1．如圖為某款掃地機(jī)器人，其由的鋰電池供電，額定功率為。其中“”反映的物理量是（ ）
A．電流B．電荷量C．電能D．電阻
【答案】B
【詳解】由
可知
可知“”是電荷量的單位，反映的物理量是電荷量。
故選B。
2．如圖為某手機(jī)電池的銘牌，第一行標(biāo)有“3.8V，3000mAh（11.4Wh）”。對(duì)該銘牌參數(shù)的分析，下列說法正確的是（ ）
A．銘牌中的Wh是功率的單位
B．銘牌中的mAh是能量的單位
C．該電池放電時(shí)能輸出的總能量約為11.4J
D．該電池放電時(shí)能輸出的總電荷量約為
【答案】D
【詳解】A．W是功率的單位，h是時(shí)間的單位，根據(jù)量綱與物理量之間的關(guān)系可知，Wh為能量的單位，故A錯(cuò)誤；
B．mA是電流的單位，h是時(shí)間的單位，根據(jù)量綱與物理量之間的關(guān)系可知，mAh為電荷量的單位，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)電池名牌中的數(shù)據(jù)可知，該電池放電時(shí)能輸出的總能量約為
故C錯(cuò)誤；
D．該電池放電時(shí)能輸出的總電荷量約為
故D正確。
故選D。
3．電解池，如果在1s內(nèi)共有5×108個(gè)二價(jià)正離子和1×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過面積0.1m2某橫截面積，那么通過這個(gè)橫截面積的電流是（ ）
A．0B．0.8AC．1.6AD．3.2A
【答案】C
【詳解】電荷的定向移動(dòng)形成電流，其中正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，而?fù)電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆捶较颍鶕?jù)電流的定義式可得通過這個(gè)橫截面積的電流是
故選C。
4．兩個(gè)完全相同的金屬球甲和乙所帶的電荷量分別為、，其中。現(xiàn)用一根導(dǎo)線將兩金屬球直接相連，經(jīng)時(shí)間t，兩小球的電荷分布穩(wěn)定。則這段時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)導(dǎo)線的平均電流為（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【詳解】?jī)赏耆嗤慕饘偾蛳嗷ソ佑|后，電荷均分，故電荷分布穩(wěn)定時(shí)，每個(gè)金屬球的電荷量均為
對(duì)甲球分析：甲球減少的電荷量即通過導(dǎo)線橫截面的電荷量，為
流過導(dǎo)線的平均電流為
故選D。
5．有研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物與植物的細(xì)胞膜兩側(cè)存在電位差，某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí)，離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若將該細(xì)胞膜視為的電容器，在內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從變?yōu)?，則該過程中跨膜電流的平均值為（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】細(xì)胞膜兩側(cè)電荷量的變化量為
平均電流為
代入數(shù)據(jù)得
故選B。
6．采用電解法可以測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)。用兩塊銅片作兩極，以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解，Cu2+在陰極上得到電子析出金屬銅，使銅片增重，作為陽極的銅片溶解而減重。電極反應(yīng)分別為陰極：Cu2++2e-=Cu，陽極：Cu-2e-=Cu2+。電解時(shí)，電流強(qiáng)度為I，經(jīng)過時(shí)間t陰極銅片增加的質(zhì)量為m，銅的摩爾質(zhì)量為M，電子的電量為e，則阿伏加德羅常數(shù)為（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】電流強(qiáng)度為I，令經(jīng)過時(shí)間t陰極銅片得到的電荷量為q，根據(jù)電流的定義式有
陰極銅片增加的質(zhì)量為m，則有
解得
故選B。
電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式
7．（多選）一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S，導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n，金屬內(nèi)的自由電子數(shù)為n，金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e，自由電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率v0，導(dǎo)體中通過的電流為I，則下列說法正確的有（ ）
A．自由電子定向移動(dòng)的速率v0
B．自由電子定向移動(dòng)的速率為
C．電場(chǎng)傳播的速率為真空中的光速c
D．自由電子定向移動(dòng)的速率為
【答案】BC
【詳解】ABD．自由電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率并非自由電子定向移動(dòng)的速率，自由電子的定向移動(dòng)會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)形成電流，而根據(jù)電流的微觀表達(dá)式
可得自由電子定向移動(dòng)的速率為
故AD錯(cuò)誤，B正確；
C．電場(chǎng)傳播的速率為真空中的光速c，故C正確。
故選BC。
8．將質(zhì)子加速到一定的速度可以殺死某些腫瘤癌細(xì)胞。如圖所示，來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知質(zhì)子流等效電流為，質(zhì)子的質(zhì)量為，電荷量為，則質(zhì)子流單位長(zhǎng)度內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】質(zhì)子在加速電場(chǎng)中加速過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得
質(zhì)子流等效電流為I，質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e，N為單位體積內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，根據(jù)電流微觀表達(dá)式得
I=NevS
聯(lián)立解得
質(zhì)子流單位長(zhǎng)度內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是
故選B。
9．有一條銅導(dǎo)線，橫截面積為S=1mm2，通過的電流I=1A。已知銅的密度ρ=8.9×103kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量M=6.4×10-2kg/ml，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023 ml-1，銅導(dǎo)線中平均每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率。
【答案】7.5×10-5 m/s
【詳解】單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為
I=neSv
聯(lián)立解得
v==7.5×10-5 m/s
等效電流
10．北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是半徑為R的圓形軌道，當(dāng)環(huán)中電子以光速的沿環(huán)運(yùn)動(dòng)而形成I的等效電流時(shí)，環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為（已知光速為c，電子電荷量為e）（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【詳解】電子在圓形軌道運(yùn)動(dòng)的周期為
根據(jù)電流定義式可得
聯(lián)立可得環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為
故選D。
11．北京時(shí)間2023年10月3日，據(jù)諾貝爾獎(jiǎng)官方網(wǎng)站公布，2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給Pierre等三位物理學(xué)家，以表彰他們“為研究物質(zhì)中的電子動(dòng)力學(xué)而產(chǎn)生阿秒光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法”。阿秒（as）這種時(shí)間尺度，適合用來描述電子在原子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的情況，，例如電子繞氫原子核一周大約是。已知電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)以上信息估算氫原子核外電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流大約為（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】根據(jù)電流的定義式
故選A。
12．如圖所示，探究電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)時(shí)，電解液的橫截面積為，若每秒內(nèi)有的正離子和的負(fù)離子沿相反方向通過此橫截面，則此時(shí)電解質(zhì)溶液中電流強(qiáng)度為（ ）
A．0B．C．D．
【答案】D
【詳解】電解液中電流是由正負(fù)離子同時(shí)向相反方向定向移動(dòng)形成的，通過橫截面的總電量是兩種離子電量絕對(duì)值之和，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可知
故選D。
13．電動(dòng)自行車因?yàn)榻?jīng)濟(jì)、環(huán)保、便捷，深受群眾歡迎，普及率很高。但超標(biāo)電動(dòng)車問題突出，也帶來很多安全隱患，為此我國制定了電動(dòng)自行車的新國標(biāo)，如最高車速不超過、自重不超過等。蕪湖市也出臺(tái)了相關(guān)規(guī)定，電動(dòng)自行車必須上牌，超標(biāo)車要限期禁止上路等。如果一輛新國標(biāo)電動(dòng)自行車充滿電時(shí)電池容量為、電壓，電動(dòng)車以速度勻速行駛時(shí)電池放電電流恒為，當(dāng)電池從滿電到剩余電量為總?cè)萘康?0%時(shí)，該電動(dòng)車?yán)碚撋弦呀?jīng)行駛了多少公里?
【答案】
【詳解】從滿電到剩余電量為總?cè)萘康臅r(shí)，共放電
則放電時(shí)間（即電動(dòng)車行駛時(shí)間）為
所以電動(dòng)車?yán)碚撋弦呀?jīng)行駛的距離為
14．如圖所示，橡膠圓環(huán)的橫截面積S 遠(yuǎn)小于圓環(huán)的半徑，圓環(huán)均勻帶電，總的帶電量為q，現(xiàn)在使圓環(huán)繞過圓心O所在的軸（軸與圓環(huán)所在的平面垂直）以某一角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知圓環(huán)上的某個(gè)電荷的線速度為v，弧 AB 對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)為L(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的圓心角為θ（用弧度制來表示的），則圓環(huán)產(chǎn)生的等效電流為（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【詳解】設(shè)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為 T，在時(shí)間 T 內(nèi)通過圓環(huán)上任意一橫截面S的總電荷量就是圓環(huán)上所帶的總電荷量q，由電流的定義可得圓環(huán)產(chǎn)生的等效電流為
由圓弧的幾何關(guān)系可得圓弧的半徑為
由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得
聯(lián)立解得
則有
故選A。
15．（1）電荷之間的作用力是通過電場(chǎng)產(chǎn)生的，地球?qū)ξ矬w的萬有引力也可認(rèn)為是通過“引力場(chǎng)”來實(shí)現(xiàn)的。請(qǐng)類比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法，寫出地球“引力場(chǎng)強(qiáng)度”的定義式，并結(jié)合萬有引力定律，推導(dǎo)距離地心為處的引力場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式，已知萬有引力常量為G。（請(qǐng)對(duì)其中涉及的物理量做出必要說明）
（2）經(jīng)典電磁理論認(rèn)為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生分布不隨時(shí)間變化的恒定電場(chǎng)。恒定電場(chǎng)中，任何位置的電荷分布和電場(chǎng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化，它的基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同，在恒定電場(chǎng)的作用下，金屬中的自由電子做定向加速運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子不斷碰撞，每次碰撞后定向移動(dòng)的速度減為0。碰撞阻礙了自由電子的定向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果是大量自由電子定向移動(dòng)的平均速度不隨時(shí)間變化。某種金屬中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為n，自由電子的質(zhì)量為m，所帶電荷量為e，如圖所示，由該種金屬制成的長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S的圓柱形金屬導(dǎo)體，將其兩端加上恒定電壓U。為了簡(jiǎn)化問題，假設(shè)自由電子連續(xù)兩次與不動(dòng)的粒子碰撞的時(shí)間間隔平均值為。
a、自由電子從靜止開始加速時(shí)間為時(shí)的速度v；
b、求金屬導(dǎo)體中的電流I
【答案】（1）見解析；（2）a.；b.
【詳解】（1）電荷在處的電場(chǎng)強(qiáng)度定義式
類比電場(chǎng)強(qiáng)度可得，引力場(chǎng)強(qiáng)度定義式為
距離地心為處受到的萬有引力
距離地心為處的引力場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式
式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，r為距地心的距離。
（2）a.恒定電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)
則自由電子所受電場(chǎng)力

加速度為
設(shè)電子在恒定電場(chǎng)中由靜止加速的時(shí)間為t0時(shí)的速度為v，則
v=at0
解得
b.電子定向移動(dòng)的平均速率

金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的電流

則可得
16．（2015·上?！じ呖颊骖}）重粒子腫瘤治療裝置中的回旋加速器可發(fā)生+5價(jià)重離子束，其電流強(qiáng)度為，則在1s內(nèi)發(fā)射的重離子個(gè)數(shù)為（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】根據(jù)公式，可得在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的粒子的電荷量為，故個(gè)數(shù)為個(gè)，D正確；
17．（2021·江蘇·高考真題）有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí)，離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若將該細(xì)胞膜視為的電容器，在內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從變?yōu)椋瑒t該過程中跨膜電流的平均值為（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【詳解】根據(jù)
Q=CU
可知
?Q=C?U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C
則該過程中跨膜電流的平均值為
故選D。

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