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2022届一轮复习练习题 电源和电流
一．选择题（共10小题）
1．一个导体的电流是，经过通过该导体横截面的电荷量是　　
A． B． C． D．
2．对电流的理解，下列说法正确的是　　
A．电流的方向总是从电源的正极流向负极
B．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小
C．恒定电流是由恒定电场产生的
D．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定
3．在电阻为的导体中通以恒定电流，内通过导体横截面的电荷量是，这时加在导体两端的电压是　　
A． B． C． D．
4．电解池的主要应用是工业制纯度高的金属，它能将电能转化为化学能。如图所示，某电解池接入电路后，在时间内有个一价正离子和个二价负离子通过溶液内截面，设为元电荷，则下列说法正确的是　　
A．正离子定向移动形成的电流方向是从指向，负离子定向移动形成的电流方向是从指向
B．当时，电流大小为零
C．电流
D．电流
5．北京正负电子对撞机是我国第一台高能加速器，由电子注入器、储存环、探测器、核同步辐射区、计算中心等5个部分组成，其储存环的周长为240米。某同学在参观时得知此时在储存环中绕环圆周运动的电子有个，形成的电流为，则可估算出储存环中电子的平均移动速率为　　
A． B． C． D．
6．某电解池内若在内各有个二价正离子和个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是　　
A．0 B． C． D．
7．“2019中国国际石墨烯创新大会”将于2019年10月日在陕西西安召开。石墨烯因为具有高导电性、高导热性、高强度和独特的二维结构，在工业界被誉为“新材料之王”，并在能源装备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴产业领域呈现出良好的应用前景。假设某手机石墨烯电池容量为，充电时间为6分钟，则充电电流为　　
A． B． C． D．
8．一根长为、横截面积为的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为，电子的质量为、电荷量为。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为，下列说法正确的是　　
A．棒两端电压 B．通过棒的电流
C．棒的内部场强 D．棒的功率
9．闪电是云与云之间、云与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地之间发生的，在放电时间内有个电子从地面向云层移动，电子的电荷量为，则下列说法正确的是　　
A．该次闪电的放电电流为，方向由地面指向云层
B．该次闪电的放电电流为，方向由云层指向地面
C．该次闪电的放电电流为，方向由地面指向云层
D．该次闪电的放电电流为，方向由云层指向地面
10．半径为的均匀带电圆环，横截面积为，所带电荷量为，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流为　　
A． B． C． D．
二．填空题（共5小题）
11．图中①、②分别为锂离子电池充电过程中充电电流、电池电压随时间变化的图线。此过程中充电功率最大为　　，若图中时间轴上分钟，小时，则在这1小时内，充电电量为　　。
12．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间内有个二价正离子到达阴极，有个电子到达探测器的阳极，已知电子电量的大小为，则探测器中的电流为　　。
13．导体中的电流是，那么在内有　　的电荷定向移动通过导体的横截面。
14．习惯上规定　 　电荷定向移动的方向为电流的方向（填“正”或“负” ．一次闪电过程中，流动的电荷量约为，持续时间约，则闪电的平均电流为　 　．
15．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。设电荷量为的电子以速率绕原子核沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动，则形成的等效电流的大小为　　，方向为　　。
三．解答题（共5小题）
16．一根铜导线，横截面积为，载有1.0安电流，已知铜导线内自由电子的密度个，每个电子电量为，试求：铜导线中自由电子定向移动的速度为多大？（保留两位有效数字）
17．某电阻两端电压为，通过的电荷为，则此电阻为多大？内有多少电子通过它的横截面积？
18．已知在内通过导线某一横截面的电子数个，电子的电荷量，求通过该导线的电流．
19．一根长为，横截面积为的铜棒，两端电势差为，铜棒的电阻为，铜内自由电子密度为．求：
（1）通过铜棒的电流
（2）铜棒内的电场强度
（3）自由电子定向移动的速率．
20．有一条横截面积的铜导线，通过的电流，已知铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏加德罗常数，电子的电量，求铜导线中自由电子定向移动的速率．可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子．
新人教版2022届一轮复习高频错题集中练：电源和电流
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．一个导体的电流是，经过通过该导体横截面的电荷量是　　
A． B． C． D．
【分析】已知电流和时间，根据可求出电荷量。
【解答】解：，
通过导体横截面的电荷量：，故正确，错误。
故选：。
2．对电流的理解，下列说法正确的是　　
A．电流的方向总是从电源的正极流向负极
B．通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小
C．恒定电流是由恒定电场产生的
D．在电解液中有自由的正离子和负离子，电流的方向不能确定
【分析】（1）电路中电流从正极经用电器流向负极；
（2）单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小；
（3）恒定电流是由导体两端稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流；
（4）物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电解液中的电流方向是可以确定的为正离子的定向移动方向。
【解答】解：．在电源外部电流的方向总是从电源的正极流向负极，在电源内部电流的方向总是从电源的负极流向正极，故错误；
．根据电流的概念，单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少就是电流的大小，故错误；
．恒定电流是由导体两端稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流，故正确；
．电流是有方向的，电流的方向是人为规定的，物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向一定的方向一定与电流方向相反，故错误。
故选：。
3．在电阻为的导体中通以恒定电流，内通过导体横截面的电荷量是，这时加在导体两端的电压是　　
A． B． C． D．
【分析】根据电流的定义式求出电流大小；再根据欧姆定律列式即可求得电压大小。
【解答】解：由电流的定义式有：
根据欧姆定律，可知加在导体两端的电压为：，故正确，错误。
故选：。
4．电解池的主要应用是工业制纯度高的金属，它能将电能转化为化学能。如图所示，某电解池接入电路后，在时间内有个一价正离子和个二价负离子通过溶液内截面，设为元电荷，则下列说法正确的是　　
A．正离子定向移动形成的电流方向是从指向，负离子定向移动形成的电流方向是从指向
B．当时，电流大小为零
C．电流
D．电流
【分析】由电流的定义式进行分析运算，明确电荷量等于正负电量绝对值的和；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同。
【解答】解：、电流方向与正电荷的定向移动方向相同，所以电流由到，故错误；
、由题意可知，流过容器截面上的电量，则电流，故正确，错误；
故选：。
5．北京正负电子对撞机是我国第一台高能加速器，由电子注入器、储存环、探测器、核同步辐射区、计算中心等5个部分组成，其储存环的周长为240米。某同学在参观时得知此时在储存环中绕环圆周运动的电子有个，形成的电流为，则可估算出储存环中电子的平均移动速率为　　
A． B． C． D．
【分析】电子电荷量，求出个电子的总电荷量，根据电流的定义式求解运动周期，根据速度公式求解储存环中电子的平均移动速率。
【解答】解：个电子的总电荷量为，
电子运动的周期为
电子的速率为，故正确，错误。
故选：。
6．某电解池内若在内各有个二价正离子和个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是　　
A．0 B． C． D．
【分析】电解液中电流是由正负离子同时向相反方向定向移动形成的，内通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流的定义式求解电流．
【解答】解：电流由正、负离子的定向移动形成，则在内通过横截面的总电荷量应为
。
由电流的定义式可知：。
故选：。
7．“2019中国国际石墨烯创新大会”将于2019年10月日在陕西西安召开。石墨烯因为具有高导电性、高导热性、高强度和独特的二维结构，在工业界被誉为“新材料之王”，并在能源装备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴产业领域呈现出良好的应用前景。假设某手机石墨烯电池容量为，充电时间为6分钟，则充电电流为　　
A． B． C． D．
【分析】电池容量为电池储存的电荷量，根据电流的定义分析充电时间为6分钟的充电电流。
【解答】解：，
手机石墨烯电池容量为，充电时间为6分钟，则充电电流，故正确，错误。
故选：。
8．一根长为、横截面积为的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为，电子的质量为、电荷量为。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为，下列说法正确的是　　
A．棒两端电压 B．通过棒的电流
C．棒的内部场强 D．棒的功率
【分析】根据欧姆定律、电流的微观表达式、功率、匀强电场强度表达式，和相关概念、规律之间的联系求解。
【解答】解：、棒两端电压，故正确；
、通过棒的电流，故错误；
、棒的内部场强，故错误；
、棒的功率，故错误；
故选：。
9．闪电是云与云之间、云与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地之间发生的，在放电时间内有个电子从地面向云层移动，电子的电荷量为，则下列说法正确的是　　
A．该次闪电的放电电流为，方向由地面指向云层
B．该次闪电的放电电流为，方向由云层指向地面
C．该次闪电的放电电流为，方向由地面指向云层
D．该次闪电的放电电流为，方向由云层指向地面
【分析】由电流的定义和定义式进行解答。
【解答】解：某次闪电是在云与地之间发生的，在放电时间内有个电子从地面向云层移动，由电流的定义式可得：，
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，放电过程，电子从地面向云层移动，由于电子带负电，因此电流的方向从云层指向地面，故错误，正确；
故选：。
10．半径为的均匀带电圆环，横截面积为，所带电荷量为，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流为　　
A． B． C． D．
【分析】取一个周期进行研究，先明确环的周期，再由电流的定义求出等效电流．
【解答】解：环转动一周的时间为：；
一周内通过某一截面的电量为；
则电流为：；
故选：。
二．填空题（共5小题）
11．图中①、②分别为锂离子电池充电过程中充电电流、电池电压随时间变化的图线。此过程中充电功率最大为　4.2　，若图中时间轴上分钟，小时，则在这1小时内，充电电量为　　。
【分析】通过和图象知，时刻对应电流、电压最大，根据功率公式可以求出充电的最大功率；根据电流定义式，及图象，可求在这1小时内的充电电量。
【解答】解：由图可知在时刻对应电流和电压都最大，故电功率也最大为，
根据功率公式：
代入数据解得充电功率：
根据图线①与时间轴所包围的面积是电流与时间的乘积，即为：
解得这1小时内充电电量为：
故答案为：4.2，3546。
12．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间内有个二价正离子到达阴极，有个电子到达探测器的阳极，已知电子电量的大小为，则探测器中的电流为　　。
【分析】根据电流强度的定义式，是通过导体截面的电量，通过截面的电量只能为正离子或电子的。
【解答】解：由题意可知，电离时通过导体截面的电量为，
由电流公式，得：
故答案为：。
13．导体中的电流是，那么在内有　　的电荷定向移动通过导体的横截面。
【分析】已知电流和通电时间，根据即可求出内通过导体横截面的电荷量。
【解答】解：内通过导体横截面的电荷量
故答案为：
14．习惯上规定　正　电荷定向移动的方向为电流的方向（填“正”或“负” ．一次闪电过程中，流动的电荷量约为，持续时间约，则闪电的平均电流为　 　．
【分析】正负电荷的定向移动都会形成电流，但习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；由电流的定义式计算电流．
【解答】解：习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；
根据电流的定义式可得：
故答案为：正150
15．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。设电荷量为的电子以速率绕原子核沿顺时针方向做半径为的匀速圆周运动，则形成的等效电流的大小为　　，方向为　　。
【分析】电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期，根据电流的定义式求解电流强度。电子带负电，电流方向与电子定向移动的方向相反
【解答】解：电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为
根据电流的定义式得：电流强度为
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。
故答案为：；逆时针方向。
三．解答题（共5小题）
16．一根铜导线，横截面积为，载有1.0安电流，已知铜导线内自由电子的密度个，每个电子电量为，试求：铜导线中自由电子定向移动的速度为多大？（保留两位有效数字）
【分析】设自由电子定向移动的速率为和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率．
【解答】解：设铜导线中自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为．则导线的长度为，体积为，在时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：，
所以：
将，，个，代入解得：
答：铜导线中自由电子定向移动的速度为．
17．某电阻两端电压为，通过的电荷为，则此电阻为多大？内有多少电子通过它的横截面积？
【分析】根据电流的定义式可求通过导体的电流；根据欧姆定律可以求出电阻，根据可以求出内通过它的横截面积的自由电子的个数．
【解答】解：根据得通过导体的电流为：
根据欧姆定律得：
一个电子的电荷量为：
得：个
答：此电阻为．内有个电子通过它的横截面．
18．已知在内通过导线某一横截面的电子数个，电子的电荷量，求通过该导线的电流．
【分析】根据通过截面的电子数求解通过的电量，再根据电流的定义即可求得通过的电流．
【解答】解：根据电流的定义可知，电流．
答：通过该导线的电流是．
19．一根长为，横截面积为的铜棒，两端电势差为，铜棒的电阻为，铜内自由电子密度为．求：
（1）通过铜棒的电流
（2）铜棒内的电场强度
（3）自由电子定向移动的速率．
【分析】（1）由欧姆定律可求出通过铜棒的电流；
（2）由可求得铜棒内的电场强度；
（3）设自由电子定向移动的速率为和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率．
【解答】解：（1）由可得：
；
（2）由可得：
；
（3）设铜导线中自由电子定向移动的速率为，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为．则导线的长度为，体积为，在时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：，
所以：
将，，个，
代入解得：
答：（1）电流为；（2）电场强度为；（3）电子的定向移动速度为
20．有一条横截面积的铜导线，通过的电流，已知铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏加德罗常数，电子的电量，求铜导线中自由电子定向移动的速率．可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子．
【分析】可设自由电子定向移动的速率为和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，再解得自由电子定向移动的速率．自由电子的数目等于摩尔数与阿弗加德罗常数的乘积，摩尔数等于质量除以摩尔质量．
【解答】解：设铜导线长为
则体积为
质量
摩尔数；
总的自由电子数为
电荷量为
全部通过该铜线截面时间为
则；
即
代入数据知
答：铜导线中自由电子定向移动的速率为．

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