人教版物理必修3同步练习: 11.1 电源和电流(基础巩固)

试卷更新日期：2024-04-02 类型：同步测试

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一、选择题

1. 2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如右图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）

A、带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左 B、正、负粒子所受洛伦兹力方向是相同的 C、污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速 D、只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量

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2. 雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击雷”若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为16C，雷击时放电时间为200μs，则此次雷击时的平均电流为（　　）

A、0.08A B、8×10⁴A C、0.16A D、1.6×10⁴A

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3. 在 ${MgCl}_{2}$ 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得 $2 s$ 内分别有 $5.0 \times 10^{15}$ 个 ${Mg}^{2 +}$ 和 $1.0 \times 10^{16}$ 个 ${Cl}^{-}$ 通过溶液内部的横截面 $M$ ，那么通过横截面 $M$ 的电流的大小和方向是（）

A、 $0.08 mA$ ，水平向右 B、 $0.08 mA$ ，水平向左 C、 $1.6 mA$ ，水平向右 D、 $0.16 mA$ ，水平向左

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4. 一条金属导体中的电流是5 $μA$ ，那么在3.2 s内通过金属导体横截面定向运动的自由电荷个数是（）

A、1×10¹⁴个 B、1×10¹⁵个 C、2×10¹⁴个 D、2×10¹⁵个

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5. 电荷量的单位C用基本单位可表示为（）

A、N·m/s B、A·s C、J/V D、V/A

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6. 一由不同材料制成的导体，沿电流方向左右部分分别为 $A$ 和 $B$ ，已知两部分横截面积之比为 $S_{A} : S_{B} ＝ 1 : 2$ ，单位体积内自由电子数之比 $n_{A} : n_{B} ＝ 2 : 3$ 。现将这段导体接入电路中，则 $A$ 、 $B$ 两段导体中自由电子定向移动的平均速率 $v_{A}$ 和 $v_{B}$ 之比为（）

A、 $6 : 1$ B、 $3 : 1$ C、 $4 : 3$ D、 $3 : 4$

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7. 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 $1 \times 1 0^{- 8} F$ 的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从 $- 60 m V$ 变为20mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（）

A、 $1 \times 1 0^{- 7} A$ B、 $2 \times 1 0^{- 7} A$ C、 $4 \times 1 0^{- 7} A$ D、 $5 \times 1 0^{- 7} A$

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8. 如图所示在一溶液中 8s内有 1. 0×10¹⁶ 个一价正离子和 5. 0x10¹⁵ 个二价负离子通过某截面 N 其中负离子水平向右移动正离子水平向左移动则通过截面 N的电流的方向和大小是

A、水平向左 0. 4mA B、水平向右 0. 4mA C、水平向左 0. 2mA D、水平向右 0. 2mA

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9. 在接通手电筒开关的 $5 s$ 内通过一横截面的电荷量为 $15 C$ ，则电流是

A、2A B、 $3 A$ C、 $4 A$ D、 $5 A$

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10. 在5s的时间内通过某导体横截面的电荷量为0.32C，则通过导体的电流强度为（）

A、6.4 × 10^－2A B、6.4 × 10^－3A C、6.4 × 10^－4A D、6.4 × 10^－5A

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11. 下列说法中不正确的是（）

A、电子电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 B、电场线虽然是假想的一簇曲线或直线，但可以用实验方法模拟出来 C、沿电场方向电场强度越来越小 D、电源电动势是表征电源把其它形式的能化为电能本领的物理量，与是否接外电路无关

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12. 下列对于电流说法正确的是（　　）

A、根据 $I = \frac{q}{t}$ ，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

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13. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为 $L$ 的近似圆形的轨道，环中的 $n$ 个电子以速度 $v$ 定向运动，已知电子的电荷量为 $e$ ，则 $n$ 个电子形成的电流为（）

A、 $\frac{L v}{n e}$ B、 $\frac{n e v}{L}$ C、 $\frac{n L e}{v}$ D、 $\frac{e L}{n v}$

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14. 下列说法正确的是（　　）

A、由于电流总是从电源正极流向电源负极，故电流是矢量 B、自由电子在电路内的电场中一直做匀加速运动 C、当通电导线中的电流变大时电路里所有自由电荷的运动速率都会变大 D、电路要产生电流，必须存在自由电荷

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15. 一均匀铜导线通有恒定电流I，则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目为（已知自由电子的电荷量大小为e）（）

A、 $\frac{I Δ t}{e}$ B、 $\frac{e}{I Δ t}$ C、 $\frac{e Δ t}{I}$ D、 $\frac{1}{e Δ t}$

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16. 下列关于电流说法正确的是（）

A、根据 $I = \frac{q}{t}$ ，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

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17. 以下说法正确的是（）

A、 $E = \frac{F}{q}$ 只适用于点电荷产生的电场 B、 $E = \frac{U}{d}$ 适用于任何电场 C、由 $I = \frac{q}{t}$ 可以计算 $I$ 的大小，但是 $I$ 与 $q$ 、 $t$ 无关 D、由 $C = \frac{Q}{U}$ 可知 $C$ 与 $Q$ 成正比，与 $U$ 成反比

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二、多项选择题

18. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e。此时电子的定向移动的速度为v。在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）

A、 $\frac{I Δ t}{S e}$ B、 $\frac{I Δ t}{e}$ C、 $n v Δ t$ D、 $n v S Δ t$

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19. 有一横截面积为S的铝导线当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）

A、 $n v Δ t$ B、 $n v S Δ t$ C、 $\frac{I Δ t}{S e}$ D、 $\frac{I Δ t}{e}$

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20. 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n₁ ，负离子数是n₂ ，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 $I = \frac{n_{1} e}{t}$ D、溶液内电流方向从B到A，电流 $I = \frac{(n_{1} + n_{2}) e}{t}$

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21. 如图所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为U，下列说法正确的是（）

A、通过两棒的电流强度相等 B、两棒的自由电子定向移动的平均速率相等 C、两棒内的电场强度大小相等 D、相同时间内通过两棒的电荷量相等

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22. 一根粗细均匀的金属导线，两端加电压为U时，通过导线的电流强度为I ，导线中自由电子定向移动的平均速率为v；若导线均匀拉长，使其半径变为原来的 $\frac{1}{2}$ ，两端电压仍为U ，则（）

A、通过导线的电流强度为 $\frac{1}{4}$ I B、通过导线的电流强度为 $\frac{1}{16}$ I C、自由电子定向移动的平均速率为 $\frac{1}{4}$ v D、自由电子定向移动的平均速率为 $\frac{1}{16}$ v

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23. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积导线有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，在△t时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ( 　)

A、nvS△t B、nv△t C、 $\frac{I Δ t}{e}$ D、 $\frac{I Δ t}{Se}$

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24. 关于对电流的理解，下列说法中不正确的是（）

A、只有自由电子的定向移动才能形成电流 B、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 C、同一段电流相同的电路中，相同时间内通过各不同横截面的电荷量不同 D、在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位

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三、非选择题

25. 夏季常有闪电，某次两团乌云放电持续时间t=0.1s，中和的电荷量Q=1.5×10⁴C。两团乌云之间的距离d=30.0m，电势差U=3×10⁷V，放电后电势差变为0。已知两团乌云放电前可看作平行板电容器，乌云之间的电场可以视为匀强电场。求∶

(1)、闪电时的平均电流I；

(2)、两团乌云构成的电容器的电容C；

(3)、放电前两团乌云间匀强电场的电场强度大小E。

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26. 根据I=neSv还可估算电子定向移动的平均速率。有一横截面积为1mm²的铜导线，每立方米体积内的自由电子数为8.4×10²⁸个，电子的电荷量大小为1.6×10^-19C。若通过该导线的电流为1A，导线中自由电子定向移动的平均速率为多大？

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27. 如图甲使用0.6A量程时，图中指针的示数为A；如图乙使用3V量程时，图中指针示数为V。

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28. 一次闪电过程通常由若干个相继发生的闪击构成，每个闪击持续时间很短，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前，云地之间的电势差约为1.0×10⁹V，云地间距离约为2 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为5×10^-5s．若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场，试估算：

(1)、闪电前云地间的电场强度大小．

(2)、第一个闪击过程中闪电电流的平均值．

(3)、第一个闪击过程中释放的能量．

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29. 夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3 km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5 m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电．设两云团之间电势差保持 $3 \times 10^{9}$ V不变，已知空气电离的电场强度（即发生放电时的电场强度）为 $3 \times 10^{6}$ V/m，云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过秒，将会发生放电现象；在这次放电中，若从一块云团移到另一块云团的电量为500 C，闪电历时0. 01 s，则此过程中的平均电流强度为A。

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30. 2018年9月7日20时，台风“山竹”在西北太平洋洋面上生成，9月16日17时“山竹”在广东台山海宴镇登陆，登陆时中心附近最大风力14级，中心最低气压955百帕；伴随台风的还有电闪雷鸣，通常情况下，一次闪电过程通常由若干个相继发生的闪击构成，每个闪击持续时间很短，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前，云地之间的电势差约为1.0×10⁹V，云地间距离约为2 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为5×10^-5s．若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场，试估算：

(1)、闪电前云地间的电场强度大小；

(2)、第一个闪击过程中闪电电流的平均值；

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