高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流同步测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电源和电流同步测试题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

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．B．C．D．
【答案】D
【解析】环转动一周的时间为
一周内通过某一截面的电量为Q，则电流为
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，根据公式可知就有电流存在，故D错误。
故选B。
5．电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，m表示电子的质量，k为静电力常量。则( )
A．电子运动的速率为
B．电子运动的周期为
C．电子运动形成的电流
D．电子运动形成的电流
【答案】A
【解析】A．氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力，则有
解得
A正确；
B．电子的运动的周期
B错误；
CD．电子运动形成的电流
CD错误。
故选A。
6．有一横截面积为S的金属导线，流经其中的电流为I。设导线中单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量大小为e，此时电子的定向移动速率为v。在t时间内，通过导线横截面积的自由电子数目可表示为( )
A．nvStB．nvtC．D．
【答案】A
【解析】根据电流的微观表达式
在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量
则在t时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为
代入得
故选A。
7．下列各组物理量中，全部都是矢量的是( )
A．力 速率B．功 路程C．加速度 位移D．动能 电流
【答案】C
【解析】A．力既有大小又有方向是矢量，速率只有大小没有方向是标量，故A错误；
B．功和路程只有大小没有方向是标量，故B错误；
C．加速度和位移既有大小又有方向是矢量，故C正确；
D．动能和电流是只有大小没有方向是标量，故D错误。
故选C。
8．用国际单位制中的基本单位表示电场强度的单位，下列选项正确的是( )
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】A．根据
则单位为，V不是基本单位，A错误；
B．电场强度
则点位为，N、C不是基本单位，B正确
CD．电场强度的单位是
电场强度
则
D错误C正确。
故选C。
9．如图所示，在水平放置的金属导体中，内有的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是( )
A． 向右B． 向左C． 向右D． 向左
【答案】D
【解析】在水平放置的金属导体中，内有的负电荷向右通过导体某一横截面。电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与定向移动的方向相反，故电流向左。大小
故选D。
10．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。设氢原子核外电子以速率v绕原子核做半径为r的匀速圆周运动，已知电子电荷量为e。其形成环形电流的大小为( )
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】根据电流的定义
可知环形电流的大小为
故选B。
11．某电解池，如果在1s钟内共有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．0AB．1.6AC．2.4AD．3.2A
【答案】D
【解析】1s内通过截面正离子的电荷量为q1=2n1e，负离子的电荷量绝对值为q2=n2e，则电流为
故选D。
12．如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，加在两段导体的总电压为U。下列说法正确的是( )
A．通过两段导体的电流相等
B．细导体两端的电压U1，等于粗导体两端的电压U2
C．细导体中自由电子定向移动的平均速率小于粗导体中自由电子定向移动的平均速率
D．细导体内的电场强度等于粗导体内的电场强度
【答案】A
【解析】A．两个导体串联，电流相同，选项A正确；
B．根据电阻定律可知，细导体的电阻大于粗导体的电阻，由欧姆定律U=IR得知，I相同，则细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2，选项B错误；
C．电流的微观表达式
I=nevS
由题n、e、I相同，细导体的S小，则导体中自由电子定向移动的平均速率大于粗导体中自由电子定向移动的平均速率，选项C错误；D．设导体的长度为L，横截面积为S．导体内的电场强度
I、ρ相同，则E与S成反比，所以细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度。选项D错误。
故选A。
13．气体放电管中，每时每刻有大量的气体分子被电离成电子和正离子。若每秒有n1个电子和n2个氢离子(质子)经过管的某个横截面，基元电荷的大小记为e。则放电管中的电流强度在数值上等于( )
A．n1eB．n2eC．(n1+n2)eD．
【答案】C
【解析】根据电流定义式得
故选C。
14．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( )
A．vq，方向与v的方向相反B．vqS，方向与v的方向相同
C．，方向与v的方向相同D．，方向与v的方向相反
【答案】A
【解析】如图橡胶棒带负电，等效电流方向与v的方向相反，由电流定义式可得
故选A。
15．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋3价重离子束，其电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(e＝1.6×10－19 C)( )
A．3.0×1012B．2.5×1013C．7.5×1013D．3.75×1014
【答案】B
【解析】根据
而
代入数据得1 s内发射的重离子个数
n=2.5×1013个
故选B
16．在如图所示的电路中，电源的内阻r=2.0Ω，电阻R=8.0Ω，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数I=0.30A。在通电时间2.0s内，通过电阻R的电荷量q为( )
A．0.15CB．0.60CC．1.20CD．1.60C
【答案】B
【解析】通电时间2.0s内，通过电阻R的电荷量
故选B。
17．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有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内通过横截面积的电子数目可表示为( )
A．SvΔtB．nvSΔtC．IqΔtD．
【答案】B
【解析】根据电流的微观表达式I=nqvS，在△t时间内通过导体横截面的自由电子的电量Q=I△t，则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为
故选B。
18．如图所示的电解池，在2s的时间内，共有3C的正离子和3C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是( )
A．0AB．1.5AC．3AD．6A
【答案】C
【解析】电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，它们产生同向的电流，根据公式可得，电路中的电流为
故选C。
二、多选题
19．关于电流，下列说法正确的是( )
A．电流有大小和方向，所以电流是矢量
B．正电荷定向移动的方向为电流方向
C．打开电灯开关灯立即发光，是因为电流微观表达式中等于光速
D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，说明电流越大
【答案】BD
【解析】A．电流有大小和方向，但是电流是代数运算，所以电流是标量，故A错误；
B．物理上规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故B正确；
C．电流微观表达式中是电荷定向移动速度，不是光速，故C错误；
D．由电流定义式可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，说明电流越大，故D正确。
故选BD。
20．甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1。相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2，则甲、乙两导体中( )
A．电流之比为1∶2
B．电流之比为1∶1
C．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1
D．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2
【答案】AC
【解析】AB．根据电流公式得
A正确，B错误；
CD．根据电流的微观表达式得
C正确，D错误。
故选AC。
三、填空题
21．电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6m2的导线，那么电路中的电流大小为______A。
【答案】
【解析】[1]每分钟通过的电量为
则电路中的电流为
22．电荷量___________C，=___________A。
【答案】
【解析】[1]电荷量；
[2]
四、解答题
23．若距地面高约2km的空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差约为3×109V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106V/m将被击穿放电，请对以下问题进行估算。
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
(2)若某次闪电，两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放多少能量？
(3)这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为多大？
【答案】(1)1000m；(2) 1.5×1012J；(3) 5×104A
【解析】(1)由
U=Ed
可得乌云与建筑物间的距离为
(2)释放的能量为电场力做功
W=Uq=3×109×500J=1.5×1012J
(3)平均电流约为
24．有一横截面积为S的金属导体，设每单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量大小为e，电子定向移动的平均速率为v。求此时流过导体的电流I。
【答案】I=neSv
【解析】如图所示
设在时间t内，通过导体横截面的自由电子数目为N、电荷量为q，则
N=nSvt
q=Ne=nSvte
再由
可得
I=neSv
25．设电子以速率v绕某原子核做匀速圆周运动，形成一大小为I的等效环形电流。已知电子的电荷量为e，质量为m，静电力常量为k，求：
(1)电子做圆周运动的轨道半径r；
(2)原子核所带电荷量q。
【答案】(1)；(2)
【解析】(1)设电子做圆周运动的周期为T，根据电流的定义知道
又
解得
(2)库仑力提供电子做圆周运动的向心力
解得