高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用1 电源和电流课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用1 电源和电流课后测评，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，A、B两个导体分别带等量正、负电荷，如果在它们之间连接一根导线，则（ ）
A．导线上不会产生电流B．导线上会产生从A到B的瞬间电流
C．导线上会产生从B到A的瞬间电流D．导线上会产生从A到B的持续电流
2．下列有关电学的说法中正确的是（ ）
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．导体中没有电流时，说明导体内部的电荷没有移动
C．电动势公式与电压中的W是一样的，都是电场力做的功
D．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
3．3s内有0.15C电荷通过一段横截面积为的导体材料，则电流强度是（ ）
A．0.1AB．0.15AC．0.25AD．0.05A
4．关于电源和电流下列说法正确的是
A．因为电流有方向，所以电流是矢量
B．通过导体截面的电荷量越多，电流越大
C．电源是将电能转化为其他形式的能的装置
D．电源能把自由电子从正极搬运到负极
5．某电解池中，若在2s内有个二价正离子和个一价负离子通过某截面M，其中正离子水平向右移动，那么通过这个截面的电流的大小和方向是（ ）
A．0.16mA水平向右B．1.6mA水平向右C．0.08mA水平向左D．0.8mA水平向左
6．如图为360Eye扫地机器人，其内部电机的电阻为 0.5Ω，内置锂电池容量为 9A．h，额定功率为 24W，额定电压为 8V，则该机器人正常工作时（ ）
A．额定工作电流是 3A
B．额定工作电流是 16A
C．扫地机器人电池充满电之后最长工作时间 9h
D．扫地机器人每秒消耗电能为 128J
7．一根长为L，横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流I，则自由电子定向运动的平均速率为
A．neSLmB．C．D．
8．以下单位制中，单位均为基本单位的一组物理量是（ ）
A．质量、速度、秒B．加速度、千克、米
C．安培、位移、时间D．时间、质量、长度
9．关于电流方向的说法正确的是：( )
A．自由电荷定向移动方向B．正电荷定向移动方向
C．自由电子定向移动方向D．质子定向移动方向
10．手机充电器又名电源适配器．手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如图所示，充电的锂离子电池标识如图所示．对于电源适配器与锂电池，下列说法正确的是（ ）
A．手机电池标识的mAh是电功的单位
B．电源适配器输出的电压是6V交流电
C．如果工作电流是200mA，手机电池能连续工作约8个小时
D．手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置
11．下列关于功、功率的说法，正确的是（ ）
A．只要力作用在物体上，则该力一定对物体做功
B．由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
C．摩擦力一定对物体做负功
D．由P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
12．关于电流，下列说法中正确的是( )
A．电流跟通过截面的电荷量成正比，跟所用时间成反比
B．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大
C．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向
D．国际单位制中，其单位“安培”是导出单位
二、多选题
13．截面积为S的导线中通有电流I．已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间△t内通过导线横截面的电子数是（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是( )
A．nSvΔtB．nvΔtC．D．
15．一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，已知电流微观式为I=neSV，其中n为单位体积电子个数，e为元电荷，S为导线模截面积，则下列说法中正确的是
A．此时金属导线的阻值为4R
B．此时通过金属导线的电流为
C．此时自由电子定向移动的平均速率为
D．此时自由电子定向移动的平均速率为
三、解答题
16．恒定电路中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，电荷的分布是稳定的，不随时间变化，电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。由于在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，它的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。
（1）在图1的串联电路中，I1、I2、I3分别表示流过电路中1、2、3各点的电流。请根据恒定电场的上述特点和电流的定义式，证明：I1=I2=I3；
（2）在图1的串联电路中，如果以φ0、φ1、φ2、φ3分别表示电路中0、1、2、3各点的电势，以U01、U12、U23、U03分别表示0与1、1与2、2与3、0与3之间的电势差（电压），请用电势差跟电势的关系，证明：；
（3）电流做功的实质是：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。一段横截面积为S、长为l的直导体，单位体积内有n个自由电荷，自由电荷的电量为e。该导体通有恒定电流时I，导体两端的电势差为U，假设自由电荷定向移动的速率均为v。
a.由于导体中电荷的分布是稳定的，设在任意时间t内，通过这段导体任意截面的电量都为q。如图2所示，相当于有电量为q的自由电荷从导体的一端到了另一端。根据电流做功的实质：导体中的恒定电场对这些自由电荷的静电力做的功就等于电流做功。请根据以上信息，证明：任意时间t内电流做功。
b.导体中存在恒定电场，导体中全部电荷都受到电场力的作用，某段时间内，有的电荷流走了，另外的电荷又来补充，导体中电荷的总量是不变的。根据电流做功的实质：任意时间t内，恒定电场对导体中全部自由电荷的静电力做的功等于电流做功。请根据以上信息，证明：任意时间t内电流做功
17．如图所示，在两块平行且竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，连线与水平方向成30°角，长。现有一带电量为的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功，则：
（1）A、B两点间电势差值大小为多少？哪一点电势较高？
（2）若此电荷q沿任意路径从B到A点，电荷电势能如何变化？
（3）此匀强电场的场强大小为多少？
（4）若两金属板相距，则两板电势差为多少？
参考答案
1．B
【详解】
用导线连接A、B两个分别带等量正、负电荷的导体时，自由电子在电场力的作用下，发生定向移动，从电势低处向电势高处定向移动，带正电的导体得到电子，带负电的导体失去电子，所以导线上会产生从A到B的瞬间电流，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．D
【详解】
A．金属衣能够形成屏蔽，防止触电，故A错误；
B．导体中有大量的自由移动的电子，形成电流要有两个条件：自由电荷和电压，故B错误；
C．公式中的E为电源电动势，W为电源内部非静电力做功，而中W为静电力做功，故C错误；
D．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，故D正确。
故选D。
【点睛】
本题难度较小，要理解电源内部和外部电场力做功是有本质区别的，熟记电流产生的条件。
3．D
【详解】
根据：
，
故ABC错误，D正确；
故选D。
4．D
【解析】电流有大小，有方向，运算的时候遵守代数运算法则，电流是标量，故A错误；公式I=qt是电流强度的定义式，电流的大小与通过导体截面的电荷量的大小无关，故B错误。电源是把其他形式的能转化为电能的装置，比如电池能把化学能转化为电能。故C错误。在电源内部，依靠非电场力搬运电荷，即把自由电子从正极搬迁到负极的。故D正确；故选D.
5．B
【详解】
2s内通过电解池截面的总电量为
故通过这个截面的电流的大小为
方向与正离子移动方向相同，即电流方向水平向右。
故选B。
6．A
【详解】
A B．额定工作电流是
A正确，B错误；
C．题中“A•h”是电荷量的单位，则
C错误；
D．根据
W=Pt
解得
W=24×1J=24J
D错误。
故选A。
7．C
【详解】
由电流的微观表达式可得，自由电子定向运动的平均速率为
故C正确。
8．D
【详解】
A．速度的单位是导出单位，另秒是基本单位，不是物理量，故A错误；
B．加速度的单位是导出单位，千克、米是基本单位，不是物理量，故B错误；
C．安培是基本单位，但不是物理量，故C错误；
D．时间、质量、长度的单位均为基本单位，故D正确。
故选D。
9．B
【分析】
电流等于单位时间内流过某个横截面的电荷量，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。
【详解】
电流可以是由正电荷或负电荷定向移动形成的，在物理学中规律，电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，而正电荷并不一定是质子，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．C
【分析】
从手机电池的铭牌可以读出充电电压、输出电压和电容量，而电容量q=It．
【详解】
根据q=It，手机电池标识的mAh是电量的单位，故A错误；电源适配器输出的是6V直流电，DC表示直流，AC表示交流，故B错误；如果工作电流是200mA，手机电池最多能连续工作时间：，故C正确；手机充电时会微微发热，说明有很小部分电能被手机充电器转化为内能，故D错误；故选C．
【点睛】
本题关键是明确电池的三个参数：电动势、电容量和内阻，注意电容量q=It，基础题目．
11．D
【详解】
只有同时满足功的两个条件，力才做功，即：物体受力，同时在力的方向上发生了位移，故A错误；公式P=W/t只能计算平均功率，不能计算瞬时功率，故B错误；恒力做功的表达式W=FScsα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误；据 P=Fv可知，当功率恒定时，牵引力与速度成反比，故D正确．故选D．
点睛：解答此题的关键是：①理解做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离．二者缺一不可；②理解平均功率和瞬时功率的概念，会用控制变量法讨论；③同时要明确恒力做功的求法．
12．B
【详解】
AB. 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，单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大．故A错误，B正确；
C. 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．故C错误；
D. 国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位，故D错误．
故选B
13．BC
【详解】
AB. 已知导线每单位体积中有n个自由电子，在时间△t内电子形成的体积为，所以在时间△t内通过导线横截面的电子数为，故A错误；B正确；
CD.根据电流的定义，所以在△t内通过导线横截面的电荷量为，每个电子的电荷量为e,所以在时间△t内通过导线横截面的电子数是，故C正确，D错误．
14．AC
【分析】
由电流定义式和微观表达式可以得到时间t内通过导线横截面电量，再根据元电荷的性质可求得通过的电子数．
【详解】
电流，则时间内通过导线横截面的电量为：，则在时间内通过导线横截面的电子数为：，根据电流的微观表达式为：I=nevS，则有：，故选AC．
【点睛】
本题考查电流的定义，重点掌握电流的各种表达式，只要能灵活选取表达式并进行计算即可求解．
15．ABC
【分析】
将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的倍，，根据电阻定律分析电阻的变化，由欧姆定律分析电流的变化．由电流的微观表达式I=nevS分析平均速率v的变化．
【详解】
A项：将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的倍，根据电阻定律分析得到，电阻变为原来的4倍，故A正确；
B项：根据欧姆定律可知，电流I变为原来的，即为，故B正确；
C、D项：电流的微观表达式I=nevS，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积S变为原来的倍，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误．
故应选ABC．
16．（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）证明见解析
【详解】
（1）因为电荷的分布是稳定里的，所以任意时间t内，流过回路任意截面的电量是相同的，则有
，
根据电流的定义式
可证
（2）根据电势差与电势的关系
，，
相加可得
（3）a.在任意时间t内，通过这段导体任意截面的电量都为q，相当于有电量为q的自由电荷从导体的一端到了另一端。导体两端的电势差为U，导体中的恒定电场对这些自由电荷的静电力做的功
其中
可证
b.导线中的电场强度为
导线中全部电荷数为
每个自由电荷受到的电场力为
恒定电场对导线中全部电荷的静电力为
恒定电场对导线中全部电荷的静电力做的功
其中
可证
17．(1)， B点电势高；(2)电势能增加；(3)；(4)
【详解】
(1)由题可知则、两点间的电势差大小为：
由于电场力做正功，电场力方向与位移方向的夹角为锐角，则电场力方向应向右，而电荷带负电，则场强方向向左，所以点的电势高
(2)若此电荷沿任意路径从到点，电场力做功为：
电荷的电势能增加
(3)电场强度为：
解得：
(4)若两金属板相距0.3cm，则两板电势差为：