电源和电流
1．关于电流的概念，下列说法中正确的是( )
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．某一导体内电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
D．电流的传导速率越大，电流越大
解析：选C 由电流的定义式I＝及电流的微观表达式I＝neSv可知，选项C正确。
2．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )
A．导线内的电场线可以与导线相交
B．导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果
C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
解析：选B 导线内的电场线与导线是平行的，故A错；导线中的电场是电源电场和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加而成的，故B对；导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，故C、D错。
3．关于公式I＝，下列说法中正确的是( )
A．式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量
B．式中的q表示通过导体单位横截面积的电荷量
C．比值能表示电流的强弱
D．该公式表明电流跟通过导体横截面的电荷量成正比，跟通电时间成反比
解析：选C 公式I＝中q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，选项A、B错误；比值表示电流的强弱，选项C正确；由电流的微观表达式可知，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积，故选项D错误。
4．电路中，每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m2的导线，那么电路中的电流是( )
A．0.016 mA B．1.6 mA C．0.16 μA D．16 μA
解析：选C 电流的大小是通过导体横截面积的电荷量与所用的时间的比值，即：
4
I＝＝ A＝0.16 μA，故选C。
5．[多选]下列关于电流的说法中，正确的是( )
A．习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流方向
B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安
C．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量
D．由I＝可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
解析：选ABD 物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A正确。国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，故B正确。电流既有大小又有方向，但电流不是矢量，是标量，因为电流的运算遵守代数加减法则，不是平行四边形定则，故C错误。由I＝可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，故D正确。
6．在某次闪电中，持续时间约0.005 s，所形成的平均电流强度约为6×104 A，则此次闪电中所带电荷量是( )
A．300 C B．3 000 C
C．100 C D．30 C
解析：选A 根据q＝It可得闪电所带电荷量为q＝It＝6×104×0.005 C＝300 C，A正确。
7．某电解池中，若在2 s内分别有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子到达负极和正极，那么这个电路中的电流为( )
A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
解析：选C 电路中的电流大小I＝，q应为通过某一横截面的电荷量，本题中正、负极不是同一个截面，计算时电荷量不能相加。电解池中正极只有负离子参与反应，负极只有正离子参与反应，因此计算时只需用一个电极的电荷量计算即可。I＝＝ A＝1.6 A，故正确选项为C。
8．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设每单位长度的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为( )
A．nvt B．nvtS
4
C. D.
解析：选A 横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位长度的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速率为v，则I＝nev。则t时间内通过导体横截面的电量：q＝It，自由电子数目可表示为N＝＝＝nvt。故A正确，B、C、D错误。
9．如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设元电荷为e，以下说法正确的是( )
A．当n1＝n2时电流强度为零
B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝
C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝
D．电流方向从A→B，电流强度I＝
解析：选D 在电解液导电时，定向移动的电荷有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以，电流强度应该是I＝，电流方向应是从A→B。
10．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A. B.
C. D.
解析：选B 设单位体积内电子数为n，对电子加速过程应用动能原理：eU＝mv2
所以电子刚出电场时定向移动速度v＝
由电流的微观表达式I＝nSqv得：n＝＝ ，
Δl内的电子数为：N＝n·ΔlS＝ ，故B正确。
11．如果导线中的电流为1 mA，那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少个？若“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA，则20
4
s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？
解析：q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C，
设电子的数目为n，则：
n＝＝个＝6.25×1015个。
当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时，I ＝273 mA。
q＝It＝273×10－3×20 C＝5.46 C。
设电子的数目为N，则
N＝＝个≈3.4×1019个。
答案：6.25×1015个 3.4×1019个
12.盛夏的入夜，正当大地由喧闹归于沉睡之际，天空却不甘寂寞地施放着大自然的烟火，上演着一场精彩的闪电交响曲。闪电产生的电压、电流是不稳定的，假设某次闪电产生的电压可等效为2.5×107 V，电流可等效为2×105 A，历时1×10－3 s，则：
(1)若闪电定向移动的是电子，这次闪电产生的电荷量以0.5 A的电流给小灯泡供电，能维持多长时间？
(2)这次闪电释放的电能是多少？
解析：(1)根据电流的定义式I＝，可得
q＝It＝2×105×1×10－3 C＝200 C，
供电时间t′＝＝ s＝400 s。
(2)这次闪电释放的电能为
E＝qU＝200×2.5×107 J＝5×109 J。
答案：(1)400 s (2)5×109 J
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