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1　电源和电流
[1~3、5、6题，每题4分]
考点一　电源与电流
1.(2025·连云港市高二期中)关于电流的概念，下列说法正确的是(　　)
A.电流是矢量
B.电子运动的速率越大，电流越大
C.只有正电荷的移动，才能形成电流
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
2.(2025·西安市高二期中)某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有2n个电子到达探测器的阳极，n个二价正离子到达阴极，则探测器电路中的电流为(电子电荷量为e)(　　)
A.0 B. C. D.
3.如图是一次利用心脏除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15 μF，如果充电后电容器的电压为4.0 kV，电容器在5.0 ms内完成放电，则(　　)
A.放电后，电容器的电容为零
B.该电容器的工作电压一定为4.0 kV
C.该次治疗，通过假人的平均电流为0.12 A
D.该次治疗，通过假人的平均电流为12 A
4.(9分)(来自教材)一条导线中的电流为50 μA， 在3.2 s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？ 有多少个电子通过该横截面？(已知e=1.6×10-19 C)
考点二　电流的微观表达式
5.(多选)(来自鲁科教材)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.nvSt B.nvt C. D.
考点三　电池的容量
6.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5 000 mA·h，充满电的时间为6 min，则充电电流为(　　)
A.50 A B.5 A C.500 mA D.50 mA
[7、8题，每题6分]
7.(2026·芜湖市高二期中)超级电容车外观与普通无轨电车相似，只是头上不见了两根“辫子”。电车底部装了一种超级电容，车辆进站后的上下客间隙，车顶充电设备随即自动升起，搭到充电站的电缆上，完成充电。其显著优点有：容量大、功率密度高、充电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器，规格为“48 V　3 000 F”，放电电流为1 000 A，漏电电流为10 mA，充满电所用时间为30 s，下列说法正确的是(　　)
A.充电电流为480 A
B.放电能持续的时间超过10分钟
C.若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电，时间不会超过100天
D.充满电后所储存电荷量是手机锂电池“4.2 V　1 000 mA·h”的40倍
8.(多选)(来自粤教教材)(2026·巴彦淖尔市第一中学高二期末)如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为Sa∶Sb=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，则(已知e=1.6×10-19 C)(　　)
A.流经导线a的电流为0.16 A
B.流经导线b的电流为0.32 A
C.5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面
D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb=2∶1
9.(11分)(来自鲁科教材)若距地面高约2 km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3×109 V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106 V/m将被击穿放电，请对以下问题进行估算。
(1)(3分)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
(2)(4分)若某次闪电，两块乌云之间通过的电荷量为500 C，可释放多少能量？
(3)(4分)若(2)中这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？
[8分]
10.(2025·三明市高二期末)如图，一横截面积为1 mm2的铜导线，通过的电流为1 A时，自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s，试估算1 m3体积内的自由电子数为(　　)
A.1.2×1030个 B.1.2×1028个
C.8.3×1026个 D.8.3×1028个
1　电源和电流
[1~3、5、6题，每题4分]
考点一　电源与电流
1.(2025·连云港市高二期中)关于电流的概念，下列说法正确的是(　　)
A.电流是矢量
B.电子运动的速率越大，电流越大
C.只有正电荷的移动，才能形成电流
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
答案　D
解析　电流虽然有方向，但电流的运算并不遵循平行四边形定则，所以电流是标量，故A错误；由电流的微观表达式I=nqSv可知，电流的大小不仅仅与电子运动的速率有关，故电子运动的速率越大，电流不一定越大，故B错误；正、负电荷的定向移动都能形成电流，故C错误；由电流的定义式I=，可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，故D正确。
2.(2025·西安市高二期中)某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有2n个电子到达探测器的阳极，n个二价正离子到达阴极，则探测器电路中的电流为(电子电荷量为e)(　　)
A.0 B. C. D.
答案　D
解析　根据题意可知，电离时在时间t内通过导体横截面的电荷量为4ne，由电流定义式可知I==。
3.如图是一次利用心脏除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15 μF，如果充电后电容器的电压为4.0 kV，电容器在5.0 ms内完成放电，则(　　)
A.放电后，电容器的电容为零
B.该电容器的工作电压一定为4.0 kV
C.该次治疗，通过假人的平均电流为0.12 A
D.该次治疗，通过假人的平均电流为12 A
答案　D
解析　电容器的电容由电容器本身决定，与所带电荷量无关，则放电后，电容器的电容仍为15 μF，故A错误；电容器的工作电压为其外壳上标的电压，不一定是4.0 kV，故B错误；放电前，电容器存储的电荷量为Q=CU=15×10-6×4.0×103 C=0.06 C，该次治疗，通过假人的平均电流为I== A=12 A，故C错误，D正确。
4.(9分)(来自教材)一条导线中的电流为50 μA， 在3.2 s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？ 有多少个电子通过该横截面？(已知e=1.6×10-19 C)
答案　1.6×10-4 C　1×1015个
解析　3.2 s内，通过该横截面的电荷量q=It=50×10-6×3.2 C=1.6×10-4 C，通过该横截面的电子数n===1×1015个。
考点二　电流的微观表达式
5.(多选)(来自鲁科教材)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.nvSt B.nvt C. D.
答案　AC
解析　在t时间内，以速度v定向移动的电子在金属导线中经过的长度为vt，由于金属导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为vtS。又由于单位体积的导线有n个自由电子，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvSt，故A正确；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It，而电子的电荷量大小为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故C正确。
考点三　电池的容量
6.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5 000 mA·h，充满电的时间为6 min，则充电电流为(　　)
A.50 A B.5 A C.500 mA D.50 mA
答案　A
解析　手机石墨烯电池容量为5 000 mA·h，充满电的时间为6 min，6 min=0.1 h，则充电电流I==50 000 mA=50 A，故选A。
[7、8题，每题6分]
7.(2026·芜湖市高二期中)超级电容车外观与普通无轨电车相似，只是头上不见了两根“辫子”。电车底部装了一种超级电容，车辆进站后的上下客间隙，车顶充电设备随即自动升起，搭到充电站的电缆上，完成充电。其显著优点有：容量大、功率密度高、充电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器，规格为“48 V　3 000 F”，放电电流为1 000 A，漏电电流为10 mA，充满电所用时间为30 s，下列说法正确的是(　　)
A.充电电流为480 A
B.放电能持续的时间超过10分钟
C.若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电，时间不会超过100天
D.充满电后所储存电荷量是手机锂电池“4.2 V　1 000 mA·h”的40倍
答案　D
解析　根据规格可知，充满电时电荷量Q=CU=144 000 C，充电电流为I1==4 800 A，故A错误；放电电流为1 000 A，忽略漏电电流，放电能持续的时间t2==144 s<3 min，故B错误；电容器完全漏完电的时间t3==14 400 000 s≈166.7天，故C错误；手机锂电池“4.2 V　1 000 mA·h”的电荷量为Q'=3 600 C，则=40，故D正确。
8.(多选)(来自粤教教材)(2026·巴彦淖尔市第一中学高二期末)如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为Sa∶Sb=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，则(已知e=1.6×10-19 C)(　　)
A.流经导线a的电流为0.16 A
B.流经导线b的电流为0.32 A
C.5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面
D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb=2∶1
答案　AD
解析　由I=可知，流经导线a的电流为Ia== A=0.16 A，故A正确；a、b串联，则Ib=Ia，故5 s内也有5×1018个自由电子通过b的横截面，故B、C错误；由I=neSv及Sa∶Sb=1∶2，可得 va∶vb=2∶1，故D正确。
9.(11分)(来自鲁科教材)若距地面高约2 km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3×109 V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106 V/m将被击穿放电，请对以下问题进行估算。
(1)(3分)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
(2)(4分)若某次闪电，两块乌云之间通过的电荷量为500 C，可释放多少能量？
(3)(4分)若(2)中这次放电现象历时约0.01 s，则其平均电流约为多大？
答案　(1)1 000 m　(2)1.5×1012 J　(3)5×104 A
解析　(1)由E=得d== m=1 000 m。
(2)释放的能量E能=qU=500×3×109 J=1.5×1012 J。
(3)由电流的定义式得I== A=5×104 A。
[8分]
10.(2025·三明市高二期末)如图，一横截面积为1 mm2的铜导线，通过的电流为1 A时，自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s，试估算1 m3体积内的自由电子数为(　　)
A.1.2×1030个 B.1.2×1028个
C.8.3×1026个 D.8.3×1028个
答案　D
解析　由题意可知铜导线横截面积S=1 mm2=1×10-6 m2，电流I=1 A，自由电子定向移动的平均速率v=7.5×10-5 m/s，自由电子电荷量q=e=1.6×10-19 C。电流的微观表达式为I=nqSv，解得n≈8.3×1028个。

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