C．热量 D．电流 2．（2025高二上·姑苏月考）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U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示的电解池，通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是（　　） A．0.5A B．0.2A C．0.3A D．0.1A 二、电流的微观表达式及其应用 4．（2025高二上·南充期中）如图所示，导体的横截面积为，单位体积内的自由电子数为，电子的电荷量为，自由电子定向移动的平均速率为，则单位时间内通过导体某截面的电子数为（　　） A． B． C． D． 5．（2025高二上·鹤山月考）铜是人类最早使用的金属。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。现有一横截面积为S的铜导线，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，电流的微观表达式为，下列说法正确的是（　　） A．v表示自由电子定向移动的平均速率，也是热运动的速率 B．是由推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素 C．由可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 D．从微观上看，电子运动的速率越大，电流一定越大 6．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（　　） A．当n1= n2时，电流为零 B．当n1 > n2时，电流方向从A→B，电流为 C．当n1 < n2时，电流方向从B→A，电流为 D．无论n1、n2大小如何，电流方向都从A→B，电流都为 【B组难点突破】 7．（2025高二上·新华期中）一长度为的铜导线，共有个自由电子，电子的电量为e。若时间内通过铜导线某一横截面的电量为q，则电子定向移动的平均速率为（　　） A． B． C． D．光速c 8．两个完全相同的金属球甲和乙所带的电荷量分别为、，其中。现用一根导线将两金属球直接相连，经时间，两小球的电荷分布稳定。则这段时间内，流经导线的平均电流为（　　） A． B． C． D． 9．心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏，才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一，利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示，某次治疗中，电容器充电后的电压为6kV，电容器的电容为15µF，如果电容器在2ms时间内完成放电，下列说法正确的是（　　） A．电容器的击穿电压为6kV B．电容器充电后的电荷量为0.09C C．电容器放电完成后电容为0 D．电容器放电过程的平均电流强度为18A 10．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20C B．该手机电池充满电储存的电能为2592J C．若该手机的待机电流为15mA，则手机最多可待机100小时 D．若该手机工作电流为0.1A，则手机工作时间为20小时 【C组综合拓展】 （多选）11．已知电流和自由电子定向移动平均速率的关系为，式中的为单位体积内的自由电子数（自由电子数密度），为自由电子电荷量，S为导线横截面积，为自由电子定向移动的速率。若导线通过的电流强度为，则在时间内通过导线横截面的自由电子数可表示为（　　） A． B． C． D． 12．北京地铁已全线装备心脏除颤仪，如图所示。其工作原理是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，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。某心脏除颤仪的电容为。充电至电压，如果电容器在时间内放电至两极板之间的电压为，则（　　） A．这次放电的电量为 B．这次放电的电量为 C．该过程通过人体的平均电流为 D．该过程通过人体的平均电流为 13．如图所示的电解液接入电路后，在内有个一价正离子通过溶液内截面，有个二价负离子通过溶液内截面，设为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（　　） A．当时，电流大小为零 B．电流方向由指向，电流 C．当时，电流方向由指向，电流 D．当时，电流方向由指向，电流 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $