资源简介

人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练
一、选择题（共15小题）
1．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束，其束流强度为1.2×10﹣5A，则在1s内发射的重离子个数为（e=1.6×10﹣19C）（　　）
A．3.0×1012 B．1.5×1013 C．7.5×1013 D．3.75×1014
2．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）某根导线中的电流为1.6A，则在0.5s内通过这根导线某一横截面的电量为（　　）
A．0.8C B．1.2C C．0.8K D．1.2K
3．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法不正确的是（　　）
A．电源1与电源2的内阻之比是11：7
B．电源1与电源2的电动势之比是1：1
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2
4．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（　　）
A．一定有1.5J的化学能转变成电能
B．在工作状态下两极间的电压恒定为1.5V
C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多
D．将1C电量由负极输送到正极过程中，非静电力做了1.5J的功
5．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）如果闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.5C电量通过电路时，下列结论正确的是（　　）
A．在电源内部，非静电力将5J的其它形式的能转化为电能
B．在电源内部，静电力将6J的其它形式的能转化为电能
C．在电源外部，静电力将5J的电能转化为其它形式的能
D．在电源外部，静电力将6J的电能转化为其它形式的能
6．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电．硅光电池的原理如图所示，A、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜．光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流．以下说法中正确的是（　　）
A．E区匀强电场的方向由P指向N
B．电源内部的电流方向由P指向N
C．A电极为电池的正极
D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
7．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一个简单的闭合电路由内外两部分电路构成，已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向跃升，这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图所示，图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点．若增大外电路电阻R，则下列说法正确的是（　　）
A．A与D、C与B高度差的总和将变大
B．C、D两点的高度差将变大
C．A、B两点的高度差将变大
D．正电荷从B处经C、D移至A处，非静电力做功减小了
8．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）关于电源和电动势，下列说法不正确的是（　　）
A．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，这种转化是通过非静电力做功来实现的
B．电源的电动势高，表明该电源把其他能转化为电能的本领强，反之表明该电源把其他能转化为电能的本领弱
C．电源电动势，是由电源本身的性质决定的，与电源是否接入电路，与电路的工作状态无关
D．电源的电动势和一段电路两端电压可以有相同的大小和单位，两者的物理含义完全相同
9．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）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．因为电流有方向，所以电流是矢量
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．导体中有电荷运动就有电流
10．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一条导线中的电流为1.6A，则在2s内通过这条导线某一横截面的电子数为（已知元电荷e=1.6×10﹣19C，I= ）（　　）
A．3.2 B．2 C．1019 D．2×1019
11．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）铅蓄电池的电动势为2V，这表示（　　）
A．电路中通过1C的电量，电源把2J的化学能转化为电能
B．把化学能转化为电能的本领比一节干电池小
C．电源两极间的电压为2V
D．电源内电压为2V
12．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在国际单位制中，“安培”是下列哪个物理量的单位（　　）
A．电荷量 B．电流 C．电容 D．电动势
13．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）某同学从电子市场购买一款手机电池板如图所示，他根据电池板上的标识，所做判断正确的是（　　）
A．该电池的电动势为4.2V
B．该电池的电动势为3.7V
C．该电池一次可以提供的最大电能为8.4×103J
D．该电池一次可以提供的最大电能为2.9×104J
14．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）我国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，当环中的电流是10mA时（设电子的速度是3×107m/s），在整个环中运行的电子数目为（电子电量e=1.6×10﹣19C）（　　）
A．5×1011 B．5×1010 C．1×102 D．1×104
15．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）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e，此时电子的定向移动速度为u，在t时间内，通过导线某一横截面积的自由电子数目可表示为（　　）
A．nuSt B．nut C． D．
二、填空题（共5小题）
16．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A．今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原管的2倍，重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为　 　A．
17．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）手电筒中标有“2.0V，0.80W”字样的小灯泡正常发光时，通过的电流是　 　A；1分钟内通过导体横截面的电子数为　 　个．（已知e=1.6×10﹣19C）
18．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在10s内通过导体某一横截面的电量为16C，则通过该导体的电流大小是　 　A.10s内通过这个截面的电子有　 　个（电子的电荷量为1.6×10﹣19C）
19．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在金属导体中，若10s内通过横截面的电荷量为10C，则导体中的电流为I=　 　A．某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为10C，则电解液中的电流为I=　 　A．
20．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在示波管中，电子枪2s内发射了6.0×1013个电子，则示波管中电流的大小为　 　A．
三、解答题（共5小题）
21．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）银是电阻率很小的导电体，假设银导线中50%的银原子的最外层电子脱离原子核的束缚而成为自由电子．求银导线中自由电子数的密度（即单位体积内银导线中自由电子的个数）．计算时取银的密度ρ=1.0×104kg/m3，银的摩尔质量M=0.10kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1．（计算结果保留两位有效数字）
22．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）导线中的电流是10﹣8A，导线的横截面积为1mm2．
（1）在1s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率是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子）
（3）自由电子沿导线移动1m，平均要多长时间？
23．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一个电阻元件两端电压是1.5V时，通过它的电流是4.5mA，如果这个电阻元件两端加的电压为24V时，20秒内有多少电子通过这个电阻器．
24．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）某电阻两端电压为8V，20s通过的电荷为40C，则此电阻为多大？20s内有多少电子通过它的横截面积？
25．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）有一段导体，在时间t=0.01秒内通过了Q=2×10﹣3库仑的电量，那么导体中的电流强度是多大？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：1s内发射的重离子的电荷量为
Q=It=1.2×10﹣5C．
每个重离子的电荷量为5e，则通过的重离子数为n= =1.5×1013（个）
故选：B．
分析：已知电流的多少和通电时间，根据公式Q=It求出电荷，再由Q=n 5e求出离子数目．
2．【答案】A
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】电流为1.6A，时间为0.5s；故电量q=It=1.6×0.5=0.8C；
故选：A．
【分析】已知电流的大小和通电时间，根据公式q=It可求导体中的电量．
3．【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、根据电源U﹣I图线，r1=10/7Ω，r2=10/11Ω，则r1：r2=11：7，故A正确．
B、E1=E2=10V，故B正确
C、D、灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态
则U1=3V，I1=5A，P1=15W，R1=0.6Ω
U2=5V，I2=6A，P2=30W，R2=5/6Ω
P1：P2=1：2，R1：R2=18：25故C正确，D错误
故选D
【分析】根据电源的外特性曲线U﹣I图线，可求出电动势和内阻；根据灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线交点确定灯泡与电源连接时工作电压与电流，即可求出功率与灯泡电阻．
4．【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：A、D、电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，即一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确，A错误；
B、工作状态时两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势；故B错误；
C、电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大，但电动势大的存储的电能不一定多，故C错误．
故选：D．
分析：电源是一种把其它形式的能转化为电能的装置，电动势E的大小等于非静电力做的功与电量的比值，即E= ，其大小表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小，而与转化能量多少无关．
5．【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】在电源内部，根据公式：W=qE=0.5×12=6J，非静电力将6J的其它形式的能转化为电能．故A、B都错误．
在电源外部，根据公式：W=qU=0.5×10=5J，静电力将5J的电能转化为其它形式的能．故C正确，D错误．
故选C．
【分析】在电源的内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能，在电源的外部，静电力做功将电能转化为其它形式的能．
6．【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，A不正确、B错误；
C、根据以上对电流方向的分析可知，A为电源正极，该电池是将光能转化为电能的装置，C正确，D错误．
故选：C
【分析】根据负电荷的电场力从而确定电场强度的方向，由电流的方向与负电荷的运动方向相反，可确定电源的内部电流方向．
7．【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、电动势不变，当R增大时，总电流减小，内电压减小，路端电压增加；而图中A与D，C与B高度差的总和为电动势；故应不变；故A错误；
B、CD两点高度差类似于内电压，内电压减小；故B错误；
C、AB两点的高度差为外电压，外电压增加；故C正确；
D、正电荷从B处经CD至A处，非静电力做功W=Eq；不变；故D错误；
故选：C．
【分析】根据题意明确图象的性质，则由闭合电路欧姆定律可分析各点之间高度差的变化．
8．【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、电源是把其他形式的能转化为电能的装置，这种转化是通过非静电力做功来实现的；故A正确；
B、电动势反映电源将其他形式的能志化为电能的本领；电动势高，表明该电源把其他能转化为电能的本领强，反之表明该电源把其他能转化为电能的本领弱；故B正确；
C、电源电动势，是由电源本身的性质决定的，与电源是否接入电路，与电路的工作状态无关；故C正确；
D、电动势和电压具有相同的单位，但是其物理意义不同；故D错误；
本题选错误的；故选：D．
【分析】电源的电动势的物理意义是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，其大小等于电源没有接入电路时电源两极间的电压；电动势与外电路无关
9．【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】电流的定义为电量与时间的比值，即为单位时间内通过的电量，是由电量与时间共同决定的，电量多电流不一定大故A错误，
但如果是单位时间内通过截面的电量多，则电流大，故C正确，
一个量有方向并不能定义为矢量，矢量的运算必须遵循平行四边形定则，电流有方向但不符合矢量合成法则不是矢量，B错误，
电荷的定向移动形成电流，若不是定向移动则不是电流，故D错误．
故选C
【分析】对于电流的定义要明确是电荷的定向移动形成电流，其大小由是电量与时间的比值，电流有方向但因其运算不遵循矢量合成法测故不是矢量．
10．【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：已知I=1.6A，t=2s，则由I= 可得：
q=It=1.6×2C=3.2C；
则电子数为：n= = =2×1019个；
故选：D．
分析：已知电流的多少和通电时间，根据公式q=It求出电荷，再由q=ne求出电子数目．
11．【答案】A
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【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正确；
B、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B不正确；
C、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C错误；
D、电源内电压是内电阻对应的电压，不一定是2V，故D错误；
故选：A．
【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E（有时也可用ε）表示，单位是伏（V）
12．【答案】B
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、电荷量的单位是库仑，故A错误；
B、电流的单位是安培，故B正确；
C、电容的单位是法，故C错误；
D、电动势的单位是伏特，故D错误．
故选：B
【分析】记住各个物理量的单位即可解题．
13．【答案】B
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、由图可知，电池的电动势为3.7V；充电电压为4.2V；故A错误；B正确；
C、由图可知，该电源的电量为q=2000mA h=2000×3.6C=7200C；则最大电能W=UIt=UQ=3.7×7200J=2.664×104J；故C错误；D不正确；
故选：B．
【分析】本题考查对电池性能的认识，由图可得出电池的电动势及总电量，由W=UIt求出电池提供的最大电能．
14．【答案】A
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：电子转一圈的时间t= =8x10-6s．
整个环中电子的电量Q=It=10×10﹣3×8×10﹣6C=8×10﹣8C．
所以电子的数目n= ．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
分析：根据电子转一圈的时间，求出在该时间内通过圆形轨道某一横截面的电量，即为整个环中电子的电量．再除以一个电子的电流，即为整个环中电子的数目．
15．【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：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
V=VtS．
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N=nVSt．
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Q=It，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：
N= ，故C正确．
故选：C
分析：首先根据电流强度的定义可以求得t时间内通过导线横截面积的总的电荷量的大小，进而可以求得自由电子的个数，再根据电流的微观的表达式，根据电阻的运动的速率的大小也可以求得通过导线横截面的自由电子的个数．
16．【答案】1.6
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】当将全部水银倒入另一个内径大一倍的U形玻璃管B中时，
根据S=πr2可知，横截面积变为原来的4倍，
根据V=Sh可知，长度变为原来的
∵导体的电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，
∴电阻变为原来的
∵电源的电压不变，
∴根据欧姆定律可得0.1A×R=I× R，
解得：I=1.6A．
故答案为：1.6
【分析】（1）导体的电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，在材料和温度不变时，导体越长、横截面积越小电阻越大，反之越小；（2）因电源的电压不变，根据欧姆定律表示出两种情况下电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出答案．
17．【答案】0.40；1.5×1020
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】由题可知小灯泡电压U=2.0V，功率P=0.8W
由P=UI得，I= =0.4A；
每分钟通过导体横截面电子的电量q=It，所以1分钟内通过导体横截面的电子数N= =1.5×1020个；
故答案为：0.40；1.5×1020
【分析】小灯泡在额定电压下时正常发光，功率为额定功率．由额定功率与额定电压求出电流．每个电子的电量为e，求出每分钟通过导体横截面电子的电量，再求出电子的个数．
18．【答案】1.6；1020
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】电流大小为：I= =1.6A；
流过的电子数为：n= = =1020A；
故答案为：1.6；1020
【分析】由电流的定义可求得电流值，再由欧姆定律可求得导体两端的电压；由元电荷可求得电子数．
19．【答案】1；2
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】根据电流强度的定义式可得
I= =10/10A=1A，
所以导体中的电流I为1A．
10s通过电解槽横截面积的电荷量绝对值之和Q=10C+10C=20C，
所以电解液中的电流为I= =2A．
故答案为：1，2
【分析】已知时间和通过通过横截面的电荷量，由公式I= 求电流．
在电解槽中，通过某一个横截面的电荷量是正负电荷电荷量绝对值的总和，由此再根据I= 求电流．
20．【答案】4.8×10﹣6
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】每个电子的电荷量大小为e=1.6×10﹣19C，6×1013个电子总电荷量为q=6×1013×1.6×10﹣19C=9.6×10﹣6C，
则示波管中电流大小为I= = =4.8×10﹣6A．
故答案为：4.8×10﹣6
【分析】每个电子的电荷量大小为e=1.6×10﹣19C．根据电流的定义式I= ，求解示波管中电流的大小．
21．【答案】解：取1m3银导线的质量m=ρV=1.0×104kg这些银的物质的量n= =1.0×105mol含有银原子的数目N=nNA=6.0×1028个银导线中自由电子数的密度为ρe= =3.0×1028m﹣3．答：银导线中自由电子数的密度3.0×1028m﹣3．
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】取1m3银导线的质量m=ρV=1.0×104kg
这些银的物质的量n= =1.0×105mol
含有银原子的数目N=nNA=6.0×1028个
银导线中自由电子数的密度为
ρe= =3.0×1028m﹣3．
答：银导线中自由电子数的密度3.0×1028m﹣3．
【分析】根据m=ρV，结合银的密度，可知，1m3的质量，从而确定物质的量，求得含有原子的个数，再根据ρe= ，即可求解．
22．【答案】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010 （个）
（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s
（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010个（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
答：（1）在1s内，有6.25×1010个电子通过导线的横截面．（2）自由电子的平均移动速率是7.4×10﹣13m/s．（3）自由电子沿导线移动1m，平均要1.4×1012s
【分析】利用I= 和N= 求通过的电子；利用I=nqSV和S=πr2求平均移动速率；利用s=Vt的变形式求需要的时间．
23．【答案】解：由欧姆定律可知：R= = ×103A；电压为24V时，电流I= =7.2×10﹣3A；则20s内流过的电量q=It=7.2×10﹣3×20=0.144C；则通过的电子数n= = =9×1018（个）
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】由欧姆定律可知：
R= = ×103A；
电压为24V时，电流I= =7.2×10﹣3A；
则20s内流过的电量q=It=7.2×10﹣3×20=0.144C；
则通过的电子数n= = =9×1018（个）；
答：20s内有9×1018个电子通过电阻器．
【分析】已知电压与电流，由欧姆定律可以求出电阻阻值；因为导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与电压无关，因此已知电压与电阻，由欧姆定律可以求出电流；则可求得通过的电子数．
24．【答案】解：根据I= 得通过导体的电流为：I=40/20=2A
根据欧姆定律得：R= =8/2Ω=4Ω
一个电子的电荷量为：e=1.6×10﹣19C
得：n= = =2.5×1020（个）
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】根据I= 得通过导体的电流为：I=40/20=2A
根据欧姆定律得：R= =8/2Ω=4Ω
一个电子的电荷量为：e=1.6×10﹣19C
得：n= = =2.5×1020（个）
答：此电阻为4Ω.30s内有1.5×1020个电子通过它的横截面．
【分析】根据电流的定义式I= 可求通过导体的电流；根据欧姆定律可以求出电阻，根据n= 可以求出30s内通过它的横截面积的自由电子的个数．
25．【答案】解：由I= 可得：
I= =0.2A
【解析】解答：解：由I= 可得：
I= =0.2A；
答：导体中的电流强度为0.2A．
分析：0.01秒内通过某导线横截面的电量是2×10﹣3库仑，根据电流的定义式I= 求解导体中的电流强度
1 / 1人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练
一、选择题（共15小题）
1．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束，其束流强度为1.2×10﹣5A，则在1s内发射的重离子个数为（e=1.6×10﹣19C）（　　）
A．3.0×1012 B．1.5×1013 C．7.5×1013 D．3.75×1014
【答案】B
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：1s内发射的重离子的电荷量为
Q=It=1.2×10﹣5C．
每个重离子的电荷量为5e，则通过的重离子数为n= =1.5×1013（个）
故选：B．
分析：已知电流的多少和通电时间，根据公式Q=It求出电荷，再由Q=n 5e求出离子数目．
2．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）某根导线中的电流为1.6A，则在0.5s内通过这根导线某一横截面的电量为（　　）
A．0.8C B．1.2C C．0.8K D．1.2K
【答案】A
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】电流为1.6A，时间为0.5s；故电量q=It=1.6×0.5=0.8C；
故选：A．
【分析】已知电流的大小和通电时间，根据公式q=It可求导体中的电量．
3．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法不正确的是（　　）
A．电源1与电源2的内阻之比是11：7
B．电源1与电源2的电动势之比是1：1
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2
【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、根据电源U﹣I图线，r1=10/7Ω，r2=10/11Ω，则r1：r2=11：7，故A正确．
B、E1=E2=10V，故B正确
C、D、灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态
则U1=3V，I1=5A，P1=15W，R1=0.6Ω
U2=5V，I2=6A，P2=30W，R2=5/6Ω
P1：P2=1：2，R1：R2=18：25故C正确，D错误
故选D
【分析】根据电源的外特性曲线U﹣I图线，可求出电动势和内阻；根据灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线交点确定灯泡与电源连接时工作电压与电流，即可求出功率与灯泡电阻．
4．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（　　）
A．一定有1.5J的化学能转变成电能
B．在工作状态下两极间的电压恒定为1.5V
C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多
D．将1C电量由负极输送到正极过程中，非静电力做了1.5J的功
【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：A、D、电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，即一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确，A错误；
B、工作状态时两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势；故B错误；
C、电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大，但电动势大的存储的电能不一定多，故C错误．
故选：D．
分析：电源是一种把其它形式的能转化为电能的装置，电动势E的大小等于非静电力做的功与电量的比值，即E= ，其大小表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小，而与转化能量多少无关．
5．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）如果闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.5C电量通过电路时，下列结论正确的是（　　）
A．在电源内部，非静电力将5J的其它形式的能转化为电能
B．在电源内部，静电力将6J的其它形式的能转化为电能
C．在电源外部，静电力将5J的电能转化为其它形式的能
D．在电源外部，静电力将6J的电能转化为其它形式的能
【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】在电源内部，根据公式：W=qE=0.5×12=6J，非静电力将6J的其它形式的能转化为电能．故A、B都错误．
在电源外部，根据公式：W=qU=0.5×10=5J，静电力将5J的电能转化为其它形式的能．故C正确，D错误．
故选C．
【分析】在电源的内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能，在电源的外部，静电力做功将电能转化为其它形式的能．
6．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电．硅光电池的原理如图所示，A、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜．光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流．以下说法中正确的是（　　）
A．E区匀强电场的方向由P指向N
B．电源内部的电流方向由P指向N
C．A电极为电池的正极
D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，A不正确、B错误；
C、根据以上对电流方向的分析可知，A为电源正极，该电池是将光能转化为电能的装置，C正确，D错误．
故选：C
【分析】根据负电荷的电场力从而确定电场强度的方向，由电流的方向与负电荷的运动方向相反，可确定电源的内部电流方向．
7．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一个简单的闭合电路由内外两部分电路构成，已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向跃升，这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图所示，图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点．若增大外电路电阻R，则下列说法正确的是（　　）
A．A与D、C与B高度差的总和将变大
B．C、D两点的高度差将变大
C．A、B两点的高度差将变大
D．正电荷从B处经C、D移至A处，非静电力做功减小了
【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、电动势不变，当R增大时，总电流减小，内电压减小，路端电压增加；而图中A与D，C与B高度差的总和为电动势；故应不变；故A错误；
B、CD两点高度差类似于内电压，内电压减小；故B错误；
C、AB两点的高度差为外电压，外电压增加；故C正确；
D、正电荷从B处经CD至A处，非静电力做功W=Eq；不变；故D错误；
故选：C．
【分析】根据题意明确图象的性质，则由闭合电路欧姆定律可分析各点之间高度差的变化．
8．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）关于电源和电动势，下列说法不正确的是（　　）
A．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，这种转化是通过非静电力做功来实现的
B．电源的电动势高，表明该电源把其他能转化为电能的本领强，反之表明该电源把其他能转化为电能的本领弱
C．电源电动势，是由电源本身的性质决定的，与电源是否接入电路，与电路的工作状态无关
D．电源的电动势和一段电路两端电压可以有相同的大小和单位，两者的物理含义完全相同
【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、电源是把其他形式的能转化为电能的装置，这种转化是通过非静电力做功来实现的；故A正确；
B、电动势反映电源将其他形式的能志化为电能的本领；电动势高，表明该电源把其他能转化为电能的本领强，反之表明该电源把其他能转化为电能的本领弱；故B正确；
C、电源电动势，是由电源本身的性质决定的，与电源是否接入电路，与电路的工作状态无关；故C正确；
D、电动势和电压具有相同的单位，但是其物理意义不同；故D错误；
本题选错误的；故选：D．
【分析】电源的电动势的物理意义是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，其大小等于电源没有接入电路时电源两极间的电压；电动势与外电路无关
9．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）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．因为电流有方向，所以电流是矢量
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．导体中有电荷运动就有电流
【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】电流的定义为电量与时间的比值，即为单位时间内通过的电量，是由电量与时间共同决定的，电量多电流不一定大故A错误，
但如果是单位时间内通过截面的电量多，则电流大，故C正确，
一个量有方向并不能定义为矢量，矢量的运算必须遵循平行四边形定则，电流有方向但不符合矢量合成法则不是矢量，B错误，
电荷的定向移动形成电流，若不是定向移动则不是电流，故D错误．
故选C
【分析】对于电流的定义要明确是电荷的定向移动形成电流，其大小由是电量与时间的比值，电流有方向但因其运算不遵循矢量合成法测故不是矢量．
10．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一条导线中的电流为1.6A，则在2s内通过这条导线某一横截面的电子数为（已知元电荷e=1.6×10﹣19C，I= ）（　　）
A．3.2 B．2 C．1019 D．2×1019
【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：已知I=1.6A，t=2s，则由I= 可得：
q=It=1.6×2C=3.2C；
则电子数为：n= = =2×1019个；
故选：D．
分析：已知电流的多少和通电时间，根据公式q=It求出电荷，再由q=ne求出电子数目．
11．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）铅蓄电池的电动势为2V，这表示（　　）
A．电路中通过1C的电量，电源把2J的化学能转化为电能
B．把化学能转化为电能的本领比一节干电池小
C．电源两极间的电压为2V
D．电源内电压为2V
【答案】A
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【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正确；
B、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B不正确；
C、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C错误；
D、电源内电压是内电阻对应的电压，不一定是2V，故D错误；
故选：A．
【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E（有时也可用ε）表示，单位是伏（V）
12．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在国际单位制中，“安培”是下列哪个物理量的单位（　　）
A．电荷量 B．电流 C．电容 D．电动势
【答案】B
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、电荷量的单位是库仑，故A错误；
B、电流的单位是安培，故B正确；
C、电容的单位是法，故C错误；
D、电动势的单位是伏特，故D错误．
故选：B
【分析】记住各个物理量的单位即可解题．
13．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）某同学从电子市场购买一款手机电池板如图所示，他根据电池板上的标识，所做判断正确的是（　　）
A．该电池的电动势为4.2V
B．该电池的电动势为3.7V
C．该电池一次可以提供的最大电能为8.4×103J
D．该电池一次可以提供的最大电能为2.9×104J
【答案】B
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、由图可知，电池的电动势为3.7V；充电电压为4.2V；故A错误；B正确；
C、由图可知，该电源的电量为q=2000mA h=2000×3.6C=7200C；则最大电能W=UIt=UQ=3.7×7200J=2.664×104J；故C错误；D不正确；
故选：B．
【分析】本题考查对电池性能的认识，由图可得出电池的电动势及总电量，由W=UIt求出电池提供的最大电能．
14．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）我国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，当环中的电流是10mA时（设电子的速度是3×107m/s），在整个环中运行的电子数目为（电子电量e=1.6×10﹣19C）（　　）
A．5×1011 B．5×1010 C．1×102 D．1×104
【答案】A
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：电子转一圈的时间t= =8x10-6s．
整个环中电子的电量Q=It=10×10﹣3×8×10﹣6C=8×10﹣8C．
所以电子的数目n= ．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
分析：根据电子转一圈的时间，求出在该时间内通过圆形轨道某一横截面的电量，即为整个环中电子的电量．再除以一个电子的电流，即为整个环中电子的数目．
15．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）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e，此时电子的定向移动速度为u，在t时间内，通过导线某一横截面积的自由电子数目可表示为（　　）
A．nuSt B．nut C． D．
【答案】C
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：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
V=VtS．
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N=nVSt．
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Q=It，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：
N= ，故C正确．
故选：C
分析：首先根据电流强度的定义可以求得t时间内通过导线横截面积的总的电荷量的大小，进而可以求得自由电子的个数，再根据电流的微观的表达式，根据电阻的运动的速率的大小也可以求得通过导线横截面的自由电子的个数．
二、填空题（共5小题）
16．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A．今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原管的2倍，重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为　 　A．
【答案】1.6
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】当将全部水银倒入另一个内径大一倍的U形玻璃管B中时，
根据S=πr2可知，横截面积变为原来的4倍，
根据V=Sh可知，长度变为原来的
∵导体的电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，
∴电阻变为原来的
∵电源的电压不变，
∴根据欧姆定律可得0.1A×R=I× R，
解得：I=1.6A．
故答案为：1.6
【分析】（1）导体的电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，在材料和温度不变时，导体越长、横截面积越小电阻越大，反之越小；（2）因电源的电压不变，根据欧姆定律表示出两种情况下电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出答案．
17．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）手电筒中标有“2.0V，0.80W”字样的小灯泡正常发光时，通过的电流是　 　A；1分钟内通过导体横截面的电子数为　 　个．（已知e=1.6×10﹣19C）
【答案】0.40；1.5×1020
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】由题可知小灯泡电压U=2.0V，功率P=0.8W
由P=UI得，I= =0.4A；
每分钟通过导体横截面电子的电量q=It，所以1分钟内通过导体横截面的电子数N= =1.5×1020个；
故答案为：0.40；1.5×1020
【分析】小灯泡在额定电压下时正常发光，功率为额定功率．由额定功率与额定电压求出电流．每个电子的电量为e，求出每分钟通过导体横截面电子的电量，再求出电子的个数．
18．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在10s内通过导体某一横截面的电量为16C，则通过该导体的电流大小是　 　A.10s内通过这个截面的电子有　 　个（电子的电荷量为1.6×10﹣19C）
【答案】1.6；1020
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】电流大小为：I= =1.6A；
流过的电子数为：n= = =1020A；
故答案为：1.6；1020
【分析】由电流的定义可求得电流值，再由欧姆定律可求得导体两端的电压；由元电荷可求得电子数．
19．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在金属导体中，若10s内通过横截面的电荷量为10C，则导体中的电流为I=　 　A．某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为10C，则电解液中的电流为I=　 　A．
【答案】1；2
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】根据电流强度的定义式可得
I= =10/10A=1A，
所以导体中的电流I为1A．
10s通过电解槽横截面积的电荷量绝对值之和Q=10C+10C=20C，
所以电解液中的电流为I= =2A．
故答案为：1，2
【分析】已知时间和通过通过横截面的电荷量，由公式I= 求电流．
在电解槽中，通过某一个横截面的电荷量是正负电荷电荷量绝对值的总和，由此再根据I= 求电流．
20．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）在示波管中，电子枪2s内发射了6.0×1013个电子，则示波管中电流的大小为　 　A．
【答案】4.8×10﹣6
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】每个电子的电荷量大小为e=1.6×10﹣19C，6×1013个电子总电荷量为q=6×1013×1.6×10﹣19C=9.6×10﹣6C，
则示波管中电流大小为I= = =4.8×10﹣6A．
故答案为：4.8×10﹣6
【分析】每个电子的电荷量大小为e=1.6×10﹣19C．根据电流的定义式I= ，求解示波管中电流的大小．
三、解答题（共5小题）
21．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）银是电阻率很小的导电体，假设银导线中50%的银原子的最外层电子脱离原子核的束缚而成为自由电子．求银导线中自由电子数的密度（即单位体积内银导线中自由电子的个数）．计算时取银的密度ρ=1.0×104kg/m3，银的摩尔质量M=0.10kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1．（计算结果保留两位有效数字）
【答案】解：取1m3银导线的质量m=ρV=1.0×104kg这些银的物质的量n= =1.0×105mol含有银原子的数目N=nNA=6.0×1028个银导线中自由电子数的密度为ρe= =3.0×1028m﹣3．答：银导线中自由电子数的密度3.0×1028m﹣3．
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】取1m3银导线的质量m=ρV=1.0×104kg
这些银的物质的量n= =1.0×105mol
含有银原子的数目N=nNA=6.0×1028个
银导线中自由电子数的密度为
ρe= =3.0×1028m﹣3．
答：银导线中自由电子数的密度3.0×1028m﹣3．
【分析】根据m=ρV，结合银的密度，可知，1m3的质量，从而确定物质的量，求得含有原子的个数，再根据ρe= ，即可求解．
22．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）导线中的电流是10﹣8A，导线的横截面积为1mm2．
（1）在1s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率是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子）
（3）自由电子沿导线移动1m，平均要多长时间？
【答案】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010 （个）
（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s
（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010个（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
答：（1）在1s内，有6.25×1010个电子通过导线的横截面．（2）自由电子的平均移动速率是7.4×10﹣13m/s．（3）自由电子沿导线移动1m，平均要1.4×1012s
【分析】利用I= 和N= 求通过的电子；利用I=nqSV和S=πr2求平均移动速率；利用s=Vt的变形式求需要的时间．
23．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）一个电阻元件两端电压是1.5V时，通过它的电流是4.5mA，如果这个电阻元件两端加的电压为24V时，20秒内有多少电子通过这个电阻器．
【答案】解：由欧姆定律可知：R= = ×103A；电压为24V时，电流I= =7.2×10﹣3A；则20s内流过的电量q=It=7.2×10﹣3×20=0.144C；则通过的电子数n= = =9×1018（个）
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】由欧姆定律可知：
R= = ×103A；
电压为24V时，电流I= =7.2×10﹣3A；
则20s内流过的电量q=It=7.2×10﹣3×20=0.144C；
则通过的电子数n= = =9×1018（个）；
答：20s内有9×1018个电子通过电阻器．
【分析】已知电压与电流，由欧姆定律可以求出电阻阻值；因为导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与电压无关，因此已知电压与电阻，由欧姆定律可以求出电流；则可求得通过的电子数．
24．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）某电阻两端电压为8V，20s通过的电荷为40C，则此电阻为多大？20s内有多少电子通过它的横截面积？
【答案】解：根据I= 得通过导体的电流为：I=40/20=2A
根据欧姆定律得：R= =8/2Ω=4Ω
一个电子的电荷量为：e=1.6×10﹣19C
得：n= = =2.5×1020（个）
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】根据I= 得通过导体的电流为：I=40/20=2A
根据欧姆定律得：R= =8/2Ω=4Ω
一个电子的电荷量为：e=1.6×10﹣19C
得：n= = =2.5×1020（个）
答：此电阻为4Ω.30s内有1.5×1020个电子通过它的横截面．
【分析】根据电流的定义式I= 可求通过导体的电流；根据欧姆定律可以求出电阻，根据n= 可以求出30s内通过它的横截面积的自由电子的个数．
25．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）有一段导体，在时间t=0.01秒内通过了Q=2×10﹣3库仑的电量，那么导体中的电流强度是多大？
【答案】解：由I= 可得：
I= =0.2A
【解析】解答：解：由I= 可得：
I= =0.2A；
答：导体中的电流强度为0.2A．
分析：0.01秒内通过某导线横截面的电量是2×10﹣3库仑，根据电流的定义式I= 求解导体中的电流强度
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