1电源和电流 课后·训练提升 合格考基础巩固 一、选择题（第1~5题为单选题，第6~7题为多选题） 1铜是良好的导电材料。在一段通电铜导线内，定向移动形成电流的微粒是( A.电子 B.原子核 C.既有电子也有原子核 D.原子 答案A 解析本题考查电流的形成，知道金属导体中能形成电流的是自由电子。 在金属铜中可以自由移动的是自由电子，原子核、原子均不能自由移动，故形成电流的微粒是 电子，选项A正确，B、C、D错误。 2.关于电流，下列说法正确的是() A.电荷的移动形成电流 B.只有正电荷的定向移动形成电流 C正电荷定向移动的方向与电流方向相同 D.电路中电流的方向是由电源的负极到电源的正极 答案 解析只有电荷的定向移动才能形成电流，选项A错误；正负电荷做定向移动均可以形成电流， 选项B错误：我们规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，选项C正确：电路中电荷定向移 动的方向在外电路中是由正极到负极，而在内电路中是由负极流向正极的，选项D错误。 3.下列说法正确的是() A.导体中电荷的运动就会形成电流 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荷量越多，导体中的电流越大 D.根据电流的计算式I-1电流和电荷量成正比，电流与时间成反比 答案 解析导体中电荷的定向移动就会形成电流，选项A错误；根据I=nSv可知，电子运动的速率越 大，电流不一定越大，选项B错误；根据I-可知，单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体 中的电流越大，选项C正确；电流的计算式【-，采用的是比值定义法，电流的大小与通过横截 面的电荷量、通电时间无关，选项D错误。 4.电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×106m2的导线，那么电路中的电 流是() A.0.016mA B.1.6 mA C.0.16uA D.1.6A 客案c
1 电源和电流 课后· 合格考基础巩固 一、选择题(第 1~5 题为单选题,第 6~7 题为多选题) 1.铜是良好的导电材料。在一段通电铜导线内,定向移动形成电流的微粒是( ) A.电子 B.原子核 C.既有电子也有原子核 D.原子 答案 A 解析本题考查电流的形成,知道金属导体中能形成电流的是自由电子。 在金属铜中可以自由移动的是自由电子,原子核、原子均不能自由移动,故形成电流的微粒是 电子,选项 A 正确,B、C、D 错误。 2.关于电流,下列说法正确的是( ) A.电荷的移动形成电流 B.只有正电荷的定向移动形成电流 C.正电荷定向移动的方向与电流方向相同 D.电路中电流的方向是由电源的负极到电源的正极 答案 C 解析只有电荷的定向移动才能形成电流,选项 A 错误;正负电荷做定向移动均可以形成电流, 选项 B 错误;我们规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,选项 C 正确;电路中电荷定向移 动的方向在外电路中是由正极到负极,而在内电路中是由负极流向正极的,选项 D 错误。 3.下列说法正确的是( ) A.导体中电荷的运动就会形成电流 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荷量越多,导体中的电流越大 D.根据电流的计算式 I=𝑞 𝑡 ,电流和电荷量成正比,电流与时间成反比 答案 C 解析导体中电荷的定向移动就会形成电流,选项 A 错误;根据 I=neSv 可知,电子运动的速率越 大,电流不一定越大,选项 B 错误;根据 I=𝑞 𝑡 可知,单位时间内通过导体截面的电荷量越多,导体 中的电流越大,选项 C 正确;电流的计算式 I=𝑞 𝑡 ,采用的是比值定义法,电流的大小与通过横截 面的电荷量、通电时间无关,选项 D 错误。 4.电路中,每分钟有 6×1013 个自由电子通过横截面积为 0.64×10-6 m2 的导线,那么电路中的电 流是( ) A.0.016 mA B.1.6 mA C.0.16 μA D.1.6 μA 答案 C
解析每分钟通过的电荷量为g=ne-6×1013×1.6×1019C=9.6×10-6C,1=1min=60s。则电路中 的电流为14=96x10A=0.16uA,选项C正确，A、B、D错误。 60 5.一个半径为r的细橡胶圆环上均匀地带有电荷量为Q的负电荷，当圆环以角速度ω绕中心 轴线顺时针匀速转动时，橡胶环中等效电流的大小为() A.O B C.2Qu 2π D岩 答案D 解罚负电荷运功的周期7二任取一藏面，一个周期内通过藏西的电荷量为儿，则电流1= 号=岩选项D正确，A、B、C错误。 6.关于电流，下列叙述正确的是() A.只要将导体置于静电场中，导体内就有持续电流 B.电源的作用可以使电路中有持续电流 C.导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动 D.恒定电流是由恒定电场产生的 答案BD 解桐导体置于电场中，达到静电平衡后没有电流，选项A错误。导体两端存在持续的电压，导 体中才有持续的电流。电源能提供持续的电压，可以使电路中有持续电流，选项B正确。导 体中没有电流时，电荷在做无规则的热运动，没有定向移动选项C错误。在恒定电场的作用 下，自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化，电流恒定，选项D正确。 7.下图为一水平绝缘盘，盘边缘均匀地固定着带负电的电荷，从上向下看，盘面沿逆时针方向匀 速转动，则对该过程中形成的电流的理解正确的是( A如果仅将盘边缘固定的总电荷量加倍，则其形成的电流也加倍 B.如果仅将盘面转动的角速度加倍，则其形成的电流也加倍 C.如果仅增大盘的半径，则其形成的电流也增大 D.如果仅增大盘的半径，则其形成的电流减小 答案AB 解韧设圆盘转动的角速度为®，则周期T-巴。则等效电流I-=岩则如果仅将盘边缘固定 2π 的总电荷量q加倍，则其形成的电流I也加倍，选项A正确；如果仅将盘面转动的角速度ω加 倍，则其形成的电流【也加倍，选项B正确，如果仅增大盘的半径，则其形成的电流不变，选项 C、D错误。 二、计算题 8.来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1 mA的细柱形质子流。己知单个质子的电荷量e=1.60×10-19C。 (1)这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少？
解析每分钟通过的电荷量为 q=ne=6×1013×1.6×10-19 C=9.6×10-6 C;t=1 min=60 s。则电路中 的电流为 I=𝑞 𝑡 = 9.6×10 -6 60 A=0.16 μA,选项 C 正确,A、B、D 错误。 5.一个半径为 r 的细橡胶圆环上均匀地带有电荷量为 Q 的负电荷,当圆环以角速度 ω 绕中心 轴线顺时针匀速转动时,橡胶环中等效电流的大小为( ) A.Q B. 𝑄 2π C. 2𝑄𝜔 π D. 𝑄𝜔 2π 答案 D 解析负电荷运动的周期 T=2π 𝜔 ,任取一截面,一个周期内通过截面的电荷量为 Q,则电流 I=𝑞 𝑡 = 𝑄 𝑇 = 𝑄𝜔 2π ,选项 D 正确,A、B、C 错误。 6.关于电流,下列叙述正确的是( ) A.只要将导体置于静电场中,导体内就有持续电流 B.电源的作用可以使电路中有持续电流 C.导体内没有电流时,就说明导体内部的电荷没有移动 D.恒定电流是由恒定电场产生的 答案 BD 解析导体置于电场中,达到静电平衡后没有电流,选项 A 错误。导体两端存在持续的电压,导 体中才有持续的电流。电源能提供持续的电压,可以使电路中有持续电流,选项 B 正确。导 体中没有电流时,电荷在做无规则的热运动,没有定向移动,选项 C 错误。在恒定电场的作用 下,自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化,电流恒定,选项 D 正确。 7.下图为一水平绝缘盘,盘边缘均匀地固定着带负电的电荷,从上向下看,盘面沿逆时针方向匀 速转动,则对该过程中形成的电流的理解正确的是( ) A.如果仅将盘边缘固定的总电荷量加倍,则其形成的电流也加倍 B.如果仅将盘面转动的角速度加倍,则其形成的电流也加倍 C.如果仅增大盘的半径,则其形成的电流也增大 D.如果仅增大盘的半径,则其形成的电流减小 答案 AB 解析设圆盘转动的角速度为 ω,则周期 T=2π 𝜔 。则等效电流 I=𝑞 𝑇 = 𝑞𝜔 2π ,则如果仅将盘边缘固定 的总电荷量 q 加倍,则其形成的电流 I 也加倍,选项 A 正确;如果仅将盘面转动的角速度 ω 加 倍,则其形成的电流 I 也加倍,选项 B 正确;如果仅增大盘的半径,则其形成的电流不变,选项 C、D 错误。 二、计算题 8.来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为 800 kV 的直线加速器加速,形成电流为 1 mA 的细柱形质子流。已知单个质子的电荷量 e=1.60×10-19 C。 (1)这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少?
(2)如图所示，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距1和 4的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为m和m,则1：2为多 少？ 质子源「 窨案1)6.25×1015(2)2：1 解杨1)1-=ne 每秒打到靶上的质子数 n片=0个625×105个 (2)质子流做匀加速运动，在1和41处的速度分别为1和2，则 v=v2al 2=V2a47 在1和41的两处，极短的相等长度的质子数 △1 m-v 所以喂-兴=哥。 n21 等级考拓展提高 选择题（第1~4题为单选题，第5~7题为多选题） 1.关于电流，下列各种说法正确的是() A电流的计算式I-适用于任何电荷的定向移动形成的电流 B.由I=ngSv可知，金属导体中自由电荷的运动速率越大，电流一定越大 C电荷定向移动的方向就是电流的方向 D因为电流有方向，所以电流是矢量 答案A 解桐电流的计算式采用的是比值定义法，具有比值定义法的共性一普遍适用，适用于任 何电荷的定向移动形成的电流，选项A正确：由I=gSv可知，电流的大小由导体的材料（决定 m)、导体的横截面积(S)和电荷定向移动的速率(v)共同决定，选项B错误；物理学中把正电荷 定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷定向移动的反方向是电流的方向，选项C错误，电 流有大小和方向，但方向是指沿着电荷运动的直线上，不同于关量的方向，故电流是标量，选项 D错误。 2.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【大小和方向为() A器顺时针 B,顺时针 C器逆时针 D逆时针
(2)如图所示,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距 l 和 4l 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为 n1 和 n2,则 n1∶n2 为多 少? 答案(1)6.25×1015 (2)2∶1 解析(1)I=𝑞 𝑡 =ne 每秒打到靶上的质子数 n= 𝐼 𝑒 = 1×10 -3 1.60×10 -19 个=6.25×1015 个。 (2)质子流做匀加速运动,在 l 和 4l 处的速度分别为 v1 和 v2,则 v1=√2𝑎𝑙 v2=√2𝑎·4𝑙 在 l 和 4l 的两处,极短的相等长度的质子数 n1= Δ𝑙 𝑣1 n n2= Δ𝑙 𝑣2 n 所以𝑛1 𝑛2 = 𝑣2 𝑣1 = √2𝑎·4𝑙 √2𝑎𝑙 = 2 1。 等级考拓展提高 选择题(第 1~4 题为单选题,第 5~7 题为多选题) 1.关于电流,下列各种说法正确的是( ) A.电流的计算式 I=𝑞 𝑡 ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流 B.由 I=nqSv 可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大 C.电荷定向移动的方向就是电流的方向 D.因为电流有方向,所以电流是矢量 答案 A 解析电流的计算式 I=𝑞 𝑡采用的是比值定义法,具有比值定义法的共性——普遍适用,适用于任 何电荷的定向移动形成的电流,选项 A 正确;由 I=nqSv 可知,电流的大小由导体的材料(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,选项 B 错误;物理学中把正电荷 定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的反方向是电流的方向,选项 C 错误;电 流有大小和方向,但方向是指沿着电荷运动的直线上,不同于矢量的方向,故电流是标量,选项 D 错误。 2.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 I 大小和方向为( ) A. 𝑒𝑣 2π𝑟 ,顺时针 B. 𝑣𝑒 𝑟 ,顺时针 C. 𝑣𝑒 2π𝑟 ,逆时针 D. 𝑣𝑒 𝑟 ,逆时针
答案 解杨电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为T根据电流的计算式得，电流 为4=导=器国为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向， 选项C正确，A、B、D错误。 3.如图所示的电解池，通电1s,其间共有0.3C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 A.0 B.1.5A C.0.3A D.0.6A 含案D 解-=3C103C-0.6A,故选项D正确。 1s 4.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0 D.导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动 答案A 解析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，故选项B正确，不符合题意；连接后的瞬间导体棒内的电场 强度不等于0.棒中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，故选项C、D正确.不符合题 意：由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向为由A指向B,电流方向应由B指向A,故选 项A错误，符合题意。 5.关于电流的大小与方向，下列说法正确的是() A.电流越大表明导线中自由电荷越多 B.通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 C金属导体中的自由电荷是电子，电子沿电流的反方向运动 D.电解液中有电流时，正负离子都定向移动，方向相反 答案CD 解桐物理学中规定电流的方向为正电荷定向移动的方向：影响电流大小的因素有通过导体横 截面的电荷量和通电时间的多少
答案 C 解析电子绕核运动可等效为一环形电流,电子运动周期为 T=2π𝑟 𝑣 ,根据电流的计算式得,电流 为 I=𝑞 𝑡 = 𝑒 𝑇 = 𝑣𝑒 2π𝑟 ,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, 选项 C 正确,A、B、D 错误。 3.如图所示的电解池,通电 1 s,其间共有 0.3 C 的正离子和 0.3 C 的负离子通过截面 xy,则这个 电路中的电流是 ( ) A.0 B.1.5 A C.0.3 A D.0.6 A 答案 D 解析 I=𝑞 𝑡 = 0.3C+0.3 C 1s =0.6 A,故选项 D 正确。 4.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 0 D.导体棒内的自由电荷受电场力作用定向移动 答案 A 解析 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,故选项 B 正确,不符合题意;连接后的瞬间导体棒内的电场 强度不等于 0,棒中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,故选项 C、D 正确,不符合题 意;由于导体棒中的自由电荷为电子,故移动方向为由 A 指向 B,电流方向应由 B 指向 A,故选 项 A 错误,符合题意。 5.关于电流的大小与方向,下列说法正确的是( ) A.电流越大表明导线中自由电荷越多 B.通过导线横截面的电荷量越多,电流越大 C.金属导体中的自由电荷是电子,电子沿电流的反方向运动 D.电解液中有电流时,正负离子都定向移动,方向相反 答案 CD 解析物理学中规定电流的方向为正电荷定向移动的方向;影响电流大小的因素有通过导体横 截面的电荷量和通电时间的多少
电流的计算式是-9电流大，说明在单位时间内通过导线某横截面的电荷量大，但不一定自由 电荷多，选项A错误：单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，选项B错误：金属 导体中自由电荷就是自由电子，自由电子定向移动的方向与导体中电流的方向相反，选项C 正确：电流的方向和正电荷的运动方向相同，和负电荷的运动方向相反，故电解液中有电流时， 正负离子都定向移动，方向相反，选项D正确。 6.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以3×10？m/s 的速度流动而形成的电流是10mA时，则环中（已知电子的电荷量e=-1.6×1019C)() A.电流方向和负电子运动方向相同 B.电流方向和正电子运动方向相同 C.运行的电子数目为5×1011个 D.运行的电子数目为1×104个 客案BC 解析电流方向与正电子运动方向相同，与负电子的运动方向相反，选项A错误，B正确，电子运 动一周用的时同为1号=品8×108而电流表达式为1只则总电荷量为 q=1=0.01×8×106C=8×108C,在整个环中运行的电子数目为n=2= 8×108 16x106-5×101,选项C 正确，D错误。 7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1s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=兴，故选项A正确，B错误；由电流的微观表达式1=心知人、n、g均相等，因为 SAB,故选项C错误，D正确。 挑战创新 通常情况下，一次闪电过程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1.0×10°V,云地间 距离约为2km: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5×105 $。若闪电前云地间的电场可以看作匀强电场，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。 答案1)5×105V1m(2)1.2×105A 解析由于云地间的电场是匀强电场，根据电场强度的公式可以求得电场强度的大小；根据电 流的计算式可以求得电流的平均值的大小
电流的计算式是 I=𝑞 𝑡 ,电流大,说明在单位时间内通过导线某横截面的电荷量大,但不一定自由 电荷多,选项 A 错误;单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,电流越大,选项 B 错误;金属 导体中自由电荷就是自由电子,自由电子定向移动的方向与导体中电流的方向相反,选项 C 正确;电流的方向和正电荷的运动方向相同,和负电荷的运动方向相反,故电解液中有电流时, 正负离子都定向移动,方向相反,选项 D 正确。 6.北京正负电子对撞机的储存环是周长为 240 m 的近似圆形轨道。当环中电子以 3×107 m/s 的速度流动而形成的电流是 10 mA 时,则环中(已知电子的电荷量 e=-1.6×10-19 C)( ) A.电流方向和负电子运动方向相同 B.电流方向和正电子运动方向相同 C.运行的电子数目为 5×1011 个 D.运行的电子数目为 1×104 个 答案 BC 解析电流方向与正电子运动方向相同,与负电子的运动方向相反,选项 A 错误,B 正确;电子运 动一周用的时间为 t= 𝑠 𝑣 = 240 3×10 7 s=8×10-6 s,而电流表达式为 I=𝑞 𝑡 ,则总电荷量为 q=It=0.01×8×10-6 C=8×10-8 C,在整个环中运行的电子数目为 n= 𝑞 𝑒 = 8×10 -8 1.6×10 -16=5×1011 ,选项 C 正确,D 错误。 7.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 I=𝑞 𝑡 = 𝑛𝑒 𝑡 ,故选项 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 SAvB,故选项 C 错误,D 正确。 挑战创新 通常情况下,一次闪电过程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 1.0×109 V,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 6 C,闪击持续时间约为 5×10-5 s。若闪电前云地间的电场可以看作匀强电场,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。 答案(1)5×105 V/m (2)1.2×105 A 解析由于云地间的电场是匀强电场,根据电场强度的公式可以求得电场强度的大小;根据电 流的计算式可以求得电流的平均值的大小
0电将强度大小E=号= -Vm=5×105V/m。 (2平均电流7=是=xA2x10A
(1)电场强度大小 E=𝑈 𝑑 = 1.0×10 9 2×10 3 V/m=5×105 V/m。 (2)平均电流𝐼 = 𝑞 𝑡 = 6 5×10 -5 A=1.2×105 A