人教版 (2019)必修 第三册电源和电流课后测评

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基础练习
题组一 对电源和电流的理解
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搬运到正极,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
题组二 电流的计算
2.(2026山东省实验中学一诊)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向向右做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S,单位长度所带的电荷量为-q(q>0),则由于棒的运动形成的等效电流大小和方向为( )
A.qv,向右 B.qv,向左 C.qv,向右 D.qv,向左
3.(2026山东烟台期末)中国的正、负电子对撞机(BEPC)改造升级成为双环对撞机,性能提升至国际前沿水平。假设对撞机的储存环是总长为L的近似圆形轨道,已知电子电荷量为e,电子的速率为v,当环中的电流为I时,在整个环中运行的电子数目为( )
A.ILev B.IveL C.eLIv D.evIL
4.(2026河南南阳联考)某手机的说明书的部分内容如表所示,若该手机充满电后只播放视频,可以播放约15小时。下列说法正确的是( )
A.充满电时电池可储存的能量为3.5 J
B.放电时电池可输出的最大电荷量为3.5 C
C.播放视频时的电流约为待机电流的30倍
D.播放视频时的电流约为待机电流的1.3倍
5.(2026山东青岛第九中学质量检测)如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是( )
A.当n1=n2时,电流为零
B.当n1n2时,电流方向从A→B,大小为I=(n1-n2)et
D.溶液内电流方向从A→B,大小为I=(n2+n1)et
题组三 电流的微观表达式
6.(2026河南许昌百师联盟期中)一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向迁移的速率为( )
A.rneSU B.UneSr C.UrneS D.neSUr
7.(2025安徽合肥一六八中学测试)有根导线的横截面积为S,已知该导线材料密度为ρ,摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个原子只提供一个自由电子,该导线中自由电子定向移动速率为v,则通过的电流为( )
A.NAevρSM B.NAevSρM C.evSρMNNA D.NAevSρM
答案
第十一章 电路及其应用
1 电源和电流
基础练习
1.C 电源对电路提供能量,其作用是维持正、负极之间稳定的电势差,在外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动,在电源内部,需要将电子由正极不断地搬运到负极(易错点),故A、B错误;根据I=Qt可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大,C正确;导体中的电流是带电粒子定向移动形成的,但带电粒子不一定是自由电子,如导电溶液中的带电粒子是正、负离子,D错误。
2.B 橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时,t时间内通过的距离为vt,则t时间内通过某横截面的电荷量大小为Q=qvt,可得等效电流为I=Qt=qv;由于橡胶棒带负电,则电流的方向与棒运动的方向相反,即向左,选B。
3.A 单个电子绕环一周所用的时间为T=Lv,每个电子每周期提供电荷量e,因此单个电子产生的等效电流为I单=eT=evL;设环中共有N个电子,则总电流为I=N·I单=N·evL,解得N=ILev,故选A。
4.C 根据q=It,可知充满电时电池可储存的电荷量为q=3.5×3 600 C=12 600 C,故放电时电池可输出的最大电荷量为12 600 C,由于不知道电压,故无法计算充满电时电池可储存的能量,A、B错误;播放视频时的平均电流约为I1=1260015×3600 A≈0.233 3 A,待机电流约为I2=1260019×24×3600 A≈0.007 7 A,电流之比为I1I2≈30,C正确,D错误。
5.D 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,则溶液内电流方向为从A→B;在电解液中,正、负离子同时定向移动,通过某一截面的总电荷量为正、负离子电荷量的绝对值之和(破题关键),t时间内通过溶液内面积为S的截面的电荷量为q=n1e+n2e,结合I=qt得I=(n1+n2)et,故A、B、C错误,D正确。
6.B 由欧姆定律可得,通过铜导体的电流为I=Ur,结合电流的微观表达式I=nevS,可得电子在铜导体中定向迁移的速率为v=IneS=UneSr,选B。
7.D 设该导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t,导线的体积为V=Svt,导线的质量为m=ρV,每个原子只提供一个自由电子,则原子数与自由电子数目相等,则自由电子的数目为N=mMNA,t时间内通过导线某一横截面的电荷量为q=Ne,则电流大小为I=qt=NAevSρM,故选D。手机类型
智能手机、4G手机
电池容量
3 500 mA∙h
电池类型
不可拆卸式电池
待机时间
约19天