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

电源和电流拔高练习卷 一、单选题 1．关于电流的形成，下列说法正确的是（     ） A．只要导体中有自由电荷，就一定有电流 B．只要导体两端有电压，就一定有持续电流 C．导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 D．电流是标量，但有方向，其方向与正电荷定向移动方向相同 2．某一电解池，如果在1s内共有个一价正离子和个二价负离子沿相反方向通过某一横截面，已知元电荷，则通过这个横截面的电流是（　　） A．1.28A B．0.96A C．0.32A D．0A 3．某天午后雷电交加，假设一次闪电流动的电荷量约为400C，持续的时间大约是0.08s，则形成的平均电流约为（　　） A．5×104A B．5×103A C．6×104A D．6×103A 4．如图为某电动汽车充电过程，界面显示续航里程为166 km，电池剩余电量为35%，预计剩余充电时间7小时20分钟，实时充电功率6.1kW，电流31.1A，电压197.1V。请根据图片信息估算该电动汽车电池在满电状态下储存的电量（     ） A．5.3×105 C B．8.2×105 C C．1.3×106 C D．2.3×106 C 5．某些肿瘤可以用“重离子疗法”进行治疗。来自粒子源的α粒子（初速度为0），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱状的粒子流。已知粒子流横截面积为S，单位体积内α粒子数目为n，α粒子质量为4m，电荷量为2e，那么这束α粒子流的等效电流I为（     ） A． B． C． D． 6．如图是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为（     ） A．qv B． C．qvS D． 7．如图所示为HUAWEIP40pro的充电器，最高可支持40W超级快充，输出规格有“10V 4A”，“9V 2A”，“5V 2A”。现在对电池容量为4200mAh的手机进行充电，则下列说法正确的是（　　） A．手机电池充满电时具有的能量为15120J B．如果用“5V 2A”输出规格对手机充电，电池电量从零到充满约要3.5h C．如果用“9V 2A”输出规格对手机充电，电池电量从零到充满约要1.55h D．如果用“10V 4A”输出规格的超级快充充电，电池电量从零到充满约要1.05h 8．一根粗细均匀的直线绝缘管道中含大量正一价、负二价离子的污水正以速度在管内流动。污水管的横截面积为，单位长度污水中含正一价、负二价离子的个数均为（假设污水中仅含有这两种离子，无需考虑溶液电中性要求），电子的带电量为，则由于污水流动而形成的等效电流的大小和方向为（　　） A．，方向与同向 B．，方向与反向 C．，方向与反向 D．，方向与同向 9．如图所示，某电解池内有一价正负离子的电解液，在外部电源E作用下，经时间t到达负极板的正离子数为，到达正极板的负离子数为，设元电荷电荷量为e，则溶液内电流的大小为（     ） A． B． C． D． 10．某手机电池背面印有的符号如图所示。已知元电荷，下列说法正确的是（　　） A．“伏特”（V）是国际单位制中的基本单位 B．“毫安·时”（）是电池储存的能量的单位 C．若该手机的待机电流为10 mA，则手机最多可待机20小时 D．若该电池工作电流为16 mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为个 11．如图所示，带正电的小球A固定于水平绝缘天花板上，质量为m的带负电小球B恰能以小球A正下方的O点为圆心，在水平面内做匀速圆周运动。已知小球A、B（均可视为点电荷）带电荷量大小相等且两者之间的距离为L，两小球连线与竖直方向的夹角为37°，重力加速度大小为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8。小球B做圆周运动形成的等效电流大小为（     ） A． B． C． D． 12．某电子储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中的电流为10mA时，电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为（     ） A． B． C． D． 13．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流下列说法正确的是（　　） A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的4倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 14．一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零），经电场加速后形成细柱形质子流，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，则其中的电流之比x与质子数之比y分别为（　　） A．1∶1　1∶2 B．1∶2　1∶1 C．1∶1　2∶1 D．1∶4　2∶1 二、多选题 15．关于电流，下列说法正确的是（　　） A．通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流一定越小 B．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 C．由可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大 D．电流是标量 16．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。则在时间内（     ） A．通过导线横截面的电荷量为ne B．通过导线横截面的电荷量为 C．通过导线横截面的自由电子数为 D．通过导线横截面的自由电子数为 17．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，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（　　） A．从A处流出的质子速度 B．从A处流出的质子速度 C．质子流单位体积内的质子数 D．质子流单位体积内的质子数 18．氢原子中原子核带电量为，核外电子质量为，带电量的绝对值也为，设核外电子绕核做匀速圆周运动的半径为，静电力常量为，则（    ） A．电子绕核的运动周期为 B．电子绕核半径增大时，电子的电势能增大 C．电子绕核半径增大时，电子的动能增大 D．当电子轨道半径增为原来的4倍时，等效电流减为原来的 19．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 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 电源和电流拔高练习卷 一、单选题 1．关于电流的形成，下列说法正确的是（     ） A．只要导体中有自由电荷，就一定有电流 B．只要导体两端有电压，就一定有持续电流 C．导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 D．电流是标量，但有方向，其方向与正电荷定向移动方向相同 【答案】D 【详解】A．电流的本质是自由电荷的定向移动，导体中仅存在自由电荷但无定向移动时，不会形成电流，故A错误； B．形成持续电流需要同时满足两个条件：导体两端存在电压；电路为闭合通路。仅存在电压但电路断开时，不会产生持续电流，故B错误； C．物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，自由电子带负电，其定向移动方向与电流方向相反，故C错误； D．电流有方向，其方向与正电荷定向移动方向一致，但电流运算遵循代数加减法则，不满足矢量的平行四边形定则，电流是标量，故D正确。 故选D。 2．某一电解池，如果在1s内共有个一价正离子和个二价负离子沿相反方向通过某一横截面，已知元电荷，则通过这个横截面的电流是（　　） A．1.28A B．0.96A C．0.32A D．0A 【答案】A 【详解】1s内通过横截面的总电荷量大小 根据电流公式，故选A。 3．某天午后雷电交加，假设一次闪电流动的电荷量约为400C，持续的时间大约是0.08s，则形成的平均电流约为（　　） A．5×104A B．5×103A C．6×104A D．6×103A 【答案】B 【详解】根据电流的定义式 可得 故选B。 4．如图为某电动汽车充电过程，界面显示续航里程为166 km，电池剩余电量为35%，预计剩余充电时间7小时20分钟，实时充电功率6.1kW，电流31.1A，电压197.1V。请根据图片信息估算该电动汽车电池在满电状态下储存的电量（     ） A．5.3×105 C B．8.2×105 C C．1.3×106 C D．2.3×106 C 【答案】C 【详解】该车界面显示电池剩余电量为35%，实时充电功率6.1kW，电流31.1A，预计剩余充电时间7小时20分钟。 可得剩余充电时间 该电动汽车电池在满电状态下储存的电量为q，充入电荷量 根据，可得 故选C。 5．某些肿瘤可以用“重离子疗法”进行治疗。来自粒子源的α粒子（初速度为0），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱状的粒子流。已知粒子流横截面积为S，单位体积内α粒子数目为n，α粒子质量为4m，电荷量为2e，那么这束α粒子流的等效电流I为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】α粒子加速过程，由动能定理得 其中α粒子电荷量，质量，解得 电流的微观表达式为 将、代入，解得 故选C。 6．如图是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为（     ） A．qv B． C．qvS D． 【答案】A 【详解】 橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，Δt内通过的距离为vΔt Δt内通过某横截面的电荷量Q＝qvΔt 根据电流的定义式 得到等效电流I＝qv。 故选A。 7．如图所示为HUAWEIP40pro的充电器，最高可支持40W超级快充，输出规格有“10V 4A”，“9V 2A”，“5V 2A”。现在对电池容量为4200mAh的手机进行充电，则下列说法正确的是（　　） A．手机电池充满电时具有的能量为15120J B．如果用“5V 2A”输出规格对手机充电，电池电量从零到充满约要3.5h C．如果用“9V 2A”输出规格对手机充电，电池电量从零到充满约要1.55h D．如果用“10V 4A”输出规格的超级快充充电，电池电量从零到充满约要1.05h 【答案】D 【详解】A．已知手机的电池容量为4200mAh，可知手机电池充满电时具有的电荷量为，故A错误； B．如果用“5V 2A”输出规格对手机充电，电池电量从零到充满需要的时间为，故B错误； C．如果用“9V 2A”输出规格对手机充电，电池电量从零到充满需要的时间为，故C错误； D．如果用“10V 4A”输出规格的超级快充充电，电池电量从零到充满需要的时间为，故D正确。 故选D。 8．一根粗细均匀的直线绝缘管道中含大量正一价、负二价离子的污水正以速度在管内流动。污水管的横截面积为，单位长度污水中含正一价、负二价离子的个数均为（假设污水中仅含有这两种离子，无需考虑溶液电中性要求），电子的带电量为，则由于污水流动而形成的等效电流的大小和方向为（　　） A．，方向与同向 B．，方向与反向 C．，方向与反向 D．，方向与同向 【答案】C 【详解】规定正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流方向。已知单位长度污水中含正一价、负二价离子的个数均为，则时间内流过管道横截面的正一价、负二价离子的总数均为 根据电流的定义式可知，正一价离子定向移动的方向与同向，贡献的电流大小为 方向与同向；同理负二价离子定向移动的方向与同向，贡献的电流大小为 方向与反向。所以总电流的大小为 方向与反向。 故选C。 9．如图所示，某电解池内有一价正负离子的电解液，在外部电源E作用下，经时间t到达负极板的正离子数为，到达正极板的负离子数为，设元电荷电荷量为e，则溶液内电流的大小为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】在相等的时间内到达正极版的负离子和到达负极版的正离子的电量是相等的，因电解液中正负离子均是一价的，故 时间t内通过电解液横截面的电荷量为 因此溶液内的电流大小为 。 故选D。 10．某手机电池背面印有的符号如图所示。已知元电荷，下列说法正确的是（　　） A．“伏特”（V）是国际单位制中的基本单位 B．“毫安·时”（）是电池储存的能量的单位 C．若该手机的待机电流为10 mA，则手机最多可待机20小时 D．若该电池工作电流为16 mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为个 【答案】D 【详解】A．国际单位制基本单位共7个：米（）、千克（）、秒（）、安培（）、开尔文（）、摩尔（）、坎德拉（）。伏特（V）是导出单位，故A错误； B．“毫安·时”（mA·h）是电荷量单位，由 定义，表示电流与时间的乘积。电池储存的能量应为，单位为焦耳（J），故“mA·h”不是能量单位，故B错误； C．电池容量为，待机电流，则待机时间，故C错误； D．工作电流，每秒通过电荷量，则电子数（个），故D正确。 故选D。 11．如图所示，带正电的小球A固定于水平绝缘天花板上，质量为m的带负电小球B恰能以小球A正下方的O点为圆心，在水平面内做匀速圆周运动。已知小球A、B（均可视为点电荷）带电荷量大小相等且两者之间的距离为L，两小球连线与竖直方向的夹角为37°，重力加速度大小为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8。小球B做圆周运动形成的等效电流大小为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设两小球带电荷量的大小均为，静电力大小为。两球均可视为点电荷，按库仑定律，两球间静电力大小为 小球只受重力和指向小球的静电吸引力，竖直方向受力平衡，静电力的水平分量提供向心力。下图中实线箭头表示实际受力，虚线箭头和分别表示静电力的水平、竖直分量。 小球的竖直加速度为零，由牛顿第二定律得 与库仑力表达式联立，解得 设圆周运动的半径为、周期为，由题图中两球连线与竖直方向的夹角可得 在水平方向，静电力的水平分量指向圆心，根据牛顿第二定律，并结合匀速圆周运动的向心加速度公式，静电力的水平分量满足 联立上述两个方向的受力方程，并代入半径表达式，整理得 小球每运动一周，通过轨道某一固定位置的电荷量大小为，所用时间为。由电流定义得，代入电荷量和周期的表达式得 故选D。 12．某电子储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中的电流为10mA时，电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由公式 联立得，，故A正确。 故选A。 13．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流下列说法正确的是（　　） A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的4倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 【答案】A 【详解】根据电流的定义可得 A．根据上式，若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故A正确； B．根据上式，若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故B错误； CD．根据上式，若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，故C、D错误。 故选A。 14．一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零），经电场加速后形成细柱形质子流，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，则其中的电流之比x与质子数之比y分别为（　　） A．1∶1　1∶2 B．1∶2　1∶1 C．1∶1　2∶1 D．1∶4　2∶1 【答案】C 【详解】设电流横截面积为S，质子速度为v，单位体积内的质子数为n，则时间内通过横截面的质子数为 电荷量为 电流为 根据电荷守恒，两处电荷量相同，则 即 根据动能定理 得 故选C。 二、多选题 15．关于电流，下列说法正确的是（　　） A．通过导体横截面的电荷量越少，导体中电流一定越小 B．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 C．由可知，同一粗细均匀的铜导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大 D．电流是标量 【答案】BCD 【详解】AB．根据 可知，单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，通过导体横截面的电荷量越少，电流不一定越小，故A错误，B正确； C．根据 可知，同一导体中，电子的定向移动速率越大，电流越大，故C正确； D．电流虽有方向，但是运算满足代数相加减，是标量，故D正确。 故选BCD。 16．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。则在时间内（     ） A．通过导线横截面的电荷量为ne B．通过导线横截面的电荷量为 C．通过导线横截面的自由电子数为 D．通过导线横截面的自由电子数为 【答案】BC 【详解】AB．时间内通过导线横截面的电荷量为，故A错误，B正确； CD．由 可得通过导线横截面的自由电子数为，故C正确，D错误。 故选BC。 17．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，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（　　） A．从A处流出的质子速度 B．从A处流出的质子速度 C．质子流单位体积内的质子数 D．质子流单位体积内的质子数 【答案】AD 【详解】质子在加速电场中加速，根据动能定理有 根据电流的微观表达式有 联立解得 故选AD。 18．氢原子中原子核带电量为，核外电子质量为，带电量的绝对值也为，设核外电子绕核做匀速圆周运动的半径为，静电力常量为，则（    ） A．电子绕核的运动周期为 B．电子绕核半径增大时，电子的电势能增大 C．电子绕核半径增大时，电子的动能增大 D．当电子轨道半径增为原来的4倍时，等效电流减为原来的 【答案】ABD 【详解】A．根据 可得 选项A正确； B．电子绕核半径增大时，静电力做负功，电势能增大，选项B正确； C．根据 当电子绕核半径增大时，电子的动能减小，选项C错误； D．当电子轨道半径增大为原来的4倍时，根据 电子的周期变为原来的8倍，等效电流 等效电流减为原来的，选项D正确。 故选ABD。 19．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 【答案】AD 【详解】A.由手机电池的标签可知，该电池的总电量为500 mA·h，故A正确； B.该电池以5 mA电流工作可用 故B错误； C.由于不知道电池的工作时间，所以无法计算放电电流，故C错误； D.若电池以10 mA的电流工作，可用 故D正确。 故选AD。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $