高中物理-电源和电流专题强化训练(解析版)

第二章 第1节 电源和电流课后强化演练一、选择题1．(2015·南平松溪一中期中)关于电流，下列说法中正确的是( ) A ．通过导线截面的电量越多，电流越大 B ．电子运动的速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：电流由通过导线截面的电量和通电时间共同决定，单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大，A 选项错误，C 选项正确；根据电流的微观表达式I ＝nesv ，电流的大小由导体的材料，导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，B 选项错误；电流是标量，D 选项错误．答案：C2．某导线中的电流是7.5×10－3A ，则通过导线横截面的电荷量为15 C 所需要的时间为( )A ．2.0×104s B ．2.0×106s C ．2.0×105 sD ．2.0×103s解析：根据电流的定义式I ＝q t 可得，t ＝q I ，代入数据，t ＝2.0×103s ，D 选项正确．答案：D3．关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板解析：电流方向规定为正电荷定向移动的方向，在外电路从高电势一端流向低电势一端，电源内部电流由负极流向正极，因此A 正确，B 、C 错误；电容器充电时，如图所示，由图可知D 正确．答案：AD4．某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A解析：I ＝q t ＝2×5×1018＋1.0×1019×1.6×10－191 A ＝3.2 A ．答案：D5．如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣．MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA ，则以下说法正确的是( )A ．1 s 通过电池某一横截面的电量为500 CB ．1 s 通过电池某一横截面的电量为0.5C C ．充电过程把其他形式的能转化为电能D ．充电过程把电能转化为其他形式的能解析：由电流的定义式得q ＝It ＝0.5 C ，故A 错，B 对．充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来，故C 错，D 对．答案：BD6．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应有( )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2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，电流将变小解析：时间t 内通过横截面的电荷量为Q ′＝Q 2πR ·vt ，v ＝ωR ，I ＝Q′t ＝Qω2π，因此A 、B 正确．答案：AB 二、非选择题7．电子绕核运动可等效为一环形电流．设处于基态氢原子的电子绕核运动的半径为R ，电子质量为m ，电量为e ，求此环形电流的大小．(已知静电力常量为k )解析：电子绕核运动，库仑力提供向心力，ke2R2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ，运动一周，通过某一横截面的时间为T ＝2πRe·mR k ，根据电流的定义式得，I ＝e T ＝e22πR kmR. 答案：e22πRk mR8．导线中的电流是10－8 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速度是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)? (3)自由电子沿导线移动1 cm ，平均需要多少时间？ 解析：(1)N ＝q e ＝It e ＝10－8×11.6×10－19个＝6.25×1010个．(2)由公式I ＝neSv 得v ＝I neS ＝10－88.5×1028×1.6×10－19×1×10－6m/s ≈7.4×10－13m/s.(3)由v ＝xt得t ＝x v ＝1×10－27.4×10－13s≈1.35×1010s.答案：(1)6.25×1010个 (2)7.4×10－13m/s (3)1.35×1010s。

第十一章电路及其应用1 电源和电流【基础巩固】1.关于电流,下列说法正确的是()A.通过导线横截面的电荷量越大,电流越大B.电子定向运动的速率越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量答案:C2.2023年诺贝尔物理学奖颁给了三位研究阿秒激光的科学家,“阿秒(as)”是时间单位,1 as=10-18 s.若电子绕氢原子核运动的周期为160 as,则电子运动形成的等效电流为() A.1.5 mA B.0.15 mAC.1 mAD.0.1 mA答案:C3.电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流可达50 A,每秒放电150次,其放电情况可近似看作如图所示的图线,则电鳐1 s 放出的电荷量为()A.25 CB.50 CC.150 CD.250 C答案:A4.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核的运动可等效为环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动.关于该环形电流的说法正确的是() A.电流大小为ve2πr,电流方向为顺时针B.电流大小为ver,电流方向为顺时针C.电流大小为ve2πr,电流方向为逆时针D.电流大小为ver,电流方向为逆时针解析:电流大小I=qt =e2πrv=ve2πr,方向与电子运动的方向相反,即沿逆时针方向,选项C正确.答案:C5.显像管的电子枪中,从炽热的金属丝中不断放出的电子进入加速电场,设电子的初速度为0,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,则单位时间内由金属丝放出的电子数为()A.ItB.IStC.Ie D.ISe解析:根据电流的定义可知,单位时间内由金属丝放出的电荷量q=I×1=I,放出的电子数n=qe =Ie,选项C正确.答案:C6.阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用以研究原子内部电子高速运动的过程.已知1 as=10-18 s,电子所带电荷量为1.6×10-19C,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为1×10-3A.目前阿秒光脉冲的最短时间为43 as,则电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的() A.2.8倍 B.3.7倍C.4.2倍D.5.5倍解析:由式子I=eT ,可知电子绕氢原子核一周的时间T=eI,则有T t = 1.6×10-191×10-3×43×10-18≈3.7,故选项B正确.答案:B7.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,设元电荷的电荷量为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B到AC.溶液内电流方向从B到A,电流I=n1etD.溶液内电流方向从B到A,电流I=(n1+n2)et解析:溶液内正负离子沿相反方向运动,电流是叠加的,选项A错误;A棒为负极,B棒为正极,电场由B棒指向A棒,则负离子定向移动的方向是从A到B,选项B错误;电流方向从B到A,电流大小为I=qt =(n1+n2)et,选项C错误,选项D正确.答案:D【拓展提高】8.如图所示的心脏除颤器用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,使心脏恢复窦性心律.心脏除颤器的核心元件是电容器,治疗前先向电容器充电,工作时对患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,刺激心脏恢复正常跳动.该心脏除颤器的电容器电容是25 μF,充电至4 kV电压,若电容器在4 ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )。

第11章 1A 组·基础达标1．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝qt，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位【答案】D 【解析】根据I ＝qt ，可以知道I 是通过某一横截面积的电量q 与通过这些电量所用时间t 的比值．当t 一定时，I 与q 成正比，当q 一定时，通电时间越长，电流越小，故A 错误；恒定电流的电流大小和方向都不随时间变化，而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，只能说明大小相等，不能说明方向也不变，故B 错误；电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故C 错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D 正确．2．通过一个导体的电流是5 A ，经过4 min 通过该导体横截面的电荷量是( ) A ．20 C B ．50 C C ．1 200 CD ．2 000 C【答案】C 【解析】t ＝4 min ＝240 s ，通过导体横截面的电荷量Q ＝It ＝5 A ×240 s ＝1 200 C ．故选C ．3．关于电流下列说法中正确的是( ) A ．只有正电荷的移动，才能形成电流 B ．电子定向运动的速率越大，电流一定越大 C ．通过导线截面的电量越多，电流一定越大D ．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大【答案】D 【解析】无论是正电荷还是负电荷，只要是电荷定向移动，都会形成电流，故A 错误；由电流的微观表达式I ＝neSv ，电流的大小跟导体的材料(决定n)，导体的横截面积(S)和电荷定向移动的速率(v)共同决定，故电子定向移动的速率大时，电流不一定大，故B 错误；由I ＝qt 可得，单位时间内通过导线截面的电量越多，电流越大，故C 错误，D 正确．4．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而乙在单位时间内通过横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等【答案】B 【解析】由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，A 错误，B 正确；由于I ＝nqSv ，所以v ＝InqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n 、q 不知道)，所以无法判断v 的大小，C 、D 错误．5．(多选)如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍，在细铜导线上取一个截面A ，在粗铜导线上取一个截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等【答案】AD 【解析】由电流定义知I ＝q t ＝net ，故A 正确，B 错误；由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为SA<SB ，所以vA>vB ，故C 错误，D 正确．6．在研究长度为l 、横截面积为S 的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电压U ，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v 成正比，其大小可以表示成kv(k 为恒量)．电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中的电子移动的平均速率v 为一定值，这一定值是( )A ．ekU lB ．eU klC ．elU kD ．elkU【答案】B 【解析】电场力和碰撞阻力平衡时，有kv ＝eE ＝e Ul ，所以电子定向移动的平均速率v ＝eUkl，B 正确．7.如图所示，一根横截面积为S 的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动．棒单位长度所带电荷量为－q ，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向为( )A ．vq ，方向与v 的方向相反B ．vqS ，方向与v 的方向相反C ．vqS ，方向与v 的方向相反D ．vqS，方向与v 的方向相同【答案】A 【解析】棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v 米，v 米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，则每秒内通过横截面的电量大小为Q ＝q ·v ，根据电流的定义式为I ＝Qt ，t ＝1 s ，得到等效电流为I ＝qv.由于棒带负电，则电流的方向与棒运动的方向相反，即与v 的方向相反．故A 正确，B 、C 、D 错误．8．(多选)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2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】AB 【解析】截取圆环的任一截面S ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有I ＝q t ＝Q T ，又T ＝2πω，所以I ＝Q ω2π，可知，电流的大小只与Q 和ω有关，A 、B 正确，C 、D 错误．9．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？【答案】e22πr2mkmr【解析】截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个横截面的电荷量q ＝e ，则有I ＝q t ＝e T①再由库仑力提供向心力，有ke2r2＝m 4π2T2·r ， 解得T ＝2πremr k②由①②解得I ＝e22πr2mkmr.B 组·能力提升10．一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过电阻横截面的电荷量q 随时间变化的图像如图所示，此图像的斜率可表示为( )A ．UB ．RC ．U RD ．1R【答案】C 【解析】此图线的斜率表示电流，即I ＝q t ，又由欧姆定律知I ＝UR ，C 正确．11．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( )A ．光速cB ．I neSC ．ρIneSmD ．mIneS ρ【答案】D 【解析】假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtS ρ，摩尔数为vtS ρm ，所以电荷量q ＝vtS ρne m ，因电流I ＝q t ＝vS ρne m ，于是得到v ＝mI neS ρ.12．(多选)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 ．电流方向从A →B B ．当n1>n2时，电流为I ＝()n1－n2etC ．当n1<n2时，电流为I ＝()n2－n1etD ．无论n1、n2大小如何，电流都为I ＝()n1＋n2et【答案】AD 【解析】根据题意可以知道，流过溶液截面上的电量q ＝(n1＋n2)e ，则电流I ＝（n2＋n1）et ，方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A 到B ．故A 、D 正确，B 、C 错误．。

11.1 电源和电流考点精讲考点1：对电源的理解1．电源的作用（1）从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。

（2）从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能。

2.电流（1）电流的形成。

①形成原因：电荷的定向移动。

①形成条件：导体两端有电压。

①电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。

（2）电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。

3．形成电流的三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。

【例1】(2020-2021学年江苏省南通中学高一(下)期末)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．由公式URI可知，导体的电阻与通过它的电流成反比C．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势能D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速【技巧与方法】有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件：（1）电路中有电源。

（2）电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来。

【针对训练】【变式1】(2020-2021学年佳木斯第一中学高二(上)期中)关于电源和电流，下列说法正确的是() A．电流是矢量，规定正电荷定向运动的方向为电流的方向B．电源电动势，等于非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极所做的功C ．电源是将其它形式的能转化为电能的装置D ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差【变式2】(2020-2021学年郑州市铁六中高二期中)下列关于电流方向的说法中正确的是( )A ．电荷的定向移动方向即为电流的方向B ．电流的方向总是从电源的正极流向负极C ．电流既有大小，又有方向，是一个矢量D ．在电源内部，电流从负极流向正极【变式3】如图所示，两个带绝缘柄的金属球A 、B ，A 带负电，B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列说法中错误的是( )A ．有瞬时电流形成，方向由A 到BB ．A 、B 两端的电势不相等C ．导体棒内的电场强度不等于0D ．导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动考点2：电流大小的计算1．金属导体中电流的计算金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。

课后训练1．关于电流，以下说法正确的是A ．通过截面的电荷数量就是电流的大小B ．电流的方向就是电荷定向移动的方向C ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流D ．导体两端没有电压就不能形成电流 2．金属导体内电流增强，是因为A ．导体内单位体积的自由电子数增多B ．导体内自由电子定向移动的速率增大C ．导体内电场的传播速率增大D ．导体内自由电子的热运动速率增大 3．关于导线中的电场，下列说法正确的是 A ．导线内的电场线可以与导线相交B ．导线内的电场E 是由电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种4．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2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5．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.eUmeSl I 2∆ B.eUme l I 2∆ C.eU m eS I 2 D.eUme l IS 2∆6.银导线的横截面积为S ，通一大小为I 的电流，设银的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A 。

若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n ＝______。

7．电子绕核运动可等效为一环形电流。

设氢原子中的电子沿半径为r 的圆形轨道运动，已知电子的质量为m ，电子的电荷量为e ，则其等效电流的大小等于______。

11.1 电源和电流一、电源1．关于电源的作用，下列说法不正确的是()A．为电流提供自由电子B．使导体中形成电场C．保持导体两端的电压D．使自由电荷定向移动起来解析：选A 电源是提供电能的装置，电源是将其他形式的能转换为电能的装置，它可以使导体中始终存在一定的电场，并使两端保持一定的电压，从而使导体中的电子运动起来形成电流，故B、C、D正确，A错误。

2．关于导线中的电场，下列说法正确的是()A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种解析：选B 导线内的电场线与导线是平行的，故A错；导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错。

3、关于电源，下列说法正确的是()A．电源的作用是为电路提供自由电荷B．电源的作用是自己直接释放出电能C．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用是使自由电荷运动起来解析：选C 电源的作用是把其他形式的能转化为电能，为电路提供持续而稳定的电压，使导体中自由电荷定向移动释放电能，选项C正确．4、下列对通有恒定电流的导体中的电场的叙述正确的是()A．导体中电场线的方向与导体表面垂直B．导体中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的C．导体中的电场是由电源的电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的D．导体内部的场强处处为零解析：选C通电导体内的电场线的方向与导体表面是平行的，选项A错误；导体中的电场是电源电场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而形成的，选项B错误，C正确；导体内部的电场的场强不为零，是恒定电场，选项D错误．5、(多选)下列关于电源的说法正确的是()A．电源是使电路中有持续电流的装置B．电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选AB电源是使电路中有持续电流的装置，故选项A正确；电源是把内部的正电荷从负极不断地搬运到正极，或者把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极间有稳定的电势差，故选项B 正确；只有在有电源的闭合回路中才能形成电流，故选项C 错误；电源是提供电能的装置，不需要外界提供能量，故选项D 错误．6、如图所示，两个带绝缘柄的金属球A 、B ，A 带负电，B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列说法中错误的是( )A ．有瞬时电流形成，方向由A 到B B ．A 、B 两端的电势不相等C ．导体棒内的电场强度不等于0D ．导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动解析：选A A 、B 两个金属球，由于A 带负电，在A 金属球周围存在指向A 的电场，故B 球所在处的电势应高于A 球所在处的电势。

(2)有同学认为“只有导体中成电流，不论是导体内还是其他空间只要有电荷定向移动就可形成电流，如氢原子中核外电子做匀速圆周运动时，形成了一环形电流等。
【电流的正确理解】
1．电流的形成
电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。
2．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，下列说法中正确的是()
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
解析：选B由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此乙导体中的电流是甲的2倍，故A错误，B正确；又I＝nqSv，则v＝ ，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以v的关系无法判断，C、D错误。
3．恒定电流
(1)概念：大小、方向都不随时间变化的电流。
(2)形成：恒定电场使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。
1．自主思考——判一判
(1)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。(×)
(2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。(√)
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
解析：选B导线内的电场线与导线是平行的，故A错；导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错。

电源和电流(建议用时：40分钟)◎题组一对电源的理解1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、手机、计算器及许多电子产品都需要配备各式各样的电源。

关于电源，以下说法正确的是( )A．电源的作用是在电源内部把自由电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B．电源内部电流的方向是从低电势一端流向高电势一端C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量B[电源能把正极上的电子搬运到负极，从而保持两极间稳定的电势差，故A错误；在闭合电路中，电流的方向：电源外部由正极流向负极，电源内部由负极流向正极，则电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端，内部电流的方向是从低电势一端流向高电势一端，故B正确；有电源和闭合回路才能形成电流，故C错误；电源是提供电能的装置，不再需要外界提供能量，故D错误。

]2．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( )A．导线内部的电场就是电源所形成的电场B．在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部的电场不是稳定的C．因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D．导线内部的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的D[导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A错误，D正确；在静电平衡时，导体内部电场是稳定的，故B错误；在导体内部出现感应电荷的电场，该电场与点电荷的电场叠加后为零时，导体内部的场强处处为零，故C错误。

]◎题组二对电流的理解3．关于电流，下列说法正确的是( )A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B．同种材料制成的两个金属导体都通电，则电流大的那个导体内自由电荷定向移动速率大C ．由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动的速率大得多，故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多D ．电荷做无规则热运动不形成电流D [电流是自由电荷定向移动形成的，导体内的自由电子时刻都在做无规则的热运动，A 错误；由电流的微观表达式I ＝nqSv 可知，同种材料制成的导体，电流大小不单是由自由电荷定向移动速率决定的，B 错误；无规则的热运动不会形成电流，只有电荷定向移动才会形成电流，C 错误，D 正确。

第二章恒定电流1 电和电流A级抓基础1．以下说法正确的是( )A．导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B．电荷定向移动的速率等于电流的传导速率．导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越大D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大答案：D2．以下说法正确的是( )A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了答案：B3．关于电流，下列说法中正确的是( )A．通过导线横截面的电量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大．单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量答案：4．某导线中的电流是75×10－3 A，则通过导线横截面的电荷量为15 所需要的时间为( )A．20×104B．20×106．20×105D．20×103答案：D5．有一个电子射线管(阴极射线管)，当从阴极射出的电子形成的电流为56 μA时，每秒从阴极发射出的电子目为多少(已知＝160×10－19 )?解析：由I＝56×10－6 A，所以每秒阴极射出电子的总电荷量Q＝I＝56×10－6，则电子N＝35×1013B级提能力6(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面A，在铝导线上取一个截面B，若在1秒内垂直地通过它们的电子相等，那么，通过这两个截面的( )A．电流相等B．电流不相等．自由电子定向移动的速率相等D．自由电子定向移动的速率不相等解析：由电流定义知I＝错误！未定义书签。

，故选项A正确，选项B错误；由电流的微观表达式I＝Sqv知，I、、q均相等，因为S A<S B，所以v A>v B，故选项错误，选项D正确．答案：AD7如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A．vq B错误！未定义书签。

高中物理必修第三册课时同步检测—电源和电流（含解析）一、单选题1．关于电流，下列说法正确的是()A．金属导体中自由电子定向移动速率增大时，电流变大B．电流既有大小又有方向，所以是矢量C．通过导体横截面积的电荷量越多，导体中电流就越大D．电流的方向就是正电荷定向移动的方向【答案】A【解析】A．根据I=nqvS可知，金属导体中自由电子定向移动速率增大时，电流变大，故A 正确；B．电流有方向，但其运算不符合平行四边形定则，故为标量，故B错误；C．根据电流的定义=qIt可知，故电流大小取决于电量与时间的比值，电量多，但如果用时很长，则电流较小，故C错误；D．电流的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，故D错误。

故选A。

2．半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流为()A．QSωB．2QSωπC．2QRωπD．2Qωπ【答案】D【解析】环转动一周的时间为2t πω=一周内通过某一截面的电量为Q ，则电流为2q Q I t ωπ== 故选D 。

3．关于电流，下列说法正确的是( ) A ．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子运动的速率越大，电流越大 C ．因为电流有方向，所以电流是矢量 D ．在国际单位制中，电流的单位是安培 【答案】D【解析】A ．电流的大小取决于电量与时间的比值；电荷量多可能时间长导致的；故A 错误； B ．由I =nevs 可知，电流不但与电子定向一定的速率有关，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B 错误；C ．电流有方向，但电流的不能按平行四边形规则进行运算，故电流是标量；故C 错误；D ．在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A ；故D 正确。

故选D 。

4．下列说法中正确的是( ) A ．导体中正电荷的运动就形成了电流 B ．在国际单位制中，电流的单位是安培 C ．电流有方向，它是一个矢量D ．任何一个物体，只要其两端电压不为零，就有电流存在 【答案】B【解析】A ．导体中只有产生电荷的定向移动才能形成电流，故A 错误； B ．在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A ，故B 正确；C ．电流有方向，但电流的计算不能用平行四边形定则，故是标量，故C 错误；D ．任何导体，只要其两端电势差不为零，根据公式=UI R可知就有电流存在，故D 错误。

课时训练5电流和电源题组一电流的形成与计算1.关于电流,下列说法中正确的是()A.通过导线横截面的电荷量越多,电流越大B.电子运动的速率越大,电流越大C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导线中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量解析:电流的大小等于单位时间内通过导线横截面的电荷量,C项对;通过导线横截面的电荷量越多,电流不一定越大,因为还与时间有关,A项错;电子运动的速率越大,单位时间内通过导线横截面的电荷量未必越大,因为还和通过横截面的电荷量有关,B项错;电流有方向,但电流不是矢量,电流方向的含义与矢量方向的含义是不同的,D项错.答案:C2.下列说法中正确的是()A.导体中电荷运动就形成了电流B.在国际单位制中,电流的单位是AC.电流有方向,它是一个矢量D.任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在解析:自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动,则不能形成电流,故选项A错误;形成电流的条件是导体两端保持有电压,并且有可自由移动的电荷,故D项错误;电流有方向,但叠加时用代数加法,所以是标量,而不是矢量,则C项错误.答案:B3.关于电流的方向,下列叙述中正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有可自由移动的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同解析:物理学上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向,因此负电荷定向移动的方向应与电流的方向相反,所以A、D项错误,C项正确;电流的形成是因导体两端加电压后,在导体内产生电场,导体内的自由电荷在电场力的作用下定向移动,所以在电解质溶液中,正、负离子受方向相反的电场力作用,定向移动的方向相反,因此形成的电流方向是一致的,所以仍可以据正离子或负离子定向移动的方向判断电流方向,B项错误.答案:C4.导体中电流大小是0.5 A,求0.5 min内通过导体横截面的电荷量.解析:由I=知Q=It=0.5×30 C=15 C.答案:15 C5.某电解池中,若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子向相反方向通过某截面,那么通过这个截面的电流有多大?解析:I== A=3.2 A.答案:3.2 A6.如图是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,AB之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除m kg,计算高压电源的电流I.(电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为N A,一昼夜时间为t)解析:由于电离出的气体中电子和正离子同时导电,则流过的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q'的关系是q=2q'而q'=mnN A e,所以I=.答案:题组二电源和电动势7.下列哪位科学家发明了最早的直流电源()A.意大利化学家和物理学家伏打B.英国物理学家法拉第C.意大利医学教授伽伐尼D.美国发明家爱迪生答案:A8.关于电源,以下说法正确的是()A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量解析:本题考查对电源概念的理解.电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差,这需要电源不断地将负电荷向负极聚集,将正电荷向正极聚集.因外电路中的自由电子在电场力的作用下向正极移动,故在电源内部,电源需要将正极上的电子搬运到负极,以维持电势差不变,故A错;从能量角度来看,电源在搬运电荷的过程中,需要克服电场力做功,将其他形式的能转化为电能,B对;电路中有电流时,不仅需要电源,还需要电路是闭合的,故C错;电源是对电路提供能量的装置,故D错.故选B.答案:B9.如图是一块手机电池标签:(1)这块电池的电动势是多少?(2)这块电池最多可放出多少电荷量?若该电池工作电流为0.04 A,则该电池最多可工作多长时间?解析:(1)由标签可以看出,电动势为3.7 V.(2)该电池的容量为550 mAh,即Q=550×10-3×3 600 C=1 980 C由I=得t= s=4.95×104 s.答案:(1)3.7 V(2)1 980 C4.95×104 s(建议用时:30分钟)1.满足下列哪一个条件,就能产生持续电流()A.有自由电子B.导体两端有电压C.任何物体两端有电压D.导体两端有恒定电压解析:产生持续电流的条件是有能自由移动的电荷和持续的电压,所以只有D项符合题意.答案:D2.在下列单位中,不是电流单位的是()A.C/sB.mAC.AD.N/V解析:其中mA、A均为电流单位,所以B、C正确;由电流定义I=知A中C/s也是电流单位;由初中所学功率的公式P=UI知I=,P的单位取W,U的单位取V,则电流I的单位为W/V,而不是N/V,因此D不是电流的单位.答案:D3.下列说法中正确的是()A.用导线、开关把电灯等用电器连接起来就组成一个完整的电路B.电源是使电路中有持续电流的装置C.干电池、蓄电池、发电机、电动机都是电源D.手电筒照明时,电流方向是由电池的负极经灯泡到正极的解析:在A项中缺少电源,是不能形成完整的电路的;电动机不是电源,所以C错;D项中电流是从电源的正极经灯泡流向电源的负极.答案:B4.电视机显像管中,2 s内有6×1013个电子通过截面大小未知的电子枪,则显像管中电流大小为(电子电荷量e=1.60×10-19 C)()A.4.8×10-6 AB.3×10-13 AC.9.6×10-6 AD.因截面积未知,无法计算解析:由电流定义I=知电流大小只与单位时间内通过所选截面的电荷量有关,因为Q=ne=6×1013×1.60×10-19 C=9.6×10-6 C所以I= A=4.8×10-6 A.答案:A5.有关电动势的说法中正确的是()A.电源电动势的大小等于电源没有接入电路时电源两极间电压的大小,所以当电源接入电路时,电动势的大小将发生变化B.电源提供的电能越多,电源的电动势越大C.电源的电动势越大,也就是电源内储存的电越多D.电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量解析:电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领;对于确定的电源,其电动势由电源本身的因素决定,与是否接入电路及电路消耗电能的多少无关.故只有D项正确.答案:D6.如图所示的电解池,通电1 s,其间共有3 C的正离子和3 C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是() A.0 A B.1.5 AC.3 AD.6 A解析:由电流的定义知I==6 A.答案:D7.在干电池与小灯泡组成的闭合电路中:(1)在干电池内部是能转化为能,电流的流向是从极流向极.(2)在小灯泡上是能转化为能,电流的流向是从电源极端经电灯流向电源的极端.解析:(1)干电池内部是把化学能转化为电能,电流方向从电源负极流向正极.(2)在小灯泡上是将电能转化为内能,电流的流向是从电源的正极端经灯泡流向电源的负极端.答案:(1)化学电负正(2)电内正负8.如图所示是某款手机锂离子电池的铭牌,根据铭牌上的信息可知,该电池的电动势是多少?若该手机的待机电流是10 mA,则该电池可使手机待机多长时间?产品名称:锂离子电池型号:3.7 V 1 800 mAh解析:由铭牌上可直接读出其电动势为3.7 V,储存最大电荷量Q=1 800 mAh,如果待机时电流为10 mA,则待机时间t= h=180 h.答案:3.7 V180 h。

第1节电源和电流课程内容要求核心素养提炼1．了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场．2．理解电流的定义，知道电流的单位、电流方向的规律；理解恒定电流．3．经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系．1．物理观念：电源、电流．2．科学思维：(1)电流持续存在的条件．(2)电流的定义和计算．(3)电流的微观意义．一、电源1．电源维持导体(或电路)两端有一定的电势差．2．在闭合电路中，电源能把电子从电源的正极搬运到电源的负极．[判断](1)电源的两极间存在一定的电势差．(√)(2)电源能把正电荷从正极搬到负极．(×)(3)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能．(√)二、恒定电流1．恒定电场(1)定义：由电路中稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．(2)形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．(3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化．2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流．(2)电流①定义：通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值．②表达式：I ＝qt．③物理意义：表示电流的强弱程度．④单位：安培，简称安，符号是A ．常用的单位还有：毫安(mA)、微安(μA)．1 A ＝103 mA ＝106 μA ．⑤方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向． 3．对电流微观表达式的理解(1)建立模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ．(2)理论推导：AD 导体中的自由电荷总数N ＝nlS ．总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq ． 所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间t ＝lv ．根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流I ＝Q t ＝nlSqlv＝nqS v ．(3)结论：由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．[思考]有同学认为“只有在导体中才可以形成电流”，这种说法对吗？谈一谈你的认识． 提示 电荷定向移动形成电流，不论是导体内还是其他空间只要有电荷定向移动就可形成电流，如氢原子中核外电子做匀速圆周运动时，形成了一环形电流等．探究点一 电流的计算如图所示的电解液接入电路后，在t 时间内有n 1个一价正离子通过溶液内面积为S 的横截面，有n 2个二价负离子通过该横截面．思考以下两个问题：(1)t 时间内通过溶液横截面的电荷量是多少？ (2)电路中的电流是多少？提示 (1)q ＝n 1e ＋n 2·2e ＝(n 1＋2n 2)e (2)I ＝q t ＝(n 1＋2n 2)e t不同导体中电流的计算方法1．金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I ＝qt 计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．2．电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I ＝qt 计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示．如果测得2 s 内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018 个负离子通过溶液内部的横截面M ，则溶液中电流的方向如何？电流为多大？解析 水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B ．每个离子的电荷量是e ＝1.60×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看作是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t ＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16 A答案 由A 指向B 0.16 A[题后总结] 应用公式I ＝qt解题的三个注意点(1)公式I ＝qt中，q 是通过横截面的电荷量，而不是通过单位面积的电荷量．(2)当导体中有正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷的电荷量绝对值之和．(3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．[训练1] 电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9.375×1019个C ．9.375×1021个D ．9.375×1020个C [q ＝It ，n ＝q e ＝Ite＝9.375×1021个．][训练2] 如图所示，电解池内有一价的电解液，时间t 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，元电荷为e ，以下解释正确的是( )A ．正离子定向移动形成的电流方向从A →B ，负离子定向移动形成的电流方向从B →A B ．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消C ．溶液内电流方向从A →B ，电流I ＝n 1etD ．溶液内电流方向从A →B ，电流I ＝(n 1＋n 2)etD [正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向是电流方向，有正、负电荷反向经过同一截面时，公式I ＝Qt中Q 应该是正、负电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ．] 探究点二 电流的微观表达式从微观上看，金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，怎样推导电流的微观表达式？提示 (1)建立模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体，长为l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ．(2)理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS ．总电荷量：Q ＝Nq ＝nlSq ．所有这些电荷都通过横截面S 所需要的时间：t ＝l v ．根据公式I ＝qt可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v ．即电流的微观表达式为I ＝nqS v ．1．两个公式比较公式 I ＝q t I ＝nqS v 公式性质 定义式 决定式 电流的意义 时间t 内的平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度大量电荷定向移 动的宏观表现形成电流的 微观实质联系 由I ＝qt可导出I ＝nqS v2．电流的微观表达式I ＝nqS v ，其中n 为单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷的电荷量，S 为导体的横截面积，v 为电荷定向移动的速率．即从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．3．区别三种速率(1)电子定向移动的速率：电流就是由电荷的定向移动形成的．电流I ＝nqS v 中的v 就是自由电子定向移动的速率，大小约为10－4 m/s ．(2)电子热运动的速率：导体内部电子在不停地做无规则热运动，不能形成电流，大小约为105 m/s ．(3)电流传导的速率：等于光速．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求： (1)在1 s 内，通过铜导线的横截面的电子数(电子电荷量e ＝1.6×10－19C)；(2)自由电子的平均移动速率(设铜导线中每立方米含有8.5×1028个自由电子)． 解析 (1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ′＝It ＝1×1 C ＝1 C ，所以1 s 内，通过铜导线横截面的电子数为N ＝q ′e ＝11.6×10－19个＝6.25×1018 个． (2)由电流的微观表达式I ＝nqS v 得自由电子的平均移动速率 v ＝I nqS ＝18.5×1028×1.6×10－19×1×10－6 m/s ≈7.35×10－5 m/s ．答案 (1)6.25×1018 个 (2)7.35×10－5 m/s ．[训练] 铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为e ，今有一根横截面积为S 的铜导线，通过电流为I 时，电子定向移动的平均速率为( )A ．光速cB ．I neSC ．ρI neSmD ．mI neSρD [设电子定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积v tS 中的自由电子数，而体积为v tS 的铜的质量为v tSρ，摩尔数为v tSρm ，自由电子数为v tSρn m ，所以电荷量q ＝v tSρne m ，由I ＝q t ＝v Sρne m 得v ＝mIneSρ，故选项D 正确，选项A 、B 、C 错误．]。

-高考物理复习电源和电流专题训练（附答案）电源是将其它形式的能转换成电能的装置，以下是-高考物理复习电源和电流专题训练，请考生练习提升。

一、选择题(85，共40分)1.有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电量，乙是甲的2倍，以下说法中，正确的是()A.甲、乙两导体的电流强度相同B.乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相等解析：由于单位时间内通过乙横截面的电量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错而B正确.由于I=nqSv(n单位体积中的自由电荷数，q自由电荷的电量，S 横截面积，v定向移动速率)，所以v=，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以无法判断.答案：B2.关于电流的下列说法中，正确的是()A.电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电量越多B.在相同时间内，通过导体截面的电量越多，导体中的电流就越大C.通电时间越长，电流越大D.导体中通过一定的电量所用时间越短，电流越大解析：由I=q/t，当t一定时，通过导体横截面的电量q越多，电流I就越大;当q一定时，通电时间越短，电流越大. 答案：BD3.金属导体中满足下列哪一个条件，就产生恒定电流()A.有自由电子B.导体两端有电势差C.导体两端有方向不变的电压D.导体两端有恒定电压解析：由产生电流条件可知，D正确.答案：D4.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.6410-6m2的导线，那么电路中的电流是()A.0.016AB.1.6mAC.16AD.0.16A解析：I=q/t=0.16A.答案：D5.某电解池，如果在1 s内共有51018个2价正离子和1.01019个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A.0AB.0.8AC.1.6AD.3.2A解析：I=q/t=3.2A.答案：D6.铜的原子量为m，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为()A.光速cB.C. D.解析：假设电子定向移动的速率为v，那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtS，摩尔数为，所以电量q=.因电流I==，于是得：v=.答案：D7.一个半径为r米的细橡胶圆环，均匀地带上Q库仑的负电荷，当它以角速度(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()A.QB.C. D.解析：I==.答案：C8.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.已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内电子个数是()A. B.C. D.解析：设加速后电子的速度为v，则eU=mv2又I=neSv，n为单位体积内的电子数目，故l长内的电子数目N=nlS=lS=答案：B二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)9.只要导体两端存在________，导体中的自由电子就在________力的作用下，从电势________处向电势________处定向移动.移动的方向与导体中电流的方向________.答案：电压电场低高相反10.在某次闪电中，持续时间为0.005s，所形成的平均电流为6104A，若闪电过程中流过某横截面的电荷以0.5A的电流通过电灯，可供电灯照明时间为________s.答案：600图111.图1是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了，已知每千克煤粉会吸附m mol电子，每昼夜能除尘n kg，计算高压电源的电流强度I，电子电量设为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t.解：根据电流强度定义式I=，只要能够计算出一昼夜时间内通过的电量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电量Q跟煤粉吸附的电量Q并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电量Q=Q.Q=mnNAe，Q=It，mnNAe=It，I=2mnNAe/t.12.设横截面积为1.0mm2铜导线中通过1.0A电流.铜在单位体积中的自由电子数为8.51028m-3，电子的电荷量为1.610-19C，试计算这时自由电子的定向移动速率为多少?而常温下金属中自由电子热平均速率约为105m/s，通过有关资料，我们还可知道：形成电流的速率不是自由电子的定向速率，而是电场的传播速率，且电场的传播速率是光速3.0108m/s，就这些知识，你能否描述一下电路接通后金属导体中自由电子运动的情景.解：由I=，且q=nVe=nSvte，即I=neSv，所以v=，可算出自由电子的定向移动速率v约为：7.410-5 m/s.金属导体中各处都是自由电子，电路一旦接通，导线中便以电场的传播速率3.0108m/s在各处迅速地建立起电场，在这个电场的作用下，导线各处的自由电子几乎同时开始以很小的定向移动速率7.410-5 m/s做定向运动，整个电路几乎同时形成了电流.但同时，由于金属中自由电子的热平均速率约为105 m/s，显然这个速率远大于自由电子的定向移动速率，所以金属导体通电后，导体各处的自由电子几乎同时开始在原本速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动.-高考物理复习电源和电流专题训练及答案的全部内容就是这些，希望考生可以日日有进步。

2.1电源和电流同步练习一、单选题1.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此A. 电动势是一种非静电力B. 电动势越大，表明电源储存的电能越多C. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映D. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】解：A、电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，故A错误．BC、电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，故B错误，C正确．D、电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，故D错误．故选：C．2.如图所示，已知，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为，则电池的电动势等于A. 1VB.C. 2VD. 4V【答案】C【解析】【分析】当开关S闭合时，电阻与并联后与串联，当S断开时，与串联，电压表测量的电压根据闭合电路欧姆定律对两种情况分别列式，联立即可求得电源的电动势E。

对于闭合电路，根据两种情况由闭合电路欧姆定律列出方程组，是求解电源电动势和内电阻常用的方法和思路，要加强这方面的训练，做到熟练掌握。

【解答】当开关S闭合时，电阻与并联后与串联，外电路总电阻为：，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：当K断开时，与串联，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：，联立解得：，，故ABD错误，C正确。

3.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为A. B. C. D.【答案】C【解析】解：在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt，由于铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为．又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为．由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：，故C正确．故选：C4.下列用电器中，利用电流的热效应的是A. 洗衣机B. 电视机C. 电熨斗D. 电冰箱【答案】C【解析】解：A、洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A错误；B、电视机也是利用了电流的磁效应来工作的，故B错误；C、电熨是利用了电流的热效应，来加热的，故C正确．D、电冰箱工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的故D错误；故选：C．向右移动若测得4s内分别有个和通过溶液内部的横截面M，那么溶液中的电流方向和大小为A. 水平向左B. 水平向右C. 水平向左D. 水平向右【答案】B【解析】解：由题意可知，4s内流过截面上的电量；则电流强度；水平向右移动，所以电流方向向右．6.铅蓄电池的电动势为2V，这表示A. 电路中每通过1C的电量，电源就把2J的电能转化为化学能B. 蓄电池两极的电压为2VC. 蓄电池在1秒内将2J的化学能转化为电能D. 蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池电动势为的大【答案】D【解析】【分析】电动势是一个表征电源特征的物理量定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用常用符号有时也可用表示，单位是伏．本题关键是明确电动势的概念、物理意义、单位；同时应该知道：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反．【解答】A.铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，即2J化学能转化为电能，故A错误；B.电源两极间电压，当电源不接入电路时，等于电源的电动势；当接入电路时，小于电源的电动势，故B错误；C.电源每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能，不是在1s内将2J的化学能转变成电能故C错误；D.电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，故D正确；故选D。

第十一章电路及其应用1.电源和电流合格考达标练1.在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是()A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线处于静电平衡状态D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐升高,垂直导线方向的电场相互抵消,在导线中形成了沿导线方向的电场,即导线中的电场强度方向跟导线方向平行,A错误,B正确;导线内有电场,说明导线不处于静电平衡状态,C错误;沿电场方向电势逐渐降低,电场方向就是正电荷的受力方向,也就是电流的方向,即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低,D错误。

2.(2021山东潍坊检测)下列关于电流的说法正确的是()A.根据I=qt可知,I与q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.电流的单位“安培”不是国际单位制中的基本单位I=qt是电流的定义式,I不由q来决定,A错误;根据恒定电流的定义可知,如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流,B正确;电流是标量,其方向表示正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,C错误;安培是国际单位制中七个基本单位之一,D错误。

3.电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A,当通电5 min 时,通过电阻横截面的电子数为()A.1 500B.9.375×1019C.9.375×1021D.9.375×1020,n=qe =Ite=9.375×1021。

4.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流。

设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,其电流的等效电流强度I和方向为()A.ve2πr ,顺时针B.ver,顺时针C.ve 2πr ,逆时针D.ver,逆时针,电子运动周期为T=2πrv,根据电流的定义式得:电流强度为I=qt =eT=ve2πr,因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向,故C项正确。

2025高中物理强基＆提升练习电源和电流基础1.关于电源和电流,以下说法正确的是( )A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差B.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量C.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D.导体中的电流一定是由自由电子的定向移动形成的2.下列说法正确的是( )A.电源的作用是使电路中产生电荷B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C.只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流D.导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的3.关于电流,下列说法正确的是( )A.电流有方向,所以是矢量B.自由电荷的定向移动形成电流C.只有正电荷的移动,才能形成电流D.导体中没有电流时,说明导体内部没有电荷移动4.如图所示的电解池,通电1 s,其间共有0.5 C的正离子和0.3 C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流大小为( )A.0.8 AB.0.2 AC.0.5 AD.0.6 A5.闪电是云与云之间、云与大地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。

若某次闪电是在云与大地之间发生的,在放电时间t内有n个电子从地面向云层移动,电子的电荷量为e,则下列说法正确的是( )A.放电电流为ent,方向由地面指向云层B.放电电流为ent,方向由云层指向地面C.放电电流为net,方向由地面指向云层D.放电电流为net,方向由云层指向地面6.下表是某手机的部分说明书,该手机充满电后能够连续播放视频的时间约为8 h,则下列说法正确的是( )手机类型5G智能手机超级快充66 W(10 V/6.6 A)电池容量 5 000 mA·h电池类型不可拆卸式电池待机时间30 dA.该手机的待机电流约为5 mAB.该手机充满电后连续播放视频时电流大约为250 mAC.该手机充满电可储存的电荷量为1 800 CD.该手机以超级快充方式充电,充满电大约需要45 min7.北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的圆形轨道,当环中电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动时,形成的电流为I,已知电子电荷量为e,则环中运行的电子数目为( )A.evIL B.ILevC.ILevD.LevI8，某根导线的横截面积为S,通过的电流为I。