《鲁科版物理选修3-1全册同步练习5》由会员分享,可在线阅读,更多相关《鲁科版物理选修3-1全册同步练习5(189页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章第一节第一节、静电现象及其微观解释 同 步 测 控 1 . 关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是()A . 摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B . 两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量同种电荷C . 摩擦起电,可能是摩擦时质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D .丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而带正电解析:选 D.摩擦起电的实质是电子发生了转移,A、C 均错. 摩擦后两物体带等量异种电荷,B 错. 丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒转移到丝绸上,而使玻璃棒带正电,D 对.2 . ( 2012衡阳高二期中) 将不带电的导
2、体/ 与带负电荷的导体5 接触,导体Z 中的质子数将()A . 增加 B . 不变C . 减少 D . 先增加后减少解析:选 B.接触时,电子从8 转移到a因此x 的质子数不变.3 . 下列说法正确的是()A . 不带电的导体靠近一个带电体,导体两端就会带等量异种电荷B . 不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷C . 摩擦起电的过程,是一个物体失去电子,另一个物体得到电子的过程D . 玻璃棒与任何物体摩擦均会带上正电荷解析:选 AC.根据静电感应的规律可知A 项正确;根据物质的原子结构可以否定B 选项;起电的过程就是得失电子的过程,C 对;玻璃棒与丝绸摩擦,玻璃棒带正电,但与其他物体摩擦的
3、情况就不一定相同了,D 错.4 . 下列事例中属于静电应用的有()A . 油罐车拖一条铁链B . 飞机机轮用导电橡胶制成C . 织地毯时夹一些不锈钢丝D . 静电复印解析:选 D.选项A、B、C 都是对静电的防止,D 是对静电的应用.5. 如图所示,A. B是两个与大地绝缘且不带电的完全相同的金属导体,现将其放置在带负电的金属球C附近,通过静电感应的方法使4、8带电,请就以下三种情况,填写实验结果( 均填“ 带正电”、 “ 带负电”或 “ 不带电”)c z r a :Q:( 1 )若4 8先接触再分开,最后移去C,则/.( 2 )若 “、8接触后将8用导线接地,随即断开接地线,然后移去C ,最
4、后将力、8分开,则A.解析:( 1 / 3接触后成为一个新的导体,由于静电感应,/ 带 负 电 ,分开且移走C后,力仍带负电.( 2 ) /、8接触后8端接地,4端负电荷导入大地,断开接地线移走C ,48均带正电,/、8分开后,/ 带正电.答案:( 1 )带 负 电( 2 )带正电 课 时 作 业 一、选择题1 .有 “、B、C三个塑料小球,”和8、B和C、C和 N间都是相互吸引的,如 果 / 带正电,贝 山 )A . B、C球均带负电B . 8球带负电,C球带正电C . B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电D . B、C球都不带电解析:选C .由题意知,若B带负电,则C带正电,A, C应
5、相互排斥,所以8、C中只能有一个带电,且带负电,C正确.2 .电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为( )A .灰尘的自然堆积B.玻璃有极强的吸附灰尘的能力C.电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘D.电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘解析:选D .应明确该现象是一种静电现象,即电视机工作时,屏表面由于有静电而吸附灰尘,即D正确.3 .在空气潮湿的情况下,已带正电的验电器金属箔片张角不断减小,在这个过程中( )A .验电器上的电子数不断增加B .验电器上的电子数不断减少C .验电器上的电子数保持不变D .验电器上的质子数不断减少解析:选A.验电器带正电,则金属箔片也带正电,金属箔
6、片张角减小,说明部分正电荷被中和,则电子数在增加,故A正确.4 .关于摩擦起电与感应起电,以下说法正确的是()A .摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生了电荷B .摩擦起电是因为产生了电荷,感应起电是因为电荷的转移C .不论摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移D .以上说法均不正确解析:选C.摩擦起电,感应起电都是通过电荷的转移实现的,C对.5 .绝缘细线上端固定, 下端挂一轻质小球a, a的表面镀有铝膜; 在a近旁放一金属球b,开始时, 、6都不带电,如图所示,现使6带电,贝 山 )A. 6将吸引“ ,吸住后不放开B. 6先吸引a ,接触后又把。排斥开C. a、之间不发生相互作用D.
7、 6立即把a排斥开解析:选B.b球带电后,使以产生静电感应,感应的结果是。靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷,远离b的一侧出现与b同种的感应电荷.虽然。 上的感应电荷等量异种, 但因为异种电荷离b更近, 所以b对 。作用力为引力.当6吸引“使两者接触后,由于接触起电,氏 。又带上同种电荷,有斥力作用,因而又把a排斥开,所以B正确.6 .如图所示, 将带电棒移近两个不带电的导体球, 两导体球开始时相互接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是()A .先把两球分开,再移走棒,棒的电荷转移到两球上B .先移走棒,再把两球分开C .先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开D ,棒的带电荷量不变,
8、两导体球不能带电解析:选C.使两球带电有两种方法,接触带电和感应起电.将棒接触其中一球,再把两球分开,小球会由于接触而带电,所 以C对.或者是将棒接近其中一个小球,小球会由于静电感应带电,若先移走棒静电感应现象消失,小球仍不带电, 所以应先将小球分开再移走棒, 小球才会带电, 并且这时棒上的带电荷量不变.所以A、B、D不对.7 .当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带电荷的电性和起电方式是()A .正电荷 B .负电荷C .接触起电 D .感应起电解析:选AC.用丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子而带正电,A正确,B错误;用玻璃棒接触金属球,使验电器带电,这
9、是接触起电,而不是感应起电.C对、D错.8 .使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下 列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是()解析:选B.当带电金属球靠近验电器时,验电器靠近金属球的一端电性与金属球相反,远离金属球的一端电性与金属球相同,所以只有B正确.9 .导 体 / 带5 0的正电荷,另一完全相同的导体8带一0的负电荷,将两导体接触会儿后再分开,则8导体的带电荷量为()A. Q B. QC. 2 Q D. 40解析:选C.两导体上的电荷先完全中和再平分,所以每个小球上带电荷量的大小为1 20.1 0 .如图所示,在两个带等量异种电荷的绝缘导体之间,对称地放着两个相
10、同的导体ab、c d ,现用导线把 、d连接起来,下列说法正确的是( )八 a b c do oA .有正电荷沿导线从a移向d ,进而形成方向为由。到d的电流B .有负电荷沿导线从d移向a ,进而形成方向为由。到d的电流C .达到静电平衡后,a、d端均不带电D .达到静电平衡后,b、。 端均不带电解析:选 B . 本题中若 、d连接起来,导体a b 和 c d 就组成一个新的导体,山于静电感应,靠近正电荷的。端带负电,靠近负电荷的d端带正电,权 c两端不带电,故 C错,D对. 在金属导体中只有带负电的自由电子移动,正电荷不能移动,故 A错,B对.二、非选择题1 1 . 如图所示,把力、8 在带
11、电体C旁边相碰一下后分开,然后分别接触一个小电动机的两个接线柱,如果小电动机非常灵敏,它便会开始转动,当电动机还没有停止时,又立刻把 力、8 在 C旁边相碰一下分开,再和小电动机两接线柱接触,如此下去,小电动机便能不停地转动,这不是成了永动机而违背了能量守恒定律了吗?解析:此现象并不是永动机,也没有违背能量守恒定律. 因为把/ 、8 分开的过程中外力要对4 8 不断地做功,这是把机械能转化为电能的过程.答案:见解析1 2 .某同学设计了 个证明电荷守恒的实验,实验装置如图所示. 实验步骤如下:( 1 ) 用一根金属杆连接两只相同的验电器,让带电的有机玻璃棒靠近金属杆的一端,两只验电器的箔片均张
12、开,为什么?( 2 ) 在两只验电器的箔片均张开的情况下,先移走金属杆,再移走带电的有机玻璃棒,这时验电器的箔片是否保持张开状态?为什么?( 3 ) 再用金属杆连接两只验电器,将会出现什么现象?这个现象说明了什么?这个实验能证明电荷守恒吗?为什么?解析:( 1 ) 带电的有机玻璃棒靠近金属杆的一端时,金属杆因静电感应,两端带等量异种电荷,与金属杆连接的验电器因此而带电,带电的验电器的箔片因库仑斥力而张开.( 2 ) 保持张开状态. 因为验电器所带的电荷没有失去,箔片因电荷的斥力仍然处于张开状态.( 3 ) 验电器的金属箔片又重新闭合. 说明两验电器所带电荷量相等,电性相反. 能证明电荷守恒.
13、因为它说明了电荷不是创生的,只是从一个物体转移到另个物体,一个物体得到多少电荷,另一个物体必然因失去相同的电荷而带等量的相反电荷,电荷总量不变。答案:见解析第一章第二节 同 步 测 控 1 . A, 8两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到/、8附近时,A. 8之间的库仑力将()A.可能变大 B .可能变小C . 一定不变 D.不能确定解析:选C .由库仑定律 尸 = / 乎 可 知 ,当 。卜 。2、r不变时两点电荷间的库仑力尸不变,与是否存在其他电荷无关,故C正确,A、B、D错误.2 . ( 2 0 1 2青岛高二期中) 真空中两个点电荷。卜 。2 ,距离为R ,当2 1增大到原来的3倍,
14、0 2增大到原来的3倍, 距离及增大到原来的3倍时, 两电荷间的库仑力变为原来的()A . 1倍 B . 3倍C . 6倍 D . 9倍解析:选A .由尸= 气2知,Q、0 2、R均增大到原来的3倍时,结果仍为尸,故A对.3 .下列对于库仑定律的理解错误的是()A.库仑定律适用于真空中的点电荷B.当半径为厂的两带电小球相距为, 时,可用库仑定律计算它们间的静电力C.在干燥空气中的两个点电荷间的静电力可用库仑定律计算D .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们各自所受的库仑力大小一定相等解析:选B .库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,干燥空气中的点电荷也近似适用,故A、C正确;半
15、径为 的两小球距离是r时,不能看做点电荷,故库仑定律不适用,B错误;两点电荷间的静电力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,故D正确.4 .如图所示,连接两小球的绝缘丝线长都为/ , 不带电时,0 4绳 的 拉 力 大 小 为AB绳的拉力大小为尸2 ,使2、8带上电后,0 4、N 8绳中的拉力大小分别为尸/ 和 & ,则可能有()04B6A . F i =F j F2 F2rB . F i F j F2=F 2C . F= Fi F2= F2D . F2 F2解析:选 AS、B不带电时,Fl= ( mA + mB) g , &= 加 *. / 、B带同种电荷时,以 A 、B整体为研究对象,有为
16、 ( mA+mB) g,故 丹= 尸| .以5为研究对象,有 B = F+mBg F2.若 4 、 8带异种电荷,仍有尸1 =( 见4 + 加8 次 = / 1,而 & = ? B g 一尸册 8B.当真空中的两个点电荷间的距离r 0 时,它们之间的静电力厂一 8C.当两个点电荷之间的距离厂一8时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个点电荷之间的距离r-0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了解析:选 D . 由 尸 = 当 四 知 ,当 , f8,尸 f( ) , A、C错 . 当 z - O 时,0 1、。 2 不能看作点电荷,库仑定律不再适用,B错,D对.2 .下列可看做点电荷
17、的是()A.体积小的带电体B.球形带电体C.带电少的带电体D.大小和形状对作用力影响可忽略的带电体解析:选 D . 带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多,而不是看物体本身有多大,形状如何,也不是看它所带的电荷量多大. 故A、B、C错,D对.3 . 如图所示,半径相同的两个金属小球/、B ,带有电量相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是E 今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与48 两球接触后移开. 这时,A, 8 两球之间的相互作用力的大小是()解析:选 A.因工、8 间有吸引力,故/ 、5 带异种电荷,设 / 带 电 量 % = + 。,8
18、带电Q-。+ 号 0量 q B = - Q,又 C 不带电,它与Z 接触后2 ,再与8 接触伙 Q =彳 = 夕8,根据库仑定律:F= = S F,=能 =(故选A-4 . 如图所示,两个质量均为机的完全相同的金属球壳a 与 b , 壳层的厚度和质量分布均匀,将它们分别固定于绝缘支座上,两球心间的距离为/ , 为球半径的3 倍. 若使它们带上等量异种电荷,两球电量的绝对值均为。,那么。 、6 两球之间的万有引力尸小库仑力F阵分别为()解析: 选 D.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体, 虽然两球心间的距离/ 只有半径的3 倍, 但山于壳层的厚度和质量分布均匀, 两球壳可看做质量集中于球心的
19、质点. 因此,可以应用万有引力定律. 对于八b两带电球壳,由于两球心间的距离/ 只有半径的3 倍,不能看成点电荷,不满足库仑定律适用条件,故 D 正确.5 . 两个带电金属球,相距不是很远,当它们带同种电荷时,它们之间的作用力的大小为 Q; 当它们带异种电荷时,电荷量与前者相同,距离与前者相同,它们之间的作用力大小为B ,则()A. F =F z B. FiF2 D.不能确定解析:选 B . 本题中两个金属球不能视为点电荷. 当它们带同种电荷时,同种电荷相互排斥,电荷分布在相对较远的表面;当它们带异种电荷时,电荷之间相互吸引,电荷分布在相对较近的表面上,所以前者电荷间平均距离大于后者, 所以前
20、者的库仑力小于后者,故选B .6 . 如图所示,三 个 完 全 相 同 的 金 属 小 球b、c 位于等边三角形的三个顶点上. 。 和 c带正电,6带负电,。所带的电荷量比6的 少 . 已 知 c 受到。和人的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A.尸 1 B.尸 2C . B D.尸 4。 午 - - -QF 斥解析:选 B . 对小球c 研究,c受 。的排斥力F斥 ,受 6的吸引力尸引,若尸斥= 尸引,则两力的合力沿水平方向,即与M 平行且向右,由于仙,所以尸引/ 斥,则合力应向上偏 ,故应是B,如图所示.7 .真空中两个同性点电荷夕卜仪,它们相距较近,保持静止状态.
21、 今释放伙,且 7 2 只在办的库仑力作用下运动,则仅在运动过程中()A.加速度不断增大 B.速度不断增大C.加速度始终保持不变 D.速度先增大后减小解析:选 B . 由 尸 = 乎 及 。 =知,位的加速度减小,由于库仑力做正功,4 2 的速度不断增大,B对.8 .如图所示,两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为办和加2 , 带电荷量分别为g和仅,用细绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与竖直方向成夹角a和P ,且两球处于同一水平面上,则下列说法正确的是()A.若加 = ?2 ,夕 夕 2 ,则 a V B .若加 = ?2 ,9 1 仅,则C.若加1 利 2 ,矶= 夕2 , 则
22、D.4 1 、伙是否相等与a 、尸大小无关,若加 加 2 ,则夕mig解析:选 D . 对 如 受力分析如图. 由共点力的平衡条件Ft es i n a = ? F ;fcosa=mig由解得t a n a =鬻,所以可得a与 刃伙的乘积有关,与小球的质量有关,与两个小球的带电量是否相等无关,同理得tan= . 所以a 、与小球的质量有关,与夕卜q2是否相等无关,故 A 、B 、C 错误,D 正确.9. ( 20 1 2 洛阳高二期中) 把一带正电小球。放在光滑绝缘斜面上,欲使小球。能静止在如图所示的位置上,需 在 间 放 一 带 电 小 球 6,则球b可能()A .带负电,放在/ 点B.带负
23、电,放在5点C .带负电,放 在 C 点D .带正电,放在4 点解析:选 C D . 对。受力分析,除重力、支持力以外,还受库仑力,三力合力为零,结合的重力、支持力的方向可判断,若在4 点放,必须是正电荷,若在C 点放,则必须是负电荷,故 C 、D 正确.1 0 . 如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为式4 0 ) 的相同小球,小球之间用劲度系数均为松的轻质绝缘弹簧连接. 当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度均为 / . 已知静电力常量为乳若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为()c / - 怒解析:选 C. 取左侧小球为研究对象,设弹簧伸长量为X,由 平 衡 状 态 得 +算
24、 ,解得x = 券,故弹簧原长为/ 。 =/ 一工=/ 一 森 ,C 选项正确.二、非选择题1 1 . 一根置于水平面上的光滑玻璃管( 绝缘体) ,内部有两个完全一样的弹性金属球4B ,带电荷量分别为9。 和一 , 从图所示的位置山静止开始释放,问两球再经过图中位置时,两球的加速度是释放时的几倍?A B。( )解析:A, 8 球吸引接触后,净电荷为9。-0 = 8 。,平均分配后各得4。,再经过图示位置时,库仑力是原来的 当 普 = 目倍. 故加速度是释放时的导倍.答案:竽倍1 2 .如图所示,长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,悬 于 。点,小球所带的电荷量 为 0 . 当在。点另外固定一个
25、正电荷时,若小球静止在A处,则细线拉力是小球重力mg的 2 倍. 现将小球拉至图中8 处( 8=6 0 。 ) ,并放开使之摆动,问:( 1 ) 固定在。处的正电荷的带电荷量为多少?( 2 ) 小球回到/ 处时悬线拉力为多少?解析:( 1 ) 设 。处正电荷电荷量为q , 悬线拉力为E 球在 处静止时,由受力分析可得F = h f + m g ,又故 第 二 mg ,所以4 = 嘴 上( 2 ) 小球回到A处的过程中只有重力做功,由动能定理可得mg L (c os 6 0 )=2 v2.2由牛顿第二定律可得p ? g 苧= ? /由以上各式联立解得尸=3mg .答案:( 1 ) 喏 ( 2 )
26、 3 ? g第一章第三节 同 步 测 控 1 . ( 2 0 1 2 德州高二期中) 关于电场,下列说法中错误的是()A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场B .电场是一种物质,是不依赖于我们的感觉而客观存在的C .电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它其中的电荷有力的作用D .电场是人们假想出来的,实际并不存在解析:选D.电荷在周围空间一定会产生电场,它是一种客观存在的物质,电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,A、B、C均对,D错.2. ( 2012 新余高二期中) 如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条直线上有48两点,用 & 、EB表示4
27、、8两处的场强大小,则()4BA. A, 8两点场强方向相反B .电场线从4指向2 ,所以国 扁C. /、8同在一条电场线上,且电场线是直线,所 以 &= EBD .不知4、8附近的电场线分布状况,及( 、品的大小不能确定解析:选D.由于电场线是直线,所 以 & 与 之 方 向 相 同 ,A错. 由于不知Z、8两点附近电场线的疏密情况,不能确定心 、心 的大小关系,B、C错,D对.3 .对于点电荷0产生的电场,下列说法正确的是()A .电场强度的定义式仍成立,即E = F /q,式中的g就是产生电场的点电荷B .在真空中,电场强度的表达式为=半 ,式中0就是产生电场的点电荷C .在真空中,E=
28、虏 ,式中。是试探电荷D .以上说法都不对解析:选B.场强的定义式E=/ 中 ,q是试探电荷,故A错;E=多 为 点电荷0产生场强的决定式,式中0为场源电荷,故B正确,C、D错误.4 .如图所示甲中的力8是一点电荷的电场线,图乙是放在电场线上C、。 处试探电荷与所受到的电场力间的函数图线,下列说法正确的是()A .场源电荷带正电,位 于 8 之间B .场源电荷带正电,位于8侧C .场源电荷带负电,位 于 / 侧D .场源电荷带负电,位 于CD之间解析:选C.根据电场强度的定义式可知, 在F-q图象中,图线斜率的大小表示电场强度的大小,因此小 % . 而在点电荷电场中,离点电荷近的点电场强度大,
29、故场源电荷在4侧.5. 两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结,置于场强为E 的匀强电场中,小 球 1和 2 均带正电. 电荷量分别为%和伙伙) . 将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示,若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力/ 多大?( 不计重力及两小球间的库仑力)E球 2 。 。 球 I.解析:以小球1 为研究对象,由牛顿第二定律可得Eq1 F ma以小球2 为研究对象,由牛顿第二定律可得F-Eq2=ma以上两式联立解得:尸 =; ( % 一 伙) 答案:沏 一 2A 课 时 作 北 一、选择题1 . 下列说法正确的是()A . 电荷量很小的电荷在周围空间不会产生电场B .
30、 电场是一种特殊物质,电场线是假想的曲线C . 电荷间的相互作用是通过电场而产生的D . 取走电场中某点的试探电荷后,该点的场强为零解析:选 BC.电荷在周围空间一定产生电场,电场线是假想的曲线,A 错,B 对. 电荷间的相互作用是通过电场产生的,C 对. 电场强度由电场本身决定,D 错.2 .电 场 强 度 的 定 义 式 为 下 列 说 法 正 确 的 是 ()A . 该定义式只适用于点电荷产生的电场B . 厂是试探电荷所受到的力,q 是产生电场的点电荷的电荷量C . 场强的方向与F 的方向相同D . 由该定义式可知,场中某点电荷所受到的电场力大小与该点场强的大小成正比解析:选 D.定 义
31、 式 对 任 何 电 场 都 适 用 ,所以A 错;且公式中产指试探电荷在这一点所受的电场力大小,g 是指试探电荷的电荷量,所以B 错;场强方向与正电荷在该点所受尸的方向相同,与负电荷所受尸的方向相反,所以C 错;由定义式可得,F 与 E 成正比,所以D 对.3 . 关于电场力和电场强度,以下说法正确的是()A. 一点电荷分别处于电场中的/、8 两点,电荷受到的电场力大则场强大B . 在电场某点如果没有试探电荷,则电场力为零,电场强度也为零C . 电场中某点场强为零,则试探电荷在该点受到的电场力也可能不为零D. 试探电荷在以一个点电荷为球心,半径为r 的球面上各点受到的电场力相同解析:选 A.
32、逐项分析如下4.( 2012山东兖州高二期中) 正电荷q在电场力的作用下由P 点向。点做加速运动, 而且选项诊断结论A由场强的定义知,试探电荷确定后,它受的电场力越大,该处场强就越大VB电场强度是山产生电场的场源电荷所决定的,与其他电荷无关C当电场强度为零时,说明在该处放入电荷时,不会受到电场力的作用D在点电荷形成的电场中,与点电荷等距离处,电场力的大小是相同的,但是方向却不相同加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是下图中的哪一个图()P 一 -e._ 4L,A B C D解析:选 D.正电荷受电场力方向与场强方向相同,由于加速运动,电场力由P 指向0,加速度由电场力产生,由牛顿第二定律
33、知,a = g ,可见场强增大,所以D 正确.in5 . 关于同一电场的电场线,下列表述正确的是()A . 电场线是闭合的曲线B . 电场线越密,电场强度越小C . 电场线越疏,电场强度越小D . 电场线的切线方向,是该点场强方向解析:选 CD.电场线不闭合,A 错,电场线密,电场强度大,电场线疏,电场强度小,B 错,C 对. 电场线的切线方向是场强方向,不是电荷的运动方向,D 对.6. ( 2012 新余高二期中/、 8 在某个点电荷电场中的一根电场线上,在线上N点处放入一个自由的负电荷,它将沿电场线由静止向8 点运动,下列判断哪些是正确的()A . 电场线山8 指向力 , 该电荷做加速运动
34、,加速度越来越小B . 电场线由8 指向4该电荷做加速运动,其加速度大小的变化由题设条件不能确定C . 电场线由/ 指向8 , 电荷做匀加速运动D . 电场线由8 指向a电荷做加速运动,加速度越来越大解析:选 B.负电荷受电场力方向山/ 指向8 , 故电场线由8 指向4 , 电荷做加速运动,但根据一条电场线无法判断场强大小,故加速度大小无法确定,B 对.7 . 在下图各电场中,4 、8 两点电场强度相同的是()解析:选 C.电场强度是矢量,/ 、8 两点的电场强度相同时,电场线的疏密相同,方向也相同,因此只有C 正确.8 . 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为IO,N/C ,已知一半径为1 mm
35、的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10 M s2,水的密度为IO, kg/n?. 这雨滴携带的电荷量的最小值约为()A. 2X109C B. 4X 10-CC. 6X10 9C D. 8X10 9C解析:选 B.带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止,根据平衡条件电场力和重力必4 4p铲/g 103X-X3.14X 10 9X 10然等大反向 mg=Eq, 则 q= = 卫 10 C.9 . 如图所示,带箭头的线段表示某一电场的电场线,在电场力的作用下( 不计重力) ,一带电粒子运动轨迹如图中虚线所示,以下判断正确的是()A.A, 8 两点相比较,/ 点场强小B . 粒子在4 点时加速
36、度大C . 粒子带负电D . 因粒子运动方向不确定,无法判断粒子的电性解析:选 AC.电场线疏密程度表示场强大小,所以人对 ;由尸= % 得粒子所受电场力产与E 成正比,所 以 已 & ,又因为F = 机 “ ,所以尸又与。成正比,见 劭,B 错;假设粒子 从 /向 8 运动,则速度方向沿轨迹的切线方向,若粒子带正电,则受力沿电场线方向,因为物体做曲线运动时轨迹偏向力的方向,与题图不符,所以粒子带负电,C 对;若粒子从8 向4 运动,速度方向沿轨迹切线方向,若粒子带正电,受力仍沿电场线方向,轨迹偏转方向与题图不符,所以粒子带负电. 由以上分析可得,D 错.1 0 .在一个电场中的a、b、c、d
37、 四点分别引入试探电荷时,测得的试探电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象如图所示,那么卜列叙述正确的是()A . 这个电场一定是匀强电场B. a、b、c 、d 四点的场强大小关系是品瓦, 瓦) 4C. a、b、c 、 四点的场强大小关系是属& & D . 无法确定这四点的场强大小关系解析:选 B.对于电场中给定的位置,放入的试探电荷的电荷量不同,它受到的电场力不同,但是电场力尸与试探电荷的电荷量q 的比值R q 即为场强E, E 是不变的量,因为尸= E q ,所以尸跟q 的 关 系 的 图 线 是 一 条 过 原 点 的 直 线 . 根 据 尸 结 合 题 中 “ 试探电荷所受电场力跟其
38、电荷量的函数关系图象”可知: 斜率绝对值表示场强的大小. 斜率绝对值关系是网| 心| 同闷, 则场强大小是旦所& . 所以B 正确,而 A、C、D 错误.二、非选择题11 . 如图所示, /为 带 正 电 。的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板尸处有一质量为 八电荷量为q 的小球,小球用绝缘细线悬挂于。点,小球受水平向右的电场力作用偏转 。角而静止. 试求小球所在处的电场强度. . . .L|Q r m,q解析:对小球进行受力分析如图所示. 由平衡条件得F =/ngtan。所以小球所在处的电场强度 F电 mg t an3E= =- - -q q小球带正电荷,因此电场强度方向水平向右.答案:鬻
39、 吗 方 向 水 平 向 右12 . 如图所示,一长为乙的绝缘细线下端系一个质量为加的金属球( 电荷量为一q) , 在细线的悬点0 处放一电荷量为+ 4 的点电荷. 要使金属球能在竖直平面内做完整的圆周运动, 它在最低点的最小速度是多少?若金属球在最低点刚好达到这个速度值, 在整个圆周运动过程中,细线的最大拉力是多少?( 设点电荷不影响金属球的电荷分布) 、 、 、,/ 、,; TO ,;、 、 ,、 , 、61m - q解析:金属球在竖直面内做完整的圆周运动,它在圆周最高点处最小速度。应满足 陪+,=, 5 ( 此时细线的张力为零) ,小球做圆周运动,静电力对小球不做功,小球机械能守恒,则金
40、属球在圆周最低点处的速度的最小值。 0 应满足5 M = +机 g .2 L ,解 得 为 =yj5g +需 . 金属球以此速度通过最低点时,细线有最大拉力R此时有尸十 代 一 ? g= /n,2 2解得 F=mg生+n=6mg.答案:7 + 翳6饯第一章第四节 同 步 测 控 1 . 使一个绝缘导体所带电荷量增加一些,则导体内部的场强将()A. 一定增强 B. 一定减弱C . 可能增强也可能减弱 D . 保持不变解析:选 D. 孤立带电体是处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,不随电荷量的变化而变化. 故选D.2 . 真空中,有两个等量异种电荷,电荷量均为q , 相距为r , 两点电荷连
41、线中点处的电场强度大小为()A. 0B.羿C军D季解析:选 D.两点电荷在连线中点处的场强大小相等,方向相同,都等于E =kq4kq故中点处的合场强E c = 2 E = 峥 ,选 D.3 . 如图所示,“ 、人是两个正点电荷,MN 是 a、b 连线的中垂线,尸 是 上 一 点 ,关于尸点的场强方向,下列说法正确的是()M.p左. .右- b -NA . 若 。 “ 。 ” 户点场强指向M N左侧B .若Q “ = Q b ,尸点场强沿M N 向上C .若Q Q b ,有瓦, 0 ” 合场强方向偏向A/N右侧,A 错 . 若 0“= 4 , 合 场 强 方 向 沿 向 上 ,B 对,D 错.
42、若E1 1VEh,合场强方向偏向MN左侧,C 错.4 . 如图所示,8 是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳,工是验电器,A, 8 相距较远,导线C 的一端接验电器的金属球,下列现象正确的是() 将 C 的另一端与B的外壳接触,验电器的金属箔张开 将 C 的另一端与5 的内表面接触,验电器的金属箔张开 将 C 的另一端与8 的外壳接触,验电器的金属箔不张开 将 C 的另一端与8 的内表面接触,验电器的金属箔不张开A . B . C . D . 解析:选 A.假设8 带正电,则正电荷应分布在8 的外表面上,不管C 接 8 的外壳还是内表面,验电器的金属球导电杆和金属箔通过导线C 与 8 就构成一个整
43、体,因平衡状态下带电体电荷只分布在外表面上,山于验电器在B的外部,也就成了这个整体的外表面的部分. 因此,无论C 的另一端与5 什么地方接触,验电器一定带电,、正确,选 A.5. ( 2012桂林高二检测) 在真空中有两个点电荷4 和 8 , 电荷量分别为一。和+ 2 0 ,相距 为2 1 ,如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为 / ) 的空心金属球,且球心位于。点,如图所示,则球壳上的感应电荷在。处的场强的大小为多少?方向如何?斗 一 冷解析:根据电场的叠加和静电平衡,球心。处的合场强为零,即感应电荷在O 处产生的电场强度与4 8 两点电荷在O 处所产生的合场强等大、 反向, 即E .=
44、 邑 + &=华 +写 =孥,/ 、8 在 O 处产生的合场强方向向左,所以E 超方向向右.答案:孥向右 谍 时 作 业 一 、选择题1 . 一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是下图中的()解析:选 B.导体放在电场中内部场强为零,所以A 错误,但是不接地时不能屏蔽内部的电场,所以外部应当有电场线. 又内部放置的是正电荷,所以电场线应向外辐射,故 B选项正确.2 . 下列关于静电平衡的导体,说法不正确的是()A . 导体内部没有电荷的运动B . 导体内部没有电场C . 导体内部没有电荷,电荷只分布在导体外表面D . 以上说法均不正确解析:选 ABC.导体处于静电平衡后
45、,导体内部没有电荷定向移动,内部场强为零,且净电荷分布在导体外表面,导体内部没有净剩的电荷,但仍有电荷存在,故 D 正确.3. 点 电 荷 1 和 8 , 分别带正电和负电,电荷量分别为4。和 。,在 /、8 连线上,如图所示,则电场强度为零的地方在()Q 4Q/ -B AA. 4和8之间 B. / 右侧C. B左侧 D. A的右侧及B的左侧解析:选C.因为/ 带正电,8带负电,所以只有/ 右侧和8左侧电场强度方向相反,因为所以只有8左侧,才有可能心与之等大反向,因而才可能有日和品矢量和为零的情况.4 .处于静电平衡的导体,内部场强处处为零的原因是()A .导体内部无任何电场B .外电场不能进
46、入导体内部C .所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零D .外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零解析:选D.导体内部场强处处为零是由于感应电荷的电场与外电场叠加的结果,故D正确.5 .电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是()A .铜丝编织的衣服不易拉破B .铜丝编织的衣服美观C .电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D .铜丝电阻小,能对人体起到保护作用解析:选C. 电工穿高压作业服能起到静电屏蔽的作用,使体内场强为零. 选C.6 .如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是()A. A, 8两点场强相等,但
47、不为零B. A, 8两点的场强不相等C .感应电荷产生的附加场强大小是以| 区域. 接地后,地球为远端,故电子沿导线向导体移动.7. 将悬挂在细线上的带正电的小球Z放在不带电的金属空心球C内( 不和球壁接触) ,另有一悬挂在细线上的带负电的小球8向 C靠近,如图所示,于是有()A . 4往左偏离竖直方向,8往右偏离竖直方向B . /的位置不变,8往右偏离竖直方向C . /往左偏离竖宜方向,8的位置不变D.1和 8的位置都不变解析:选 B , 因为中性球壳C没有接地,所以C的内部电场可以影响外部,即N球要通过 C外壁上的感应电荷在8球处激发电场,所以8球要受到向右的作用力. 要维持8球的平衡,悬
48、挂B球的细线必须向右偏离竖直方向. 又因为导体外部的电场影响不到导体内部,即A球所处的金属空心球内部空间的合电场强度为0 , 所以A球不受B球电场的作用力. 只受 到 C的内壁感应负电荷的作用力,对称平衡,所以悬挂N球的细线仍处于竖直状态,故选项B正确.8. ab是长为I的均匀带电细杆, /、 尸 2 是位于ah所在直线上的两点, 位置如图所示. 上电荷产生的静电场在多 处的场强大小为E i ,在 巳 处的场强大小为民. 则以下说法正确的是()山 也一 2II I * - I1 /4 1 / 4A.两处的电场方向相同,E E2B.两处的电场方向相反,EIE2C.两处的电场方向相同,Et E2D
49、.两处的电场方向相反,EXE2解析:选 D . 设均匀带电细杆带正电荷,对 修,均匀带电细杆左边( 和右边 的电荷在B点的场强叠加为零, 细杆右边距尸演半处的电荷对B 点叠加后的场强为与, 方向水平向左;对 P 2 ,均匀带电细杆整个杆的电荷对0 2 均有场强,叠加后为瓦,方向水平向右. 对修 产生场强的电荷小于对P 2 产生场强的电荷,所以两处的场强方向相反,E1EbEcB. Ea=E/j EcC. Ea=Ef,=EeD. EaEcEb解析: 选D.由静电平衡知识可知,6处场强为零,电场线分布如图,电场线越密的地方,场强越大,所以心 瓦邑=0.10 .如图所示,两个等量异号的点电荷在其连线的
50、中垂线上有与连线中点。 等距离的两点a、b ,在连线上有距中心。等距离的两点c、d.则下列场强大小的关系式正确的是()A. Ea=Eb B. Ea=Eo=EbC. Ec=E()=Ed D. Ec=EdE。解析:选AD.根据E=号可知,点电荷在a、b两点的场强大小相等且合场强方向均垂直乃连线向右,A项正确.c、 两点场强大小相等、方向由c指向乩 而 & = 户Ea=EbEo, B、C项均错,D项正确. 故正确答案为AD.二、非选择题11 .如图所示,在孤立点电荷+ 。的电场中,金属圆盘力处于静电平衡状态. 若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘/ 内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电
51、场线( 用实线表示,要求严格作图) .解析:金属圆盘A处于静电平衡状态,因此内部每点的合场强都为零,即金属圆盘A内的每一点,感应电荷产生的电场强度都与点电荷。 在该点的电场强度大小相等、方向相反,即感应电荷的电场线与点电荷。的电场线重合,且方向相反,如图所示.+2答案:见解析1 2 .正电荷。放在一匀强电场中,在以。为圆心、半径为, 的圆周上有 、6、c 三点,将试探电荷q 放 在 。点,它受到的电场力正好为零,则匀强电场的大小和方向如何? b, c两点的场强大小和方向如何?解析:根据题意可知, 试探电荷夕所在点的电场是由两个电场叠加而成的. 根据题意可知,正电荷。在 a 点的场强和匀强电场的
52、场强大小相等、方向相反,所以匀强电场的大小为E=革 方向向右,在 b 点,两个电场合成可得及1=2号 ,方向向右,在 c 点,两个电场合成可得瓦. =正虏,方向与电场线成45。 角斜向右上方.答案:匀强电场:% 向 右b点:半向右。点:零 与 电 场 线 成 45。 角斜向右上方章 末 综 合 检 测( 时间:90分钟,满分:100分)一、选择题( 本题共12小题,每小题4 分,共 48分. 在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,有选错或不答的得0 分)1 . 最早提出用电场线描述电场的物理学家是()A . 牛顿 B .
53、伽利略C . 法拉第 D . 阿基米德解析:选 C.最早提出用电场线描述电场的是法拉第,C 正确.2 . 对电场线的描述正确的是()A . 电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向B . 电场线永不相交C . 电场线是闭合曲线D . 电场线是假想曲线解析一 :选 ABD.由电场线的特点可以知道,A 、B、D 对,C 错.3 . 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,图为点电荷。 、6 所形成电场的电场线分布图,以下儿种说法正确的是()A. a、6 为异种电荷,a 带电荷量大于6 带电荷量B. a、6 为异种电荷,a 带电荷量小于b 带电荷量C. a、b 为同种电荷,a 带电荷量大于b 带电
54、荷量D. a、6 为同种电荷,a 带电荷量小于6 带电荷量解析: 选B.由电场线分布情况可知a、b为异种电荷, 又6处电场线比。处电场线要密,故6处附近场强大于。处附近场强,人带电荷量大于。带电荷量,所以B正确.4. 4为已知电场中的一固定点,在工点放一电量为q的电荷,所受电场力为F, 4点的场强为E,则()A .若在4点换上一9,4点场强方向发生变化B .若在N点换上电量为2 q的电荷,A点的场强将变为2 EC.若在1点移去电荷g, /点的场强变为零D. ”点场强的大小、方向与夕的大小,正负、有无均无关解析:选D ./点的电场强度的大小,方向由电场本身决定,与放在工点的电荷g的大小,正负、有
55、无均无关,D对.5 .对于库仑定律,下列说法正确的是()A .凡计算真空中两个带电体间的相互作用力,就可使用公式尸=/ 印上B .两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C .相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D .当两个半径为r的带电金属球中心相距为4厂时; 对于它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带电荷量的多少解析:选C. 真空中的带电体,只有能看作点电荷的,才遵循库仑定律,A项错误;当两带电小球相距非常近时, 它们的体积大小就会影响其电荷的分布情况, 它们不能视为点电荷,库仑定律不再适用,B项错误;只要是相互作用力,都遵守牛顿第. 三定
56、律,大小相等,方向相反,C项正确;显然,当两球相距不太远时,两金属球上的电荷会因彼此的静电力作用而相互远离或靠近,此时的静电力大小与电性有关,D项错误.6 .如图所示,在两等量异种电荷的电场中,为两电荷连线的中垂线, “ 、c关于MN对称,6是两电荷连线的中点,d位于两电荷的连线上,以下判断正确的是()Ma-.j.NA. b点场强大于d点场强B. 6点场强小于4点场强C .正电荷q在 、 两点受电场力相同D .负电荷沿的V移动时,所受电场力的方向不变解析:选 BD.山等量异种电荷产生的电场的电场线可以知道,EdEh, A 错,B 对. 山于该电场关于中垂线对称,c 两点场强大小相等,故正电荷在
57、八c 两点受电场力大小相等,但 由 于 c两点场强方向不同,故电场力方向不同,C 错 . M N 上场强方向垂直向右,负电荷在上受电场力方向始终垂直儿W 向左,D 对.7 . 在点电荷形成的电场中,一电子的运动轨迹如图中虚线所示,其中 、6 是轨迹上的两点. 若电子在两点间运动的速度不断增大,则下列判断中正确的是()A . 形成电场的点电荷电性为正B . 电子一定是从a 点运动到方点C . 电子一定是从6 点运动到。点D . 电子的运动是匀变速曲线运动解析:选 C.电子做曲线运动,所受的合外力即电场力指向曲线的内侧,由此可以判断出电场力沿电场线由右指向左,电子带负电,故电场线的方向由左指向右,
58、因而形成电场的点电荷应为负点电荷,A 错误;电子受到库仑斥力,速度变大,应远离场源电荷,故运动轨迹为由6 点到。点, C 对, B 错;电子从6 点运动到a 点库仑力越来越小, 加速度越来越小,电子做变速曲线运动,故 D 错.8 . 下图分别是电场中某点的电场强度E 及所受电场力尸与放在该点处的试电荷g 之间的函数关系图象,其中正确的是()BD解析:选 A.电场中某点的电场强度由场本身的性质决定,与放入该点的试探电荷无关,A 项正确,B 项错误;试探电荷在该点受的电场力尸= ” ,尸正比于夕 ,C、D 项错误.9 . 在一个真空点电荷电场中,离该点电荷为功的一点,引入电量为q 的试探电荷,所受
59、到的电场力为尸,则离该点电荷为尸处的场强的大小为()A. E/q B. F献q?)C.D. FyjroMq解析: 选 B.在为处, 库 仑 力 / =黎 , 在 , - 处, 库 仑 力 尸 =竽 解 得 P = . 由z0尸 夕尸 尸 2得后q,B 正确.1 0 .图中。 、6 是两个点电荷,它们的电荷量分别为 ,。 2, 是 。 、6 连线的中垂线,尸是中垂线. 上的一点. 下列哪种情况不能使P 点 场 强 方 向 指 向 的 左 侧 ()左厂A. 01、02都 是 正 电 荷 , 且 |。 2|C. 01是负电荷,02是正电荷,且|0 |解析:选 B.正电荷在P 点的场强方向背离正电荷,
60、负电荷在P 点的场强方向指向负电荷,场强的大小与电荷量成正比. 根据点电荷的场强叠加原理可分析出正确选项为B.1 1 .图中实线是- - 簇未标明方向的由点电荷产生的电场线, 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹, 、b是轨迹上的两点. 若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图能作出正确判断的是()A . 电场强度的方向B . 带电粒子在 、6 两点的受力方向C . 带电粒子在4、6 两点的速度何处较大D . 带电粒子在八 6 两点的加速度何处较大解析:选 BCD.设粒子是由6 向“运动时,因为其轨迹向左偏,说明粒子受到向左的电场力作用,B 正确;因为电场力方向与初速度方向夹角小于9
61、0。 ,因此粒子做加速运动,所以在a 点速度大,C 正确;粒子电性未知,场强方向无法判断,A 错;根据电场线的疏密,可知粒子在b 点的加速度小,D 正确.1 2 .有一匀强电场,其场强为E,方向水平向右,把一个半径为, 的光滑绝缘环,竖直放置于场中,环面平行于电场线,环的顶点/ 穿有一个质量为机,电荷量为贝夕 0)的空心小球,如图所示,当小球由静止开始从N点下滑1 / 4圆周到8点时、小球对环的压力大小为)A. 2 mgC . 2 mg q EB . q ED . 2 ? g + 3 q解析:选D .山分析知:小球受重力?g、电场力Eg和轨道给环的力产,小 球 从 / 向8运动过程中,电场力和
62、重力对小球做功,所以由动能定理得后尹+ 喧厂= & 。22又在 B 点 F-Eq= % ,所以 F =2 mg + 3E q .二、计算题( 本题共4小题,共5 2分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)1 3 . ( 1 0分) 一根长为乙的丝线吊着一质量为加,电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成3 7。 角,( 重力加速度为g , s i n 3 7 o = 0 . 6 , c o s 3 7 o = 0 . 8 ) ,求:( 1 )电场强度E的大小;( 2 )剪断丝线后,小球的
63、加速度大小.解析:( 1 )显然小球带正电,由平衡条件得:机g t a n 3 7 o = ( 3分)故电场强度的大小后= 誓. (2分)( 2 )剪断丝线后小球所受合力为F t = 7 w g / c o s 3 7 ( 2分)根据牛顿第二定律尸令= 僧,( 2分)小球的加速度大小a = g / c o s 3 7 o = 5 g / 4 . ( l分)答案:翳( 2诙1 4 . ( 1 2分) 如图所示, - 绝缘细杆竖直立在水平向右的匀强电场中,电场强度为E , 质量为机的细环( 带电荷量为瓷套在细杆上,恰好可以匀速下滑,试求细环与细杆间的动摩擦因数. 如果要使细环以加速度。 = 上匀加
64、速下滑,电场强度? 应为多大?解析:由于不知道细环的带电性质,因此不能确定其所受电场力的方向,由此也不能确定细杆对环的支持力的方向,但 与 支 持 力N是大小相等、方向相反的一对平衡力,不影响细环在竖直方向的运动状态,而竖直方向的摩擦力/ 也不受N的方向影响,所以无论qE的方向是向左还是向右, 对本题的解没有影响. 因此我们假定细环带正电,受力分析如图所示.I fN- (1-qEmg因为尸=q E = 2 m g ,所以N= 2 ? g ( 3分)由于细环匀速下滑,所以有:f = p N = m g ( 2 分)2=管 =3 = 0. 5 ( 1 分)如果要使细环能以。 = 上匀加速下滑,由牛
65、顿第二定律有11 产gm g ju N =r ng =Nf = y= ? g . ( 3 分)而 N = q E, , ( 1 分)所以E =%=及=权0分)E答案:0. 51 5 . (1 4 分) 如图所示,A, 8两个带电小球可以看成点电荷,用两等长绝缘细线悬挂起来,在水平方向的匀强电场中,A, 8静止,且悬线都保持竖直,已知力、8相 距 3 c m, A的带电量为刃= + 2 . 0X 1 0- 9c . 求:A0 B(1 ) 匀强电场的场强大小和方向;(2 ) 小球8的电量和电性;(3 ) /、8连线中点处的场强大小和方向.解析:(1 ) 8 所处位置合场强为零,设匀强电场的场强为E
66、E = E . 4 = = 2 X 1 0 & N / C ,方向向左(4 分)(2 ) 4 、8整体水平方向所受外力平衡,则 8带负电,电 量 在 = 以 = 2 . 0义1 0- 9c (4 分)(3 ) 在力、8连线中点处& =EB=kqA= 8 X 1 04N/C ( 3 分)合场强后方= & +EB - = 1 . 4 X 1 05 N / C方向向右(3 分)答案:(l ) 2 X 1 04N / C方向向左(2 ) 2 . 0X 1 0-9C 带 负 电 (3 ) 1 . 4 X 1 05 N/C 方向向右1 6 . (1 6 分) 一个带正电的微粒,从/点射入到水平方向的匀强电
67、场中,微粒沿直线Z 8运动,如图所示, 48与电场线夹角6 = 3 0。 ,已知带电微粒的质量加= 1 . 0义1 0- 7 k g , 电荷量4 = 1 . 0X 1 0- 0(2 , 4、3相距X = 2 0c m. (取g = 1 0m/s 2 , 结果保留二位有效数字)B二A(1 ) 说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由.(2 ) 求电场强度的大小和方向.(3 ) 要使微粒从4点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是多少?.B解析:(1 ) 微粒只在重力和电场力作用下沿48方向运动,由于粒子做直线运动,则加速度与运动方向在同一直线上, 山于只受重力与电场力作用, 则其合力必与运动方
68、向同一直线,可知电场力的方向水平向左,如图所示,微粒所受合力的方向由8指向4与初速度以方向相反,微粒做匀减速运动.( 5分)( 2 )在垂直于A B方向上,有q E s i nOmg c os 0 0 ( 2分)所 以 电 场 强 度1 . 7 X 1 04 N/C, ( 2分)电场强度的方向水平向左.( 2分)( 3 )要使微粒由力运动到8点,速度为=0 ,微粒进入电场的最小速度办, 由动能定理得:mg L s i n3- - q E L c os 0 mV A/2 ( 3 分)代入数据,解得= 2 . 8 m/s . ( 2分)答案:( 1 )匀减速运动( 2 ) 1 . 7 X 1 04
69、 N / C方向水平向左( 3 ) 2 . 8 m/s第二章第一节 同 步 测 控 1 . 如图所示,48 是一条电场线上的两点,一带正电的点电荷沿电场线从1 点运动到 8 点,在这个过程中,关于电场力做功的说法正确的是()ABEA . 电场力做正功B . 电场力做负功C . 电场力不做功D . 电场力先做功后做负功解析:选 A.正电荷受电场力方向与场强方向相同,故由1 到 5 电场力做正功,A 对.2. ( 2012 中山高三检测) 如图是电场中某区域的电场线分布图,a、是电场中的两点,这两点比较()A . 6 点的电场强度较大B . 正电荷在a 点电势能较小C . 负点电荷从“点移动到6
70、点时电场力做正功D . 同一负点电荷放在a 点所受的电场力比放在b点时受到的电场力大解析:选 A.由电场线的疏密可知,EaEh, A 对 . 由 “到 6 , 电场力对正电荷做正功,对负电荷做负功,正电荷在。点电势能大于在6 点电势能,B、C 均 错 . 由 于 & 曷 ,故电场力工尺,D 错.3. ( 2012合肥高二检测) 如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个带负电的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹. 若电荷是从a 点运动到b点,以下判断正确的是()A . 电荷从a 到 6 加速度不变B.电荷从a到 6加速度增大C.电荷从。到 6电势能减小D.电荷从a到 6电势能增
71、加解析:选 D . 根据电场线的疏密程度可以判断在a点的场强大于b点的场强,也就是说试探电荷在“点受到的电场力大于在b点受到的电场力, 由牛顿第二定律可知电荷在a点运动的加速度大于在b点运动的加速度,所以选项A错误. 根据带电粒子做曲线运动的条件,曲线向合外力的方向弯曲,可判定,在 、b两点所受到的电场力的方向都应在电场线上并大致向左. 山此判断电场线方向向外发散,电荷在电场中从。点向6点运动,电场力对电荷做负功,电势能不断增加,选项D正 确 . 故 选 D .4.在场强大小为E的匀强电场中,一质量为机,带电荷量为+ q的物体以某初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0 . 8 q
72、 E / ? ,物体运动s 距离时速度为零,则一定不正确的是()A.物体克服电场力做功q E sB.物体的电势能减少了 0 . 8 E sC.物体的电势能增加了 q E sD.物体的动能减少了 0 . 8q E s解析:选 B . 电荷受电场力,FE,由于物体沿电场线反方向运动,电场力做负功,故物体克服电场力做功力= q E s , 电势能增加g E s , A、C对,B错. 由牛顿第二定律得,合力F =ma=O. Sq E ,到停下时, 合力做功力=一氏= 一0 . 8 夕国, 故物体动能减少0 . 8 夕 E s , D对.5 . ( 2 0 1 2 福州高二检测) 如图,匀强电场中带电荷
73、量为+q的电荷从8运动到N,电场力做功强= 1 . 6 X1 0 3 j 。 点定为零势能位置) ,问:B A( 1 ) 8点的电势能为多少?( 2 ) 若将电荷改为带电荷量为q的负电荷,其他条件不变,5点的电势能又为多少?解析:( 1 ) 电荷从8向Z运动,当电荷带正电时,电荷受力与运动方向相同,电场力做正功,电 势 能 减 少 , 因 为 % = 1 . 6 X1 0 -3 j , 所以A E p = 1 . 6 X1 0 7 J ;又 因 为 & =0,所以8点的电势能为& = 1 . 6 X1 0 7 j( 2 ) 当电荷带负电时,电荷受力与运动方向相反,电场力做负功,电 势 能 增
74、加 . 因 为 %= L6X 107J, 所以 A p = i . 6 X1 0 3 j :又 因 为 & = 0,所以 B = -1 . 6 Xl ( r 3 j答案: 1.6X1( ) TJ ( 2 ) -1 . 6 X 1 0-3 J 课 时 作 业 、选择题1 . ( 2 0 1 2 福州高二质检) 一负电荷仅受电场力作用,从电场中的/ 点运动到8点. 在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动, 则A、B两点电场强度均 、 以及该电荷在小8两点的电势能母 八 E p s 之间的关系为()A . EAEB B . EA E pB D . E pA E pB解析:选 C . 电荷做匀加
75、速直线运动,故场强E大小不变,A、B错. 由静止释放,电场力做正功,电势能减小,C对,D错.2 . 如图所示,带正电荷的点电荷固定于。点,电子在库仑力作用下,做以。为焦点的椭圆运动.M . P 、N为椭圆上的三点,尸点是轨道上离。最近的点. 电子在从收经尸到达N点的过程中()MA.速率-直 不 变 B.速率先增大后减小C.电势能先减小后增大D.电势能先增大后减小解析:选 B C . 在正点电荷产生的电场中,电子靠近电荷时,电场力做正功,速率增大,电势能减小;远离电荷时,电场力做负功,动能减小,速率减小,电势能增大,故 B 、C选项正确,A、D错误.3 . 一个电荷只在电场力作用下从电场中的4点
76、移到8点时,电场力做了 5 X1 0 -6 j 的功,那么()A.电荷在8点将具有5 X1 0 -6 j 的电势能B.电荷在B点将具有5 Xl ( p 6 j 的动能C.电荷的电势能增加了 5 X1 0 -6 jD.电荷的动能增加了 5 X1 0 -6 J解析:选 D . 某点的电势能的大小与选取的零势能点的位置有关,而电势能的变化与做功的多少有关,做了多少功,就有多少电势能发生转化,转化为动能.4 . ( 2 0 1 2 衡阳高二期中) 下列说法中不正确的是()A .把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加B.把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定减小C.把两个异种
77、点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加D.把两个异种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加解析:选 AB D . 同性电荷相斥,异性电荷相吸,所以同性电荷间距离增大时,电场力做正功,电势能减小;同性电荷间距离减小时. ,电场力做负功,电势能增大;异性电荷间距离增大时, 电场力做负功, 电势能增大; 异性电荷间距离减小时, 电场力做正功, 电势能减小. C正确,A 、B 、D错误.5 . 若取无穷远处电势能为零,下列说法正确的是()A . 无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处,电场力做的功越多,电荷原来的电势能越大B . 无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处,
78、电场力做的功越多,电荷原来的电势能越小C . 无论是正电荷还是负电荷, 从无穷远处移到电场中某点,克服电场力做功越多,电荷在该点的电势能越小D . 无论是正电荷还是负电荷,从无穷远处移到电场中某点, 电场力做的功越多,电荷在该点的电势能越大解析:选 A.因为无穷远处电荷的电势能为零,所以从电场中的某一点将电荷移动到无穷远处,电场力做的功就等于电荷在该点的电势能,所 以 A 正确,B 错误. 若是从无穷远处移动到电场中某点时电荷克服电场力做功, 说明把电荷从电场中该点移动到无穷远处电场力做正功,克服电场力做功越多,电势能越大,C 错误. 电荷从无穷远处移到该点,电场力做功越多,电势能越小,D 错
79、误.6 . 如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中“ 点以相同速度飞出八 b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,贝 立 )A. a 一定带正电,方一定带负电B . 。的速度将减小,6 的速度将增大C . 。的加速度将减小,6 的加速度将增大D . 两个粒子的电势能一个增加一个减小解析: 选 C.两粒子都仅在电场力作用下运动, 电场力做正功, 电势能减少, 速度增大. 根据电场线疏密表示场强的大小可知,a 受的电场力将减小,加速度也将减小,6 受的电场力增大,加速度将增大.7 . 如图所示,实线表示电场线,虚线是一个带负电的试探电荷在这个电场中仅受电场力作用下的部分
80、运动轨迹,若电荷是从。处运动到6 处,则以下判断正确的是()A . 电荷从a 到 6 加速度逐渐减小B .电荷从a到6加速度逐渐增大C .电荷在6处电势能较大D .电荷在b处速度较小解析:选BCD.由题图可知,6处的电场线比。处的电场线密,说明b处的电场强度大于 。处的电场强度. 根据牛顿第二定律,试探电荷在6处的加速度大于在“处的加速度, 选项A错误,选项B正确;电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,且合外力的方向应指向运动轨迹的凹侧,因为试探电荷带负电,所以电场线的方向是从疏到密. 从a -b ,电场力对试探电荷做负功,电势能增加,选 项C正确;电场力做功与路径无关,系统能量守恒,电势能
81、增加则动能减小,即速度减小,选项D正确.8. ( 2012山东兖州高二期中) /、8在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图所示,则() eLA .同一点电荷在/、8两点的电势能相等B .把正电荷从4点移到5点,电势能先增大后减小C .把正电荷从/ 点移到8点,电势能先减小后增大D. A, 8两点的连线上任意两点的电场强度相同解析:选A.48连线上场强方向都是垂直于Z 8连线指向负电荷一侧,但场强大小不相等,D错. 电场力垂直于Z 8连线,所 以 电 荷 在 连 线 上 移 动 时 ,电场力不做功,电势能不变,A对,B、C错.9. ( 2012衡阳高二期中) 如图所示,在y
82、轴上关于。点对称的4、8两点有等量同种点电荷+ Q ,在x轴 上C点有点电荷一。,且CO=O。,/ / 。 。=60。 . 下列判断正确的是( )A .。点电场强度为零B .。点电场强度为零C .若将点电荷+ q从 。移向C ,电势能增大D .若将点电荷一令从 。移向C ,电势能减小解析:选A.由场强叠加原理可知,。点场强为零,。点场强不为零,A对,B错 . 正电荷由。移 向 C,电场力做正功,电势能减小,C错. 把负电荷山。移 到 C,电场力做负功,电势能增大,D错.1 0 . 如图所示,细线拴一带负电的小球,球处在竖直向下的匀强电场中,使小球在竖直面内做圆周运动,贝 lj() - - -
83、- -EA .小球不可能做匀速圆周运动B.当小球运动到最高点时,绳的张力一定最小C.小球运动到最低点时,小球的线速度一定最大D. 小球运动到最低点时,电势能一定最大解析:选 D . 若小球所受的电场力与重力大小相等,方向相反,小球可在细线的作用下做匀速圆周运动,A 错;由于小球受电场力竖直向上,而电场力与重力的大小关系不确定,小球在最高点与在最低点速度大小关系不确定,绳的拉力大小关系也不确定,B 、C错,从最高点到最低点电场力做负功,故在最低点电势能最大,D对.二、非选择题1 1 . 有一带负电的点电荷, 从电场中的4点移到8点时; 克服电场力做功6 X 1 0 4 j . 从8点移到C点,电
84、场力做功9 X l ( p 4 j,问:( 1 ) 若以/ 为零势能点,B 、C两点的电势能各为多少?/、。间的电势能之差为多少?( 2 ) 若以8为零势能点,/ 、C两点的电势能各为多少? N、C间的电势能之差为多少?解析:( 1 ) 从 / 点 移 到 8点,克服电场力做功6 X 1 0 7 J , 电势能增加6 X 1 0 4 j , 由于“点的电势能为零,故 8点的电势能为6 X 1 0 4 J .从 8点移到C点,电场力做功9 X 1 0 T j , 电势能减少9 X 1 0 - 4 j , 故 C点的电势能为一3 X 1 0 4J .由于负电荷从1到 C电场力做的总功为3 X l
85、( ) T j , 所以/、 C间的电势能之差为3 * 1 04J .( 2 ) 以 8点为零势能点,电荷从4点移到8点,电势能增加6 X 1 0 4 J 后电势能成为零,故 4点电势能为一 6 X 1 0 - 4 工从 3 点移到C点,电势能减少9 X 1 0 ,故 C点电势能为一9 X 1 0 ,.A 、C间的电势能之差为3X 1 0 - 4 j答案:( 1 ) 6 X 1 0 4 J - 3X l ( ) T j 3X 1 0 4 J( 2) - 6 X 1 0 4J - 9 X 1 0 4J 3X 1 0 4J1 2 .如图所示, 根绝缘杆长/ ,两端分别带有等量异种电荷,电荷量为。,
86、杆处于纸面内时, 匀强电场的方向与杆的方向成角度a = 6 0 。 . 若场强为E , 使杆沿顺时针方向转过6 0 。角时. ,电场力一共做了多少功?其中负电荷的电势能有什么变化?变化了多少?解析:匀强电场中电场力做的功等于电场力与沿场强方向位移的乘积,电场力做正功,电荷电势能减小,电场力做负功,电荷电势能增加,电势能的变化量等于电场力做的功,电场力做的功是电势能变化的量度.正电荷受到的电场力沿场强方向, 负电荷受到的电场力沿场强反方向, 因此杆顺时针转动时电场力对正、负电荷都做正功,所以电场力共做功W =2Q E -l(-cos600)=1g/电场力对负电荷做功W = 2 ;/(l-c o
87、s 6 0 )=;7.电场力对负电荷做正功,所以负电荷的电势能减少,减少答案: Q E l减 少QEl第二章第二节同 步 测 控 1 . 如图,P、。是等量的正点电荷,。是它们连线的中点,/ 、8 是中垂线上的两点,O A O B ,用 & 、& 和 心 、他分别表示4 、8 两点的电场强度和电势,贝 火 ),B -P 9 QA. 邑 一定大于 品,内 一定大于仰B. 以 不一定大于品, 8 / 一定大于仰C. & 一定大于扁 , 你不一定大于仰D . 已不一定大于 ? ,9力 不一定大于3B解析:选 B.P、。所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定,电场强度是矢量,P 、Q两点
88、电荷在O 点的合场强为零,在无限远处的合场强也为零,从 O 点沿P。连线的中垂线向远处移动,场强先增大,后减小,所以项不一定大于私. 电势是标量,由等量同种电荷的电场线分布图可知,从 。点向远处,电势是一直降低的,故外一定大于9B,所以只有B 对.2 . 如图所示,虚线、b、c 代表电场中三个等势面,外一价= 夕/ 九 ,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、。是这条轨迹上的两点,据此可知()tA . 三个等势面中,尸点的电势最高B . 带电质点通过0 点时电势能较大C . 带电质点通过0 点时动能较大D . 带电质点通过P 点时加速度较小解析:选 B.带电质点无论从
89、尸点进入还是从。点进入,受电场力方向都是指向轨迹的内侧. 由于该质点带正电,且电场线方向和等势线处处垂直,所以等势面。电势最高,带正电的质点在。点的电势能较大,A 错误,B 正确. 正电荷只受电场力作用,其动能和电势能之和为定值,所以正电荷在。点的动能较小,在 P 点的动能较大,C 错误. 由于尸点处的等势面密,所以带电质点加速度大,D 错误.3. (2012潍 坊高二质检) 如图所示,。是一固定的点电荷,另一点电荷尸从很远处以初速度。射入点电荷。的电场,在电场力作用下的运动轨迹是曲线例Na、3 c是 以 。为中心 心 、& 、凡为半径画出的三个圆,七 一 心 = &一 &、2、3、4为 轨
90、迹 与 三 个 圆 的 一些交点. 以陷2 | 表示点电荷P 由 1 到 2 的过程中电场力做的功的大小,| 明4 | 表示由3 至 IJ 4的过程中电场力做的功的大小,贝 W )A . | 名 2 尸 2 | 八4 | B. | % 2 | Eh c,阴 4 尸死加( 凡 一&) 故 陷 2 l 2 | % 4 1 ,A、B 均错.4 .如图所示,同心圆表示某点电荷。所激发的电场的等势面,已知 、6两点在同一等势面上,c 、d两点在另一等势面 上 . 甲 、乙两个带电粒子以相同的速率,沿不同的方向从同一点。射入电场,在电场中沿不同的轨迹。 曲 曲线、曲线运动,不计重力. 则下列说法中正确的是
91、()A.两粒子所带的电荷电性不同B .甲粒子经过c 点的速度小于乙粒子经过d点时的速度C.两粒子的电势能都是先减小后增大D.经过b点时,两粒子的动能一定相等解析:选 A . 由轨迹可知,甲粒子受引力作用,乙粒子受斥力作用,故两粒子电性不同,A对 . 甲 由 4到 c,电场力做正功,动能增大,乙由6到 4,电场力做负功,动能减小,故B 错. 乙粒子电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,甲粒子电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大, C错 . 经 b点时两粒子速率相等,由于质量关系未知,故动能不一定相等,D错.5 .将一带电荷量为9 = 2 X 1 0 - 6 c的点电荷从电场外一点尸移
92、至电场中某点出 电场力做功4 义1 0 - 5 j , 求 4点的电势.解析:根据题意可知,将点电荷由电场中的/点移动到电场外( 无穷远处) ,电场力做功为 =-4 X 1 0 - 5 j, 所以点电荷在/点的电势能为稣* = -4 X 1 0 5 J , A点的电势必 = 寸 =- 4 X 1 0 -2 X 1 0 6V = - 2 0 V.答案:一2 0 V 课时作出 一、选择题1 . ( 2 0 1 2 济南高二质检) 有一电场的电场线如图所示,场 中 / 、8两点的场强和电势分别用瓦( 、邑和夕八夕8 表示,则()A . EAEB、夕 4 夕 8B. EAEB,(PA(PBC . EA
93、(PBD . &、(pA (pB解析:选 D . 由电场线的疏密可知,EAEB- ,由电场线方向可知内 仰,D对.2.关于同一电场的电场线,下列表述不正确的是()A.电场线是客观存在的B .电场线越密,电场强度越小C.沿着电场线方向,电势越来越低D.电荷在沿电场线方向移动时,电势能减小解析:选 A BD . 电场线只是为了形象描述电场而假想的线,实际不存在,故 A错. 电场线越密,电场强度越大,故 B 错. 沿电场线方向电势越来越低,正电荷电势能减小,负电荷电势能增大,故 C正确,D错误.3.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过点,再经过N点,可以判定
94、( )A . M 点的电势高于N点的电势B. / 点的电势低于N点的电势C.粒子在M 点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M 点受到的电场力小于在N点受到的电场力解析:选 A D . 根据电势顺电场线的方向降低,可 知 A对,B 错. 根据电场线的疏密表示场强的大小知/ = 4 ,知 C错,D对.4 . ( 2 0 1 2 上海高二质检) 下列说法正确的是()A.电场中某点的场强与试探电荷有关B .电场中某点电势的值与零电势点的选择有关C.电势的正负表示方向D.以上说法都不对解析:选 B. 场强山电场本身决定,与试探电荷无关,A 错. 电势的值与参考点选取有关,电势是标量,其正负表示
95、高于零电势还是低于零电势,不表示方向,B 对,C、D错.5 .带电粒子M只在电场力作用下由P 点运动到Q点,在此过程中克服电场力做了2 . 6 X K T j 的功. 那么( )A . 在 P点的电势能一定大于它在0点的电势能B . P点的场强一定小于0点的场强C . P点的电势一定高于。点的电势D . M 在 P点的动能一定大于它在0点的动能解析:选 D .粒子从尸一。克服电场力做功,即必迫 0,所以E pP=与 + & 2 ,而 E ppE p,所以故D正确;因不知电场线疏密和q的正负, 故 B 、C错.6 . ( 2 0 1 2 大连高二检测汝I图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,
96、在轴上有4、B 两 点 ,贝 I J ()A . / 点场强等于8 点场强B . /点场强方向指向x轴负方向C . 1点场强大于8 点场强D . A点电势高于8 点电势解析: 选 D .山等势面可知是负点电荷产生的电场, 由后=卓知,& (PB,B错,D对.7 .如图所示,某区域电场线左右对称分布,M 、N为对称线上的两点.下列说法正确的是()A. A/点电势可能低于M点电势B. A/点 场 强 定 大 于 N 点场强C . 正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能D . 将电子从M 点移动到N 点,电场力做正功解析:选 C.沿电场线方向,电势降低,所以 点电势一定高于N 点电势,A 错误;
97、电场线的疏密程度表示电场的强弱,由图可知,历 点场强一定小于N 点场强,B 错误;正电荷 g 在加点的电势能在N 点的电势能Ep“= g9N,由于仰/夕 “ , 所以岸” 用的C 正确;电子在电场中受电场力的方向沿MWr指向M ,故从M 移动到N , 电场力做负功,D错误.8. ( 2012天津高二期中) 关于电势和电势能的说法不正确的是( 以无穷远处为参考点) ()A . 电荷在电场中电势越高的地方电势能也越大B . 电荷在电场中电势越高的地方,电量越大所具有的电势能也越大C . 在正点电荷电场中的任意一点处,正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能D .在负点电荷电场中的任意一点处,正
98、电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能解析:选 ABD.由 昂 =如 知 ,由于小 p 都有正负,所以电荷在电势高的地方电势能不一定大,电荷量大的电荷在电势高处电势能也不一定大, A、B 均错.以无穷远处为参考点,正电荷电场中各点电势为正,负电荷电场中各点电势为负, 故在正电荷电场中,正电荷电势能大于负电荷电势能,在负电荷电场中,正电荷电势能小于负电荷电势能,C 对,D 错.9. ( 2012德州高二期中) 如图甲所示,在一条电场线上有Z 、8 两点,若从/点由静止释放一电子,假设电子仅受电场力作用,电子从A点运动到B点的速度一时间图象如图乙所示,贝 弘 )A . 电子在/ 、8 两点受的
99、电场力1V BB. / 、8 两点的电场强度& 心c . / 、8 两点的电势你方D. 电子在X 、8 两点具有的电势能EP/V EP8解析:选 B .由图象斜率减小可知,加速度减小,故场强减小,电场力减小,A 错,B对.由于电子速度增大,电场力做正功,故 E p“ E p , D错.电场力方向由4指向8 ,电场线方向由8 指向4故(PB%,C错.1 0 . ( 2 0 1 2 东城区高二检测) 如图所示,a、b、c 、d是某电场中的四个等差等势面,它们是互相平行的平面,下列判断正确的是( )abe dA. 该电场一定是匀强电场B. 这四个等势面的电势满足( pa( ph=ph (pc =(p
100、c 仰 ,则电场强度D. 如 果 则 电 场 方 向 垂 直 于 等 势 面 由 6指向。解析:选 A B D .匀强电场的等势面是一簇垂直于电场线的平行平面,A对.由于是等差等势面,所 以 % 一 % =仰 一 /= %一外,B对.由于是匀强电场,E “ =E b,C错 .若 他 仰,电场线应垂直于等势面由b 指向a , D对.二、非选择题1 1 . 如果把带电量为4 = +1 .0 X 1 0 8 c的电荷从无穷远处移至电场中的1点,需要克服电场力做功少=1 .2 X 1 0 4 j , 选取无穷远处为电势能零点,那么( 1 M 点的电势及在 4点的电势能各是多少?(2 均 未移入电场前N
101、 点的电势是多少?解析:(1 )根据电势能的改变量等于电场力做的功,所以q 在 力点的电势能:EVA=W=1 . 2 X 1 0 4 J .正电荷在电势高处具有的电势能大,即 / 点 的 电 势 % 0 ,夕 L q =1 , 2 X 1 0 4J1 . 0 X 1 0 SC= 1 . 2 X 1 0 %(2 )/ f 点的电势是由电场本身决定的,跟A点是否有电荷存在无关,所 以q未移入电场前,A点的电势仍为1.2X1()4V.答案:(l)1 . 2 X 1 04V 1 . 2 X 1 ()7J(2 )1 . 2 X 1 04V1 2 .为使带负电的点电荷q 在一匀强电场中沿直线匀速地由/ 运
102、动到8 , 必须对该电荷施加一个恒力F,如图所示. 若4 2 =0 . 4 tn, a =37, q = -3 X恒 c , F =1 . 5X 1 0 7 N (不计负电荷受的重力).,B*A(1 )在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过“、 8两点的等势线,并说明它们的电势高低情况.(2 )求夕在由4到B的过程中电势能的变化量是多少?解析:(1 )因为负电荷匀速运动,所以电场力和厂平衡,即电场力方向与尸方向相反,所以电场线方向与尸方向相同. 又等势面与电场线垂直,所以过/ 、B两点分别做电场线的垂线,可得过“、8两点的等势线. 因为沿电场线方向电势是降低的,所以/ 点电势高于8点电势. 如
103、图所示.(2 )在运动过程中,电荷克服电场力做功,电势能增加,因为产做功与电场力做功的多少是相同的,所以 c osa = 1 . 5X 1 0 4X 0 . 4 X 0 . 8 J =4 . 8 X 1 0 5 J,电势能增加了4 . 8 X 1 0 - 5 工答案:(1 )图 见 解 析 /点电势高(2 )增加了 4 . 8 X 1 0 5 J第二章第三节同 步 测 控 1 . 下列说法中正确的是()A.沿电场线的方向,电势逐渐降低B. / 、8两点间的电势差与零电势点的选取有关C.电势差是一个矢量,所以正值和负值表示方向D.电场中某点的电势和放入该点的电荷的电性、电量有关解析:选A .沿电
104、场线方向电势降低,A对 . / 、8间的电势差与零电势点的选取无关,B错. 电势差是标量,但有正、负,C错. 电势由电场本身决定,D错.2 . ( 2012北京高二期末) 下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有场强E = F / q场强场强电场力做功%= % ()A. B . C . D . F解析:选D .公 式 =;、%= 。 夕既适用于点电荷的电场,也适用于匀强电场,公 式E= % 只适用于匀强电场公式,只适用于点电荷的电场.3 .如图所示是一个匀强电场的等势面,每两个相邻等势面相距2 c m ,由此可以确定电场强度的方向和数值是()A.竖直向下,=100V/mB
105、.水平向左,=100 V/mC.水平向左,=200 V/mD.水平向右,=200 V/m解析:选B .电场线垂直于等势面且由电势高的等势面指向电势低的等势面,所以电场线水平向左,相邻等势面间的电势差。=2 V,由E =% 得E=100V/m, B正确.4. ( 2012 连云港高二质检) 如图所示,有一带电粒子贴/ 板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为5 时,带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为5 时,带电粒子沿轨迹落到8板中间;设两次射入电场的水平速度。相同,则电压5 、5 之比为()4 一.、 、 : 、 . : A . 1 : 8 B . 1 : 4C . 1 : 2 D .
106、1 : 1解析:选 A .设板长为L, 板间距离为乩 当偏转电压为幼时,偏转距离为生有夕 =; 而 偏转电压是5 时,及= 击,偏转距离为4 , 贝 ij d = 52髓)而。2 =嘴由 以 上 各 式 解 得 A对.5 . 如图所示,/ 、B 、C 、。是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知Z、B 、C三点的电势分别是内= 1 5 V , 98= 3 V , p c=13 V, 由此可以推断。点电势须是多少?4|- - - - - - - - -DB1 - - - - - -C解析:根据N 、B 、C三点电势的特点,连接/ C并在ZC连线上取用、N 两点,使= MN = N C,如图所示,尽管
107、/ C不一定是场强方向,但可以肯定力M 、MN 、N C在场强方向上的投影长度相等.由。 = 切 可 知UAM= UMN= UNC,致 铲 : = 丝 千 3V=6 V由此可知,州= 3 V,中产9 V , B 、N两点在同一等势线上.根据几何知识不难证明MD平行于B N ,即 也 为 等 势 线 ,所以0Z) = 9M= 9V .答案:9 V 谭 时 作 业 一、选择题1 .如图所示,正点电荷电场中有/ 、8 两点,将一电荷量4= + 3.2X l ( ) T 9 c的试探电荷从电场中的/点移到8 点,电场力做功少= 6.4X 1 0 2。j , 则/ 、8 两点间的电势差U等于()ABA
108、. 0 .5 V B , 0 .2 VC . 5 V D . 2 Vw 64X 1 0 - 20解析:选 B .由 。 =二得V = 0 .2 V , B正确.q J.L A2 . 对公式=?的 理 解 ,下列说法中正确的是()A. 此公式适用于计算任何电场中相距为d的 。 、6 两点间的电势差B. 匀强电场中,。点和6 点的距离越大,则这两点间的电势差越大C. 公式中的d是指a点和6 点之间的距离D. 公式中的d是匀强电场中 、6 两个等势面间的距离解析:选 D .公式=个只适用于匀强电场,A错,公式中d是 a 、6 两点沿电场线方向的距离,不是a 、b的实际距离,B、 C错.对于等势面,d
109、是两等势面间的垂直距离,D对.3 . 在水深超过20 0 m的深海,光线极少,能见度极低.有种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出的生物电,获取食物,威胁敌害,保护自己.若该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达1( /v / m , 可击昏敌害. 电鳗身长50 c m , 则电鳗在放电时产生的瞬时电压为()A . 10V B . 500VC . 5000V D . 10000 V解析:选 C . 由 U = E d 得 U = l ( ) 4 x o . 5 V = 5000 V , C 对.4 .关于电势差与电场力做功的说法中,正确的是()A.电势差的大小山电场力在两点间移动
110、电荷做的功和电荷的电荷量决定B.电场力在两点间移动电荷做功的多少山两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C.电势差、电场力做的功都是标量D.电场中两点间的电势差等于电场力做功后,电荷减少的电势能解析:选 B C . 电势差的大小只取决于电场及两点的位置,虽然可由。1s= 号 公 式 进 行计算,但是并不由必8和夕决定,故 A错,B对. 电势差和电场力做的功都属于标量,C对. 移动电荷电场力做正功时电势能减少,做负功时电势能增加,电势差可以理解为:单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功,或单位正电荷从一点移到另一点减少的电势能,故 D错.5 . ( 2012山东兖州高二期中) 一个带正电的质点,电
111、量4 = 2. 0X 10- 9 。 在静电场中由。点移到6 点,在这过程中,除电场力做功外,其他力做功为6. 0X 10 5J , 质点的动能增加了8. 0X 107 j , 则他两点间的电势差( 7时为()A. 3.0X104VC. 4 .0 X 1 0 ,B. 1.0X104VD. 7.0X10、解析: 选 B.由功能关系知,电场力做功 = 2 .0 X 1 0 5 J , 所 以 %产今9 Vq Z.U A= 1X1O4V.6 . 如图所示,三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆的半径成等差数列. A. 8 、C 分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线上. A
112、, C 两点的电势分别为为=10 V 和 9c = 2 V , 则 8 点的电势()A . 一定等于6 V B. 一定低于6 VC. 一定高于6 V D . 无法确定解析:选 B.由于点电荷的电场中离点电荷越近,场强越大,由 。 = 加 知 ,UABUBC,BP 9彳- 9 8 9 8 -9c 得 9B4 2 9c = 6 V, B 又 寸 .7 . 如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电荷量+10-2 c的微粒在电场中只受电场力作用,由N点移到5 点,动能损失0.1 J , 若/ 点电势为一10 V , 则下列判断正确的是()A. 8 点的电势为I0VB . 电场线方向从右向左C .
113、 微粒的运动轨迹可能是轨迹1D . 微粒的运动轨迹可能是轨迹2解析:选 BC.正电荷只在电场力作用下从/ 运动到8 , 动能损失0.1 J , 则电势能增加0.1 J ,(pApB, 且电场力做功为叼8 = 0.1 J , 所 以 1 / = 一 夕 8=号=需1 V = -1 0 V ,由于仙= - 1 0 V , 所以夕2=0, A 错. 由于正电荷从4 向8 运动时电场力做负功,所以,正电荷所受电场力方向为沿电场线向左,则电场线的方向为从右向左,B 对. 由于微粒只受电场力作用做曲线运动, 则电场力一定指向它运动轨迹的内侧, 所以, 它的运动轨迹应为1,而不是2 , 故 C 对、D 错,
114、应选BC.8. ( 2012新余高二期中) 如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为G ,偏转电压为5 ,要使电子在电场中的偏转量V增大为原来的2 倍,下列说法中正确的是()A . 使 S 增大到原来的2 倍B . 使 5 增大为原来的2 倍C . 使偏转板的长度增大为原来2 倍D . 使偏转板的距离增大为原来的2 倍解析: 选 B.设电子质量为m ,偏转电场板间距离为d ,板长为L加速后速度为V ,有e U,=耳2得 。 =寸 *在 偏 转但场中 = 与 = 叭 岛 加 速 度 。 = 器尸 “=能,由y 的表达式可看出,只有B 正确.9 . 空间存在匀强电场,
115、有一电荷量式4 0) 、 质量机的粒子从。点以速率为射入电场,运动到A点时速率为2% 现有另一电荷量一外 质量m的粒子以速率2%仍从O 点射入该电场,运动到8 点时速率为3% 若忽略重力的影响,则()A . 在 。、/、8 三点中,。点电势最高B . 在 。、4 、8 三点中,4 点电势最低C. O A间的电势差比8。间的电势差大D. O A间的电势差比8 0 间的电势差小解析:选 BD.正电荷从。点运动到4 点,速度增大,电场力做正功,电势能减少,电势降低;负电荷从。点运动到8 点,速度增大,电场力做正功,电势能减少,电势升高,故 8 点电势最高,/ 点电势最低,A 错误,B 正确;由动能定
116、理有4( 7“ 产 品 。) : 一 品 %得 U(M= 2 q ;夕 。 =产 Goo) ?一力, ( 20o) 2 , 得 UBO= 2; 由此可知 UB CUOA,C 错误,D正确.1 0 .图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4 , 相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3 的电势为0. 一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过以 方点时的动能分别为26 eV 和 5 eV.当这一点电荷运动到某一位置其电势能变为一8 eV 时,它的动能为()12 3 4A. 8 eVB. 15 eVC . 2 0 e VD . 3 4 e V解析:选 C . 在静电力作用下,带电粒子在相邻等
117、势面的电势能变化相等,带正电粒子从 a到 6动能减少2 1 e V , 电场力做负功,粒子经等势面3时粒子的动能为1 2 e V , 粒子在等势面3的电势能为0 , 粒子的电势能和动能之和为1 2 e V , 带电粒子的电势能与动能之和守恒,当粒子电势能为- 8 e V 时,1 2 e V = - 8 e V + k ,& = 2 0 e V . 故选C .二、非选择题1 1 . 如图所示,匀强电场中有/、B 、C三点,它们的连线构成一个直角三角形,A B =0 . 1 2 m , Z C = 0 . 0 5 m , 把一电荷量g = - 1 义1 0 翼c的点电荷从5点移到C点,电场力做功为
118、 5 X1 。 -7 j , 把点电荷从8点 移 到 / 点 ,电场力做功仍为5 X1 0 -7 j,由此求:( 1 ) 8 、C两点之间电势差是多少?( 2 ) 该匀强电场的电场强度的方向?( 3 ) 该匀强电场的电场强度的大小?解析:( 1 ) 由题意可知:B 、C两点的电势差以U刈V = 5 0 V .q 1 A 1 u( 2 ) 电荷从8移到Z、C两点,电场力做功相等,表明电荷在4、C两点的电势能相等,故 / 、C两点具有相同的电势,4 C两点在同一等势面上,由于电场线垂直于等势面,所以场强方向与力C连线垂直;又由于负电荷从8移到或 C时电场力做正功,表明负电荷受到的电场力方向由8指向
119、等势面ZC,故场强方向应当由等势面ZC指向8,即由Z指向B.( 3 ) 4 、C两点在等势面上,UB产UBC=5QY,由图示可知43垂直于ZC,故场强U 5 0V / m 4 1 7 V / m .a 0 . 1 2答案: 5 0 V ( 2 ) 由 / 指 向 8 ( 3 ) 4 1 7 V / m1 2 . ( 2 0 1 2 厦门大学附中高二期中) 水平放置的两块平行金属板板长 = 5 . 0 c m , 两板间距 d = 1 . 0 c m , 两板间电压为9 1 V , 且下板为正极板, 一个电子, 带电量e = - 1 . 6 X1 0 -1 9 。质量” ? = 9 . 1 义1
120、 0 k g , 沿水平方向以速度0 o = 2 . O X I O , m / s , 从两板中间射入,并从电场的右端射出,如图所示,求:( 1 ) 电子偏离金属板的侧位移是多少?( 2 ) 电子飞出电场时的速度大小是多少?( 保留两位有效数字)解析:( 1 ) 电子在电场中的加速度4 = 舄 ,侧位移即竖直方向位移 = / 广= 翳,因 t = 5 ,q U F 1 . 6 义 I O ” *% 义0 . 0 5 2 3) ; =2w=2 X0 . 0 1 X9 . 1 X I O 3 1 X ( 2 . 0 X 1 0yn=5-0x 1 0 m-( 2 ) 电子飞出电场时,水平分速度?
121、* = 。 0 ,竖直分速度叩= 勿= 舄噂= 4 . 0 义1 0 6 m/ $ .飞出电场时的速度为+ ,代入数据可得 v 2 . 0 X io7 m / s.答案:( 1 ) 5 . 0 X 1 0 m ( 2 ) 2 . 0 X 1 07m / s第二章第四节 电 容 电 容 器 同 步 测 控 1 . 关于电容器的电容C 、 电压。和所带电荷量0之间的关系, 以下说法正确的是()A . C由U确定B . C由 0确定C . C 一定时,Q 与U成正比D . C一定时,。与 U成反比解析:选 C . 电容由电容器本身的因素决定,与 。、U无关,A、B错 误 . 由 C=知,C 一定时.
122、 ,。与 U成正比,C正确,D错误.2 .如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为0,极板间距为 . 今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力大小为()+ Q - QA.呼 B .等D 崎解析:选C.平行板间电压U = g ,所以两板间的场强E = %= g ,电场力大小F = g E =翱 ,故C正确.C a3. ( 2012永安一中高二期中) 平行板电容器两板间有匀强电场,其中有一个带电液滴处于静止,如图所示. 当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动(),E_r m - q_ J n将电容器的下极板稍稍上移;将电容器的上极板稍稍上移; 将S断开,并把电容器的下极板
123、稍稍向左水平移动; 将s断开,并把电容器的上极板稍稍下移.A. B . C . D . 解析:选A .S闭合时,板间电压U不变,只有板间距离d减小,场强=%增大,液滴受电场力大于重力,液滴才向上移动,对, 错 .S断开,。不变,减小极板正对面积,C减小,U增 大 ,从而E增大,液滴向上移动, 对 .S断开后,改变板间距离,E不变,液滴仍静止,错.4. ( 2012衡阳高二期中汝I图所示,A 、B为两块平行带电金属板,/ 带 负 电 ,8带正电且与大地相接,两板间尸点处固定一负电荷,设此时两极间的电势差为U , P点场强大小为E,电势为小,负电荷的电势能为与,现将/、5两板水平错开一段距离( 两
124、板间距不变) ,则()A i 三P,f i-+ + + + + fZ_A. U变大,E变大 B. U变小,t/尸 变大C. % 变小,稣变小 D. U p变 大 ,E p变小解析:选A .电容器的电荷量。不变,/、8错开一段距离,电容C减小,由 。 = 另知,U变大,由 = % 知 ,场强变大.8与尸间的电势差4 p增 大 . 由 以 = -S = 0一4知,UP减 小 . 由 于 以p变大,负电荷由8到P克服电场力做功增多,故负电荷在P点的电势能心变大,A正确,B、C、D错误.5. 一个平行板电容器,使它极板电荷量从01=30X10-6 c增加到。2=36义10一6 c时,两板板间的电势差从
125、5 = 10 V增加到5,求:(1 ) 这个电容器的电容多大?(2 ) 5 为多少?(3 ) 如要使两极板电势差从1 0 V降为S =6V,则每板需减少多少电荷量?Q 30 X 10 -6解析:(1 ) 电容器的电容c=$= 记 一 F=3X10-6F= 3NF.(2 ) 因为电容器的电容不变,0 2 3 6 X 1 0 - 6所以 5= K q x n ( V = 1 2 V .(3 ) 根据电容的定义,它等于福增加1 V电势差所需增加的电荷量,即 C=第 ,要求两极板间电势差降为6 V,则每板应减少的电荷量为Q = C A U = 3 X 1 0- 6X (1 0 - 6 ) C =1 2
126、 X 1 0 -6C .答案:(1 ) 3 (2 ) 1 2 V (3 ) 1 2 X 1 0 6C 课时作业一、选择题1 .如图所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电量0、电压U和电容C三者的关系,正确的图象有( )解析:选 C . 电容C与电荷量0, 电压。无关,A 、B 错误,C正 确 . 由 C= 知,。与U成正比,D错误.2 . 一个电容器带电荷量为。时,两极板间的电势差为U, 若使其带电荷量增加4 X 1 0 C, 电势差则增加2 0 V, 则它的电容是( )A . IX IO F B. 2 X 1 0 8FC . 4X108F D . 8 X 1 0- 8F解析:选
127、B. 由 彳 导 ,C= F = 2 X 1 ( T * F, B 正确.3 .下列说法中正确的是()A.任何两个靠得很近的导体都构成了电容器,与是否带电无关B .电容是盛放电荷和电能的仪器,只有带电的容器才能称为电容器C.电容器所带电荷量为2 C, 说明每个极板所带电荷量均为1 CD.电容器所带电荷量为2 C, 说明每个极板所带电荷量的绝对值均为2 C解析:选 D . 两导体靠得很近,且相互绝缘才能是电容器,A错误;是否是电容器与是否盛放电荷无关, B 错误; 电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值, C 错误,D 正确. 答案为D.4 . 对于水平放置的平行板电容器,下列说法中正
128、确的是()A . 将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小B . 将两极板间的间距加大,电容将增大C . 增大两极板间的电压时电容将减小D . 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将减小解析:选 A.影响平行板电容器电容大小的因素有:( 1) 随正对面积的增大而增大; ( 2) 随两极板间距增大而减小; ( 3) 在两极板间放入电介质,电容增大. 改变电容器的两极间电压和电容器所带的电量,都不会改变电容器的电容. 由上面叙述可直接看出A 正确.5. 一个电容器的规格是“ 10pF,50V” ,贝 W )A . 这个电容器加上50 V 电压时,电容才是10(1
129、FB . 这个电容器的最大电容为10四 ,带电荷量较少时,电容小于10C . 这个电容器的电容总等于10四D . 这个电容器上所加的电压不能低于50 V解析:选 C.电容由电容器本身因素决定,不随电压和电荷量而改变,A、B 错误,C 正确.50 V 是击穿电压,电容器所加电压不能高于50 V, D 错误.6. 如图所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路. 在增大电容器两极板间距离的过程中()A . 电阻R 中没有电流B . 电容器的电容变大C . 电阻及中有从。流向6 的电流D . 电阻R 中有从b 流向a 的电流解析:选 C.山题知电容器两极板间电压恒定,设已充电荷量为Q ,
130、当两极板距离增大时, 电容C 变小, 由Q = C U ,可知带电荷量Q将减小, 则知电阻R 中有从a 流向6 的电流. 故只有C 正确.7 . 已知平行板电容器的电容与两板的正对面积成正比,与两板间距离成反比,利用这一特点可制成如图所示的一种通过测量电容器电容的变化,来检测液面高低的仪器原理图,电容器的两个电极分别用导线接到指示器上, 指示器可显示电容的大小. 卜一列关于该仪器的说法中正确的有()A . 该仪器中电容器的两个电极分别是金属芯线和导电液体B . 金属芯线外套的绝缘层越厚,该电容器的电容越大C . 如果指示器显示出电容增大了,则说明容器中液面降低了D . 如果指示器显示出电容减小
131、了,则说明容器中液面升高了解析:选 A.此电容器的结构类似于平行板电容器,金属芯线和液体构成电容器的两个电极,金属芯线的绝缘层是极板间电介质,其厚度相当于两平行板间的距离,液体深度h与绝缘层外径的周长的乘积,相当于两平行板间的正对面积,所 以h大时,C 就大,若C大时则表明h大.8 . 如图所示,一个平行板电容器,其电容为C , 所带电荷量为。,上极板带正电. 现将一个试探电荷4 由两极板间的/ 点移动到8 点,A, 8 两点间的距离为s,连线与极板间的夹角为30。 ,则电场力对试探电荷夕所做的功等于()解析:选 D.由电容器电容的定义式C = 所 以 t / = g , 则两板间的电场强度为
132、后= 名.试探电荷受到的电场力为尸=% , 所以电场力对试探电荷做的功为亚 =吟 =蝌L * v 乙 4 v _ z9 . 在如图所示的闪光灯电路中,电源的电压为外,电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压。时,闪光灯才有电流通过并发光.正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定()金E - L C-L 闪光A . 电源的电压” 一定小于击穿电压。B . 电容器所带的最大电荷量一定为CUC.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大D.在一个闪光周期内,通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等解析:选B D .电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等,当电源给电容器充电,达到闪光灯击
133、穿电压U时,闪光灯被击穿,电容器放电,放电后闪光灯两端电压小于U,断路,电源再次给电容器充电,达到电压U时,闪光灯又被击穿,电容器放电,如此周期性充放电,使得闪光灯周期性短暂闪光.要使得充电后达到电压U,则电源电压UQ - 定大于等于U , A项错误;电容器两端的最大电压为故电容器所带的最大电荷量为C U , B项正确;闪光灯闪光时电容器放电,所带电荷量减少,C项错误;在一个闪光周期内电容器的总电荷量变化A Q = O ,故通过R的电荷量均通过了闪光灯,D正确.1 0 . ( 2 0 1 2广东执信中学高二质检) 平行板电容器的两板4 8接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S
134、 ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为仇如图所示,那么()A.保持电键S闭合,带正电的/ 板向8板靠近,则6增大B .保持电键S闭合,带正电的/ 板向8板靠近,则 。 减小C.电键S断开,带正电的力板向8板靠近,则6不变D.电键S断开,带正电的/ 板向5板靠近,则 。 减小解析:选A C .闭合开关,电容器充电,结果/ 板带正电,8板带负电,小球在重力、绳子拉力和电场力的作用下处于平衡状态.若保持开关S闭合, / 板 向8板靠近时; 两板间的电势差保持不变,根据 = 半 场强E将增大, 所以小球所受电场力也将变大, 故 。 角增大.开关S断开,/ 板 向8板靠近时,则极板的带电荷量将不变,
135、由 = 亨 ,U = g和C =磊,可得 “ 繁,所以E将不变,小球所受电场力也不变,所以。不变.正确选项为A C .二、非选择题1 1 . 个不带电的平行板电容器,在用直流电源充电时,电源消耗了 4 .8 X 1 0 - 6 j的能量,共有5 .0 X 1 0 “个电子从一个极板转移到另极板,试计算电容器的电容.解析: 由题意知,Q = e = 5 X 1 0 “ X I .6义 1 ( ) T9 c = 8 X 1 0 - 8 c由少=0U得W 4 .8 X 1 0 6JU = g = 8 X 1 0 8 c = 6 VQ 8 X 1 0 - 8C= =- 7 7 1 .3 X 1 0 9
136、Fu 6 0答案:1 .3 义1 0 - 9 F1 2 .如图所示,平行板电容器的两个极板/、8分别接在电压为6 0 V的恒压电源上,两极板间距为3 cm, 电容器带电荷量为6 X 1 0 - 8 。 /极板接地.求:( 1 ) 平行板电容器的电容;( 2 ) 平行板电容器两板之间的电场强度;( 3 ) 距 8板为2 cm的 C点处的电势.解析:( 1 ) 由电容定义式C =Q 6 X 1 0U 6 0-8 F = 1 X 1 O 9F .(2 ) 两板之间为匀强电场E = 3 x 0 V / m = 2 X 1 o ,V / m ,方向竖直向下.(3 ) 。点距4板间距离为4c = d -1
137、 C 1 T 1力与。间电势差UA C=E dA C=2 0 V乂 UAC= 9A-(PC,94 = 0可得 8 c =- 2 0 V .答 案 :(1 ) 1 X 1 0 - 9 F (2 ) 2 X i o3 V / m方 向 竖 直 向 下 (3 ) 2 0 V章 末 综 合 检 测( 时 间 :90 分钟,满分:1 0 0 分)一、选择题( 本题共1 2 小题,每小题4分,共 4 8 分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1 . 一个点电荷,从静电场中。点移到6 点,其电势能的变化为零,则()
138、A . a、6 两点的场强一定相等B. 该点电荷一定沿等势面移动C. 作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的D . a、6 两点的电势一定相等解析:选 D .点电荷从静电场中a点移到6 点,电势能变化为零,说明 、 6 两点电势相等,但场强不一定相等,而且电荷也不一定沿等势面移动,电场力所做的总功等于零, 但并不是说电场力在何处都不做功,所以A、B 、C均错,D对.2 . 如图所示是带负电的点电荷一。,尸| 和 2 2 为其电场中的两点.若 1 、E z 为 P、P 2 两点的电场强度的大小,91 、6为 P、2 2 两点的电势,则()- Q P. Pi. .A . E i E 2 ,
139、(p(pz B .C . E i E ?, (p(p2 D . E E 3 1 V 92解析: 选 B .由 E =多 知 , & 殳 , 负电荷电场中电场线由无穷远处指向负电荷, 可知仍夕2 ,B正确.3. 以下说法正确的是()A. 由 可 知 电 场 中 某 点 的 电 场 强 度 E与尸成正比B. 由公式。 = 亍可知电场中某点的电势夕与q成反比C. 由 。 昉= 瓦/ 可知,匀强电场中的两点a 、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大D . 公式C = 中,电容器的电容大小。与电容器两极板间电势差U 无关解析:选 D.场强E 和电势9 由电场本身决定,A、B 错 误 .公 式 7m
140、=瓦/ 中,”是 。 、b沿场强方向的距离,C 错 误 .电 容 C 与电压U 无关,D 对.4 .如图所示,在场强为的匀强电场中有4 、8 两点,N 2连线长为乙 与电场线夹角为a.则 工、8 两点的电势差为()A. 零 B. ELC. ELsina D. ELcosa解析:选 D.因为在匀强电场中,电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差,所以U ELcosa.5 . 如图,带箭头的线段表示一电场的电场线,在电场力的作用下( 不计重力) ,一带电粒子的运动轨迹如图中虚线所示,以下判断正确的是()A. A. 8 两点相比较,N点电势低B . 粒子在B 点时加速度大C . 粒子带负电D . 因
141、粒子运动方向不确定,无法判断粒子的电性解析:选 BC.由电场线的方向可判定, pB, A 错误.由电场线的疏密可知,EAEB,由 =?知,aAaB, B 正确.由轨迹可知,电场力沿电场线的反方向,故粒子带负电,C对,D 错.6 . 如图,P 和 。为两平行金属板,板间电压为U , 在尸板附近有一电子由静止开始向。板运动.关于电子到达。板时的速率,下列说法正确的是()+ + +I+ + + +, 0A . 两板间距离越大,加速时间越长,获得的速率就越大B . 两板间距离越小,加速度越大,获得的速率就越大C . 与两板间距离无关,仅与加速电压。有关D . 以上说法都不正确解析:选 C.设电子到。板
142、时速率为o , 有 e g ; 加 得故只有c正确.7 . 将电荷山静止释放,只在电场力的作用下运动时,下面的说法正确的是()A . 无论是正电荷还是负电荷,总是由低电势点向高电势点运动B . 无论是正电荷还是负电荷,总是由高电势点向低电势点运动C . 无论是正电荷还是负电荷,总是向电势能减小的方向运动D . 无论是正电荷还是负电荷,总是向电势能增大的方向运动解析:选 C.电荷仅在静电力作用下由静止开始运动,若是正电荷,则沿电势降低的方向运动,若是负电荷,则沿电势升高的方向运动,但是无论正电荷,还是负电荷,静电力对电荷做正功,其电势能减少,故只有C 正确.8 . 下列关于等势面的说法正确的是(
143、)A . 沿电场线方向,电势降低;电势降低的方向就是电场的方向B . 在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功C . 在电场中将电荷由。点移到6 点,电场力做功为零,则该电荷一定是在等势面上运动D . 等势面上各点的场强方向与该等势面垂直解析:选 BD.沿电场线方向电势降低,但电场的方向是电势降低最快的方向,A 错. 在等势面上移动电荷时,电场力始终与等势面垂直,电场力不做功,B 对. 由出力= 式7 知,若% % = 0,则 。 时= 0 , 但不一定沿等势面移动电荷,C 错. 电场强度方向一定与等势面垂直,D 对.9. 如图所示,“ 、枳 C为电场中同一条电场线上的三点,其中C为 a 、b
144、的中点. 若一个运动的正电荷仅在电场力作用下先后经过。 、 6 两点, 。 、 6 两点的电势分别为夕=-3 V、 ph= 7 V ,贝 山 )A. c 点电势为2 VB . 。点的场强小于在6 点的场强C . 正电荷在a 点的动能小于在方点的动能D . 正电荷在a 点的电势能小于在6 点的电势能解析: 选 D.由于电场不一定是匀强电场, 故夕“ 一生不一定等于(pc p b 故 9c 不一定为2 V,A 错 . 由 于 八 方附近电场线的疏密不确定,场强大小也不确定,B 错 . 由 八 6 两点的电势可知,电场线沿版方向,正电荷由。到 b , 电场力做负功,动能减小,电势能增大,C 错,D
145、对.1 0 .图中,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关P 、。两点的相关说法中正确的是()A .两点的场强等大、反向B .。点电场更强C .两点电势一样高D .。点的电势较低解析:选BC.等量异种点电荷的电场中,两电荷连线的中垂线上各点场强方向都是垂直于中垂线指向负电荷侧,A错. 由电场线的疏密可知,EPEQ, B对. 中垂线是一条等势线,(PP= PQJ C 对,D 错.1 1 .如右图所示,在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷0 ,在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块,小物块在。的电场中运动到N点静止,则从点运动到N点的过程中正确的是()M QF rn c# /Z /
146、Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z j Z zA .小物块所受电场力逐渐减小B .小物块具有的电势能逐渐减小C . 点的电势一定高于N点的电势D .小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功解析:选ABD.由 尸 = 知 ,小物块受电场力减小,A正确. 由静止释放后,电场力做正功,小物块电势能减小,由一AEp一必= 0知,电势能减少量Ap的大小一定等于克服摩擦力做的功,B、D正确. 由于点电荷0与小物块电性均未知,M , N两点电势的高低无法判断,C错.1 2 .如图所示,带电平行金属板N 、B ,板间的电势差为U , / 板带正电,8板中央有一小孔. 一带正电的微粒,带电荷
147、量为4 ,质量为加,自孔的正上方距板高处自由落下,若微粒恰能落至工、8板的正中央c点,则()o hcd) dI-A .微粒在下落过程中动能逐渐增加,重力势能逐渐减小B .微粒下落过程中重力做功为 吆6 +乡,电场力做功为q U /2C.微粒落入电场中,电势能逐渐减小,其减小量为 U / 2D.若微粒从距8板高2 人处自由下落,则恰好能达到Z板解析:选 D . 下 落 过 程 中 重 力 做 正 功 力 + 而动能先增大后减小,A错. 从开始下落到C点, 由 % + % 电 = 0知, 电场力做负功, 且 外 = 一 加 。 电势能增大, B 、 C错误. 若从距8板 2 人高处自由下落,由动能
148、定理可知,微粒恰好到达/ 板,D正确.二、计算题( 本题共4小题,共 52 分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)1 3 . ( 1 2分) 如图所示,一对平行金属极板相距为d=2 c m , 两板电压为36 V ,两板间匀强电场方向向下,其中下极板接地( 零电势) .4点距下极板为小=1 . 5 c m , 8点距下极板为后=0 . 5 c m , 试求:( 电子电荷量 e =1 . 6 Xl ( ) T 9 c )A B( 1 ) 两金属板之间的电场强度大小;( 2) 将一个电子从A点移到B点电场力做
149、的功;( 3) 8点的电势.解析:( 1 ) 由 得,后 = 危 V/m =1 8 0 0 V/m . ( 4 分)( 2) 2 = *( 32) = L 6 X 1 0 I9X 1 8 0 0 X ( 0 . 0 1 5-0 . 0 0 5) J =2. 8 8 X 1 0 1 8 J . ( 4 分)( 3) 仰一0 = 2,得 以 =1 8 0 0 X0 . 0 0 5 V = 9 V . ( 4 分)答案: 1 8 0 0 V/m ( 2) 2. 8 8 X 1 O 1 XJ ( 3) 9 V1 4 . ( 1 2分) 如图所示,用长A的绝缘细线拴住一个质量为加,带电量为q的小球,线的
150、另一端拴在水平向右的匀强电场中,开始时把小球、线拉到和。在同一水平面上的力点( 线拉直) ,让小球山静止开始释放,当摆线摆到与水平线成6 0 。 角到达B点时,球的速度正好为零 . 求 :。 切6 0 。 6( 1 ) 8 、A两点的电势差;( 2) 匀强电场的场强大小.解析:( 1 ) 由动能定理得mg L s m6 0 0 - q UB A= 0 ( 3 分)所 以 “尸 小磔/( 2办( 3 分)( 2) t /f i ?l= Z ( l - c o s 6 0o) ( 3 分)得 E = ?g /q . ( 3 分)答案:警( 2日1 5. ( 1 4分) 如图所示是示波管工作原理示意
151、图,电子经加速电压5 加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为九 两平行板间的距离为 ,电势差为S ,板长为/. 为了提高示波管的灵敏度( 单位偏转电压引起的偏转量) 可采取哪些措施?解析: 电子经U加速后, 设以行的速度垂直进入偏转电场, 由动能定理得/病-0= eS ( 3分)电子在偏转电场中运动的时间t为, = 5 ( 2分)电子在偏转电场中的加速度a为 。 = 岩 (2分)电子在偏转电场中的偏转量h为h =at2( 2分)由以上各式联立解得到示波管的灵敏度齐为= 岳(3分)可见增大/、减 小 5 或d均可提高示波管的灵敏度.( 2分)答案:增大/、减 小 5 或d1 6 . (
152、 1 4分) 如图所示,8C是半径为火的1 /4圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为 . 今有一质量为加、带正电g的小滑块( 可视为质点) ,从C点由静止释放,滑到水平轨道上的4点时速度减为零. 若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为, 重力加速度为g .忽略因摩擦而造成的电荷量的损失. 试求:- A( 1 )滑块通过B点时的速度大小;( 2)水平轨道上/ 、B两点之间的距离.解析:( 1 )小滑块从C到8的过程中,只有重力和电场力对它做功,设滑块通过8点时的速度为vB,根据动能定理有m g R - q E R m
153、v 2B( 3分)解得:vB=2 ( ? g - q E )Rm. (3 分)( 2)小滑块在AB轨道上运动时,所受摩擦力为f=nmg.(2分)小滑块从C经8到4的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功. 设小滑块在水平轨道上运动的距离( 即/、8两点间的距离) 为L ,则根据动能定理有mgRqE(R+ A) /.imgL=0( 3 分)解得L=( ?g - qE) 机g + qER.(3 分)答案:见解析第三章第一节同 步 测 控 * *1 . 关于电流,以下说法正确的是( )A . 通过截面的电荷量的多少就是电流的大小B . 电流的方向就是假想的,实际不存在C . 在导体中,只要自由电荷
154、在运动,就一定会形成电流D . 导体两端没有电压就不能形成电流解析:选 D.根据电流的概念,电流是单位时间内通过截面的电荷量,知 A 项错;规定正电荷定向移动的方向为电流方向,知 B 错;自山电荷持续地定向移动才会形成电流,C错,D 对.2 . 关于电流的方向,下列说法正确的是()A . 电荷定向移动的方向为电流方向B . 因为电流有方向,所以电流是矢量C . 在电源外部电路中,电流的方向是从电源的正极流向负极D . 在电路中电荷的定向移动方向总是沿着高电势到低电势的方向解析:选 C.电流的方向是正电荷定向移动的方向,在电源外部从电源正极流向负极,故 A 错误,C 正确;电流是标量,故 B 错
155、误;在电源外部电路中正电荷从高电势处向低电势处移动,而负电荷从低电势处向高电势处移动,故 D 错误.3 . 下列说法中正确的是()A . 只要物体内有自由电荷,就会有电荷的热运动,就会形成电流B . 电荷的定向移动速率远小于热运动速率,所以电流大小主要由热运动速率决定C . 每当接通电路时,电路中各处几乎同时有了电流,说明电荷定向移动速率非常大D . 电荷在外电场的电场力作用下定向移动时,就形成了电流解析:选 D.电子的热运动速率很大,但因热运动杂乱无章,故不能形成电流. 电路中电流的形成是自山电荷在电场力作用下的定向移动,故电流的速率是电场的传播速率, 而非自由电荷定向移动的速率. 故D 正
156、确.4 . 通过一根金属导线的电流为16 m A ,则 10 s 内通过这根导线横截面的自山电子数为()A. 1.0X1017 B. 1.0X1018C. 1.0X1019 D. 1.OX1O20解析:选 B.由可知/= e ,所 以 “ = / e= 77 个 ,选 项B正1.0 A 10确.5 . 如图所示,设导体的横截面积为S , 通有电流/ . 导线每单位体积中有个自由电子,每个自由电子的电荷量是e , 自由电子定向移动的平均速率是。 ,试导出/ 与这些量之间的关系.A B C D一 一;解析:在 时 间 2 内通过导线横截面的电子总数为N=ni ) At S,对应的总电荷量为0=nv
157、 /t Se .根据电流的定义式得/ = = eSa答案:I =ne Sv 课 时 作 业 一、选择题1 .关于电流,下列叙述正确的是()A .只要将导体置于电场中,导体中就有持续电流B .电源的作用可以使电路中有持续电流C .导体中没有电流时,就说明导体内部的电荷没有移动D .方向和强弱不随时间而改变的电流是恒定电流解析:选BD. 持续电流是导体两端有稳定的电压形成的,故A错误;电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压,可以使电路中有持续电流,故B正确;没有电流时,导体内自由电荷仍然做热运动,故C错误;方向和强弱不随时间而改变的电流是恒定电流,故D正确.2 .关于电流,下列说法中正确的是( )
158、A .通过导体横截面的电荷量越多,电流越大B .电子运动速率越大,电流越大C .单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D .电流的方向就是自由电荷定向移动的方向解析:选C.由电流的定义式/ = 可知:单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大,故A错误,C正确;由电流的微观表达式/ = qSo可知:电流的大小与电子定向移动的速率成正比,与电子运动速率无关,故B错;电流的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,D错.3. 一个半导体收音机,电池供电的电流是8 m A ,也就是说()A. l h电池供给1C的电量B. 1000 s电池供给8 c的电量
159、C. 1 s电池供给8 c的电量D. 1 min电池供给8 C的电量解析:选B.根据电流的定义式/ =, 可得4= ,代入数据,A、C、D错 误 ,B正确.4 . 某电解池,如果在1 s 内共有5X1018个二价正离子和10X1( ) 19个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是()A. 0A B. 0.8AC. 1.6A D. 3.2A解析:选 D.电解液中的正、负电荷都可以定向移动形成电流,所以山/= 得:/= ( 5X10l8X2+1.0X 10I9) X 1.6X10 1 9 A = 3.2 A.5 . 下列叙述中正确的是()A . 通过导体某一横截面积的电量越多,电流越大B
160、. 通过导体某一横截面积的电量越少,电流越小C . 在单位时间内,通过导体某一横截面的电量越多,电流越大D . 通电的时间越短,电流越小解析: 选 C.电流等于单位时间内流过某一横截面的电荷量, 即 / = / , 山/这个比值决定,A、B、D 错误,C 正确.6. 一个半径为4m) 的橡胶圆环,均匀地带上。 ( C) 的负电荷,当它以角速率“ ( rad/s) 绕中心轴顺时针匀速转动时,圆环中等效电流的大小为()QA. Q B.笠上2兀CQ. D 迎, 2兀7 C解析:选 C. 截取圆环上任一截面,在橡胶圆环运动一周的时间T 内,通过这个截面的电荷量为。,则 有 /今 =又 7 = 总所以选
161、项C 正确.7 . 如图所示,电解池内有一价的电解液,f s 内通过溶液内截面S 的正离子数是” 负离子数是2 , 设元电荷为e , 以下解释中正确的是()A . 正离子定向移动形成的电流方向从/一8 , 负离子定向移动形成的电流方向从B f /B . 溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消C .溶液内电流方向从4 - 8 ,电 流 /= 半D .溶液内电流方向从Z - 3 ,电流/ = ( 2 ) e解析:选D.正电荷定向移动的方向就是电流方向,负电荷定向移动的反方向也是电流方向,有正、负电荷反向经过同一截面时. ,/= / 公式中q应该是正、负电荷电荷量绝对值之和,故/=色 . 当 电流方
162、向由力指向8 ,故选项D正确.8 .有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的2倍,下列说法中正确的是()A .通过甲、乙两导体的电流相同B .通过乙导体的电流是甲导体的2倍C .乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍D .甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相同解析:选B.由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍,因此乙导体中的电流是甲的2倍,故A错误,B正确;又 1= 吟 ,则 。 =焉 ,由于不知道甲、乙两导体的性质( 、q不知道) ,所以。的关系无法判断,C、D错误.9 . 铜的原子量为机,密度为p ,每摩尔铜原子有个自由电子,今
163、有根横截面为S的铜导线,当通过的电流为/时,电子平均定向移动速率为()A .光速 c B . -T T;解析:选D.假设电子定向移动的速率为,那么在/秒内通过导体横截面的自由电子数相 当 于 在 体 积 中 的 自 由 电 子 数 ,而体积为 S的铜的质量为。 像 ,摩 尔 数 为 嘤,所以1 _ v t Spne q v Spne 十口 3 I m电量 qf =m , t m 于是得 0=ne Sp10 .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/的电子束. 已知电子的电量为e、质量为 ? ,则在刚射出加速电场时
164、,一小段长为心的电子束内的电子个数是()解析:选B.电子在电场中加速,由动能定理得:e U = S 2 ,。 = 等;电流的微观表达式为/= 0 $ 0 ,所以单位体积内自由电子的个数” =/ / e So=长为AA的电子束内的电子个数为:N = n S L = -二、非选择题11 . 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. 某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示, 闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5 X 1(/v 、电流可等效为2X105 A 、历 时 1X10-3 s , 则(1)若闪电定向移动
165、的是电子, 这次闪电通过的电荷量是多少?释放的电能给1000 W 的电灯供电,可用多长时间?(2)这次闪电释放的电能是多少?解析:根据电流的定义式/ = / ,可得g = = 2X 105xi()7c = 200C ,W 5.0 X 109 八 6 八 , ”t - p - gj =5X10 s= 0.16 年.(2)这次闪电释放的电能为Wz=9t/=200 X 2.5X107J=5X 109J.答案:(1)200 C 0.16 年 (2)5X109J12 . 来自质子源的质子( 初速度为零) ,经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速,形成电流强度为1 m A的细柱形质子流. 已知质子电
166、荷为e= 1.60X1()79。 这束质子流每秒钟打到靶上的质子数为多少?假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的, 在质子束中与质子源相距I和 4 /的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为m和2 , 那么 为多少?解析:由电流定义可得/ =华, = ? = 片 号 点 个 =6.25X 10” 个.I e l.o A iu由 * 0 = 2 as可得1和 4 /两处的质子速度之比: = 由于各处电流相同,由I =ne Su得色= 2= 2.2 V 1答案:6.25X1()15个 2第三章第二节 同 步 测 控 1 . ( 2012永安一中高二期中) 一根均匀的电阻丝的电
167、阻为R,下列用同种材料做成的电阻中,其电阻值也为R的是()A .长度不变,横截面积增大一倍B .横截面积不变,长度增大一倍C .长度和横截面积都缩小 倍D .长度和横截面的半径都增大一倍解析:选C.由电阻定律/?=M可知,C正确,A、B、D错误.2 .导体的电阻是导体本身的种性质, 对于同种材料的导体, 下列说法正确的是()A .横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B .长 度 定 ,电阻与导体的横截面积成正比C .电压一定,电阻与通过导体的电流成正比D .电流一定,电阻与导体两端的电压成反比解析:选A.由/ ? = / 可知,在横截面积S一定时,电阻R与长度/ 成正比,长度/ 一定时,电阻及
168、与横截面积S成反比,故A正确,B错误;R=午是电阻的定义式,提供了一种测电阻的方法,但电阻R 与电压U、电流/ 无关,故 C、D 均错误.3 . 一只标有“220 V, 100 W”的灯泡工作时的电阻为484。,当它不工作时,测量其电阻应()A . 等于484 c B . 大于484 cC . 小于484 c D . 无法确定解析:选 C.此题考查导体的电阻率与温度的关系. 工作时,灯泡中有电流通过,灯泡发热, 温度升高,由于金属的电阻率随温度升高而变大, 所以灯泡工作时的电阻比不工作时大一些.4 . 在电阻两端加50 V 的电压,该电阻10秒内有20 C 的电量通过横截面,则该电阻的阻值为(
169、)A. 2 c B. 5 QC. 20。 D. 25 c解析:选 D.由/ =/ 得,/ = * A =2 A , 由欧姆定律得,R-y y- Q =25Q , D 正确.5 . 为了测定液体的电阻率,工业上用一种称为“ 电导仪”的仪器. 其中一个关键部件如图所示,A, 8 是两片面积为1 c n?的正方形伯片,间 距 1 c m ,把它们浸没在待测液体中,若通过两根引线加一定的电压6 V 时,测出电流I p A ,这种液体的电阻率为多少?解析:由 R= 7得 R = 乂 6 0= 6X 10“。.11 A 1UJ R S 6X1O6X1X1O-4 / 4由火=所得,p = F=-. v i
170、n-2- Q m=6X 10 Q m.DI 1 A IU答 案 : 6X 1( / c m 课 时 作 业 一、选择题1 . 关于公式R =彳和公式R = p g 下列说法正确的是()A . 两式对一切情况都适用B . 尺=,仅适用于金属导体,/ ? =/ 适用于任何导体1DC . 导体的电阻R 与 U 成正比,与/ 成反比D . 导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比,与导体的横截面积成反比解析:选 DJ?=彳适用于金属导体和电解液,且为纯电阻电路,故 A、B 错误;导体的电阻由导体本身决定,与 U、/ 无关,故 C 错误、D 正确.2 . ( 2012莆田一中高二期中) 关于电阻率的说法中
171、不正确的是()A . 电阻率p 与导体的长度L 和横截面积S 有关B . 电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由材料决定,与温度有关C . 电阻率p 越大的导体,电阻也越大D . 导体材料的电阻率都是随温度升高而增大解析:选 ACD.电阻率表征材料导电性能的强弱,由材料决定,与温度有关,A 错,B对. 电阻由导体的长度,横截面积、材料共同决定,C 错. 有的导体材料电阻率随温度几乎不变,D 错.3 . 下列说法中正确的是()A . 由尺=。 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B . 山/=U /R 可知,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C . 导体
172、的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率D . 欧姆定律/= U /R ,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也都适用解析:选 B.由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关. 所以A 错. 导体的电阻率是由导体的材料决定的, 与温度有关. 温度发生变化,电阻率也会改变,所 以 C 错. 部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以D 错 . 答 案 为 B.4 . 有长度相同,质量相同,材料不同的金属导线/、8 各一根. 已知Z 的密度比8 的大,/ 的电阻率比8 的 小 . 则 /、8 两根导线的
173、电阻为( )A. R )RB B. R4RBC. RA=RB D . 无法判断解析:选 D.由R =/虽有力、8 长度相同,密 度 总 邮 得 出 S p ,但电阻率故不能确定此与心的大小. D 正确.5. ( 2012大连高二期末) 某金属导线的电阻率为 ,电阻为R ,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A. 4P 和 I4R B. p 和 4RC. 16P 和 162? D. p 和 16/?解析:选 D.电阻率不变,A、C 错误. 直径为原来的一半,横截面积为原来的长度是原来的4 倍,由R =於知,电阻是原来的16倍,B 错误,D 正确.6. 有 I 、
174、II两根不同材料的电阻丝,长度之比为/ , : 12=1 : 5 , 横截面积之比为S ,:S2= l : 3 , 电阻之比为R : & =2 : 5 , 外加电压之比为 : 5 = 1 : 2 , 则它们的电阻率之比为()A. 2 : 3 B. 4 : 3C. 3 : 4 D. 8 : 31 D O解析:选 B.由公式知2 = 竿 所以两种材料的电阻率之比小:= 4 : 3. 选项BD I正确.7. ( 2012福 州高二检测)根粗细均匀的导线,当其两端电压为。时,通过的电流是/ ,若将此导线均匀拉长到原来的2 倍时,电流仍为/ , 导线两端所加的电压变为()A. U/2 B. UC. 2U
175、 D. 4U解析:选 D.由可知,当导线被均匀拉长为原来的2 倍时,其横截面积变为原来的 看 所以电阻变为原来的4 倍,再根据欧姆定律可知电压变为原来的4 倍,故 D 正确,A、B、C 错误.8 . 用电器离电源L 米,线路上的电流为/ , 为使在线路上的电压降不超过U , 已知输电线的电阻率为p.那么,输电线的横截面积的最小值是()A. pL/R B. 2pLI/UC. U/(pLI) D. 2UL/(Ip)解析:选 B.自用电器到电源需两根导线,故导线总长为2 3 由火=与及 R =) 管 解得:S1o4M 、 = 等,B 正确.9 . 如图所示,均匀的长方形薄片合金电阻板Med, ab边
176、长为Li,边长为心,当端点 I 、II或III、IV接入电路时, Rin : 岛加是( )Ia I bin ivdI cnA. L2 : LiB. Li : L2c . 4 - 4D. if : 2解析:选 c .设电阻板厚N当端点I 、n 接入电路时,导体长为上,横截面积为根据电阻定律;R Il =Ps= pL 同理,Riim=P(=P抬 ;所以Ri u : RmivR; : 后,故选C.1 0 .有两根材料相同的导线,质量之比为2 : 1 , 长度之比为1 : 2 , 加上相同电压后,通过的电流之比为()A . 8 : 1 B . 4 : 1C . 1 : 1 D . 1 : 4Ki 2解
177、析: 选 A . 同种材料的导体体积之比等于质量之比, 所以今= *r 2 1-zlA .%/7-$-52J X| =Y,故 由 氏=/ 得当=力 苗 =卜 ( =/ , 加上相同的电压,由1= *,可得力=克=卓选项A正确.二、非选择题1 1 .两根材料相同的均匀导线x 和 y , x 的长度为3 y的长度为2 乙 串联在电路中,沿电流方向电势随长度的变化如图所示,求 x、y横截面积之比?解析:由图象可得两导线上的电压相等均为4 V,由公式R= 学得两导线电阻相等;由公式R= ,可得S= ,火 、p相同,故横截面积S与长度/ 成正比,故面积比为1 : 2 .答案:1 : 21 2 .相距40
178、 km的 48 两地架两条输电线,电阻共为80 0 c . 如果/、8 间的某处发生短路,为查明短路地点,在力处接上电源、电压表和电流表,测得电压表的示数为1 0 V ,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?A B解析:如图所示,4 、5 两地相距4 = 4 0 k m , 原输电线长为2 小 总电阻R = 8 0 0 C , 设“与短路处距离为/ 2 , 其间输电线电阻:&=与 =病 丹 K。= 2 50 。1 4U A 1 U由 / ?=/ 知,引 =萼 得 :/ 2 =/ 等 = 40 义1 k m =1 2 . 5 km,即短路处距力端1 2 . 5 k m .J i x
179、 y A i o UU答案:1 2 . 5 k m第三章第三节 同 步 测 控 1 . 关于电功和焦耳热,下列说法错误的是()A.在纯电阻电路中,计算电功可用公式/ =产上B.在非纯电阻电路中,计算电功可用公式% =/ 2 放C.在非纯电阻电路中,计算焦耳热可以用。=尸口D.在纯电阻电路中,计算焦耳热可以用解析:选 B . 根据电功的定义及特点,可以判断A、C、D均正确. 电功是电能转化为其他形式的能的量度. B错.2.通过电阻R的电流为/ 时,在时间t内产生的热量为Q ,若电阻为2 R ,电流为1 /2时,则在时间t内产生的热量为()A . 4Q B . 2 QC . 0 / 2 D . 0
180、 / 4解析:选 C . 电阻是R,电流是/ 时,Q = F R l ,电阻是2 R , 电流是( 时,Q = ( 9 ( 2 及= ; / 2 & =1 。,C 正确.3 . ( 2 0 1 2 三明高二检测) 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干. 设电动机线圈电阻为R ” 它与电热丝电阻色串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U ,电流为/ , 消耗的功率为P ,则有()A . PU I D . P/ 2 因 +&)解析:选 D . 电路中消耗的电功率为 = 。 / , 故 A、 C错误. 消耗的电功率除了转化为电动机线圈与电热丝释
181、放的热功率外,还有机械功率出现,即 2 / 2( &+%) ,故D正确,B错误.4 . ( 20 12 北京高二期末) 如图所示的电路中, 输入电压。恒 为 12 V , 灯泡L上标有“ 6 V , 12W ” 字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Q. 若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是()中L U1s_1A . 电动机的输入功率为24 WB . 电动机的输出功率为12 WC . 电动机的热功率为2.0 WD . 整个电路消耗的电功率为22 W解析:选 C.由/ =合得,电路中的电流/ = 菖 A=2 A . 电动机两端的电压UM = U - 5= 12 V -6 V =6 V , 电动机
182、的输入功率P人= UM/=6X 2 W = 12 W,发热功率 P 热 =/2/?M=22X0.5 W =2 W ,输出功率 P,h=P K- P 曲 =12 W -2 W=IO W,整个电路消耗的功率P = S = 12X2 W = 2 4 W ,综上所述,只有C 正确.5. 一台国产X Q B 30-13型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表,试根据表中提供的数据计算:(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时,通过洗衣机的电流是多大?(2)如洗衣、脱水的累计时间为40 m in ,则洗衣机耗电多少?额定电压220 V额定频率50 Hz额定洗衣、脱水功率360 W额定洗衣、脱水容量3
183、kg整机质量33 kg外形尺寸( 长X 宽X 高)(542X550X920) mm3解析: 由说明书可知P = 3 6 0 W ,又山P = U /可知,/ = = |1A=1.636A.(2严 =Pf=360X40X60J=8.64X 105 J.答 案 :(1)1.636A (2)8.64 X 1()5 j 课 时 作 业 一、选择题1 , 关于电功的说法中正确的是( )A . 导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B . 电流做功的过程,就是电能转化为其他形式的能的过程C . 电流做功消耗的能量,山电源供给D . 电功就是电能解析:选 ABC.根据电功的定义及特点,可以判断A、B、C 均正
184、确. 电功是电能转化为其他形式的能的量度,功和能是不同的概念,D 错.2 . 现在某电动机厂家因生产的电动机不合格,在进行生产线的调整. 其研究小组在研究电动机的性能时,测得某电动机内阻为火,在两端加的电压为U , 流过的电流为/ , 通电时间为f , 则产生的电热()A . 可用曾7 求电功和电热B . 不能用尸用求电热C . 不能用U 求电热D . 不能用U” 求电功解析:选 C.公式匕/ 求电功只适用于纯电阻电路,卜上等于电热、勿/ 求电功适用于所A有 电 路 . 。 求电热只适用于纯电阻电路,故 A、B、D 错误,C 正确.3. 两只灯泡分别接在两个电路中,下列判断正确的是()A .
185、额定电压高的灯泡较亮B . 额定功率大的灯泡较亮C . 接在电压高的电路两端的灯泡较亮D . 在电路中实际功率大的灯泡较亮解析:选 D.灯泡的亮度由灯泡消耗的实际功率决定,实际功率大的灯泡亮,D 对.4 . 如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民, 整幢居民楼里有各种不同的电器,如电炉、电视机、微波炉、电脑等等. 停电时,用多用电表测得4 、8 间的电阻为心供电后,各家电器同时使用,测得4 、8 间电压为U ,进线电流为/ , 如图所示. 计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A. P=I2RC. P=UI D . 以上公式都可以解析:选 C.居民楼里的电路中的用电器并非
186、都是纯电阻用电器. 对总功率只能用P=U /计算,选项C 正确,A、B、D 均错.5. 一台电动机额定电压为220 V , 额定电流为4 A , 让这台电动机正常工作,则下列说法正确的是()A . 电动机对外做功的功率为880 WB . 电动机内发热功率为880 WC . 电动机的内电阻为55 cD . 电动机的额定功率为880 W解析:选 D.电动机额定功率P = U /= 8 8 0 W ,电动机不是纯电阻元件,额定功率等于发热功率与对外做功功率之和,故 D 对,A、B 错. 而电动机的内电阻不能用额定电压与额定电流的比值计算,C 错.6 . 把家用电炉的电热丝剪去一小段后,继续使用,则在
187、同样的时间内()A . 由 。= 产& 可知,电炉的发热量减少B . 山。=/可知,电炉的发热量不变C . 由 。= * 可知,电炉的发热量增加D . 无法确定解析:选 C.电炉丝截去段后电阻变小,家用电器的工作电压就是照明电路的电压,这个电压为恒值,据可.知,电阻R 减小,导致电炉的发热量增加.7 . 如图所示,M、N 接稳压电源,“ 、6 间断开时,U “ b=2 2 0 V , a. b 间接入“220 V,100W”的灯泡时( 灯泡作定值电阻) ,/,= 2 1 0 V .则此时电源输入M、N 的电功率为()A. 95.45 W B. 91.12 WC. 100 W D. 102.27
188、 W解析:选 A.灯泡额定电压和额定功率为“220 V,100 W“,山 得:R 打= 484。,所以 PMN= 6:UMN=95.45 W.8 . 将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端,电流做功的功率为尸. 若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源,则它的功率为()A. 4P B. 0.25尸C. 16P D. 0.125P解析: 选 B.由 得 电 阻 丝 拉 长 为 原 来 的 2 倍, 导线截面枳变为原来的1/2,由R =pju1 u1得 R = 4凡因为P = 万 ,所以P = k = 尸 /4.9. 一只灯泡标有“220 V,100 W”字样, 将其接到110 V 的电源上
189、( 不考虑灯泡电阻的变化) ,则有()A . 灯泡的实际功率为50 WB . 灯泡的实际功率为25 Wc.通过灯泡的电流为额定工作电流的;D.通过灯泡的电流为额定工作电流的(i f - 2 2 02解析:选 B C . 灯泡电阻为:R = , = a。=4 8 4 C,则灯泡的实际功率和通过的电流U , 2 1 1 02 Uf 1 1 0 5 5 1分别为:P = k = 堪 w = 2 5 W , r = b = 战 A=W A,是原来 充 A电流的a B、K 4 3 4 A L L 1 1 Zc正确.1 0 . 个电阻接到某电路后,消耗的功率为1 1 0 W , 通过3c的电荷量时,有 3
190、 3 0 J 的电能转化为内能,下列各项正确的是()A.电阻所加电压为3 3 0 VB.通过电阻的电流为1 AC.电阻通电时间为3 sD.这个电阻的阻值为1 1 0 。w p解析:选 B C D . 由= 4 。知电路电压( 7 = 7 = 1 1 0 V , A错误;由尸= / 得 / = 5 = 1 A ,W UB正确;由 % = P / 得通电时间/ = r = 3 s , C正确;山R=7,得 R = 1 1 0 C , D正确.二、非选择题1 1 .广州亚运会时,环保汽车为场馆提供服务. 某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,其质量 ? = 3 X 1 ( P k g . 当它在水平路面
191、上以。 = 36 k m/ h 的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流/ = 5 0 A , 电压U = 30 0 V.在此行驶状态下( 1 ) 求驱动电机的输入功率产业;Q ) 若驱动电机能够将输入功率的90 % 转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机 , 求汽车所受阻力与车重的比值( g取 1 0 m/ s2) .解析:( 1 ) 驱动电机的输入功率P 电=/U=L5X1( ) 4W.( 2 ) 在匀速行驶时产 机 = 0 . 9P 电 = 凡? = %,f =0 . 9P /v得汽车所受阻力与车重之比表= 0 . 0 4 5 .答案:( 1 ) 1 . 5 X I O w ( 2 ) 0 .
192、 0 4 51 2 .如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为/ = 1 C,电动机两端电压为 5V,电路中的电流为1 A , 物 体 / 重 2 0 N,不计摩擦力,求:rrrmo “( i) 电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?(2)电动机输入功率和输出功率各是多少?(3)10s内,可以把重物/ 匀速提升多高?(4)这台电动机的机械效率是多少?解析:(1)热功率尸, = 产= 俨 P”即 L4的实际功率比L1的实际功率大,根据并联电路的性质,P2R2= PiR3=lA,2 2 尸3 ,即 L2的实际功率比L3的实际功率大,由图可以看出流过L |的电流一定大于流过L2的电流,由尸=
193、/ R 知尸| 22,山以上分析知:尸4 R 2 2 尸3,所以c对.5. ( 2012-上海高二期中) 在图所示电路中,三个电阻的阻值分别为R = 2 C 、& = 6 。和心 = 5 C, A. 8 间的总电阻多大?若在/ 、8 间加一恒定电压,则通过品和心 的电流之比为多少?金解析:4 、& 并 联 后 的 电 阻 尺 升 = 广 十 = 1.5。A. B间总电阻RAB=R + q = 6 .5 C设 / 、8 间电压为U , 由串联电路的知识可知,3UW13 3U 130 2( 7 并: 5=火并: & = 3 : 10 则 A中电流 1 - n -) . = 五. 解得 R i :
194、& =2 : 1,Z K + 1 2 2K + /2c d 端接 100 V 时,1=+ p , / = , 解得 % : & = 2 : 1 ,所以 R : 4 :2K3 + / 2 2/ 3 + / . Q=20 Q12 U.3灯的电阻心 =铮 =工C =20Cr i l.oS闭合后,& 与 灯的并联电阻H井 = 段 内-=10 CN1 + “ L山串联电路的电压分配关系知,A并 A2贝I ju并:5 = 1:2 ,即 U芹= g u = g x i2 V = 4 V ,u帛 42则灯的功率PL W=0.8W.KL ZU(3)要使灯L正常发光,则通过灯L的电流UL 6,L=E=8 A =
195、0 3 A此时电路中的电流为/=0.6 AU 67?2=7=0 6。= 0 Q答案:(1)20 Q (2)0.8 W (3)10 Q章末综合检测( 时间:90分钟, 满分:100分)一、选择题( 本题共10小题,每小题4分,共4 0分. 在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1 .关于电流的下列说法中,正 确 的 是 ( )A .电流是电荷运动形成的B .电荷运动的方向就是电流的方向C .同段串联电路中,相同时间内通过各不同横截面处的电荷量一定相等D .电流有大小又有方向,是矢量解析:选C.电流是电荷的定
196、向移动形成的,其方向跟正电荷受电场力方向相同,A、B错误. 串联电路中电流处处相等,山/ = / 知,相同时间内通过各横截面电荷量一定相等,C正确,电流是标量,D错误.2.关于下列电阻和电阻率的说法正确的是()A .把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B.由 =与 可 知 ,p xR, 严 :C.所有材料的电阻率随温度的升高而增大D.对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大解析:选 D . 电阻率由材料本身决定,与导体长度,横截面积无关,A 、B错误. 导体材料的电阻率随温度升高而增大,
197、半导体材料的电阻率随温度升高而减小, C错误. 山R =/ 4 知,若不计导体形状的改变,电阻增大说明电阻率随温度升高而增大,D正确.3 . 两电阻以、 及 2 的电流和电压的关系如图所示, 可知两电阻的大小之比尺: & 等 于 ( )C . 1 : 小 D 小:1解析:选 A. 电阻的/ 一U图线的斜率表示电阻的倒数,则 R : &= 启 焉 : 舄 = 1 : 3 .i d n D u4 . 将只阻值为几千欧的电阻R 和一只阻值为千分之几欧的电阻/ ? 2 并联起来,则总电阻()A .很接近R 而略大于RB.很接近& 而略小于RC.很 接 近 & 而 略 大 于 &D.很 接 近& 而略小
198、于治解析:选 D . 由并联电路的知识可知,; = 十,A s 接 近 & 而 比 必 略小,D正确.5 . 把标有“ 2 2 0 V , 4 0 W” 和“ 2 2 0 V , 1 5 W” 的甲、乙两盏灯串联接在2 2 0 V电压下,则下面分析正确的是()A .两盏灯的总功率等于5 5 WB.两盏灯的总功率小于1 5 WC.甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率D.乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率U 48400解析:选B D .lt|P=Kh 知,1HJ甲 = 1210。,R = - r r - Q ,串联后总电阻R总A A乙 ,故尸 尸乙, A错误,B正确. 两灯电流相等,由P=/2/?知,乙
199、的实际功率大于甲的实际功率,C错误,D正确.6 .如图为某两个电阻的U-I图象,则阻值之比& : %,把两电阻串联后接入电路,则消耗功率尸1 : 修,并联后接入电路,消 耗 功 率 之 比: 3 ,分别为()A. 2 : 1 2 : 1 1 : 2B. 2 : 1 1 : 2 2 : 1C. 1 : 2 1 : 2 2 : 1D. 1 : 2 2 : 1 1 : 2解析:选A.由? ? =彳得R =6 C, &=3 C ,则 Q : &= 2 : 1 ,串联后,电流相等,由P=/2/?得/: 巳 =2 : 1 ,并联后,电压相等,由P耳 得,: P2 =1 : 2, A正确.7 . 一根电阻丝
200、,在通入2 c的电荷量时电功为8 J ,若在相同的时间内通过4 c的电荷量时,电阻丝上的电流所做的功沙和所加的电压U分别是()A .爪=16J U=4V B. %=16J U=16VC. %=32J U=4VD .勿=32 J U=8V解析:选D.由/ = :知,/t : 4=2 : 4=1 : 2. 由印=产笈知,/ : 生 = : 片 =1 : 4 ,得 %=32 J .由 U =I R 得 5 : 5 = 1 : 2 ,而由 名 = 心 得 ,V =4V ,所以 5 = 8 V . Dq i z正确.8 .有两只完全相同的电流计,分别改装为一只电流表和一只电压表,一位同学在做实验忖误将这
201、两只表串联起来连接在电路中,则两只表的指针可能出现下列哪种现象()A .两表指针都不偏转B .两表指针的偏角相同C .两表指针都偏转,电流表的指针偏转角度大得多D .两表指针都偏转,电压表的指针偏转角度大得多解析:选D.把完全相同的电流计,分别改装成一只电流表和一只电压表,串联接入电路中时,两表中均有电流通过,两表指针都偏转,只是电压表中的表头处在干路中,通过的电流大,偏转角度也大,选D.9. 如图所示电路中,白炽灯/、B不亮,但电路中只有一处断开,今用电压表测得:Uah= 0, U c =6 V , U bd =6 N, Um = 0,则可知( )A ,r0 ?d (8)rA. 8 灯断路
202、B. /灯断路C. R 断路D . 电源断路解析:选 C.由于电路中无电流,连接在一起的导体为等势体,故凡未断开的灯丝及电阻两端的电压应为零,相应电压表示数为零,反之,凡电压表示数不为零的部分( 不含电源) ,必有断开之处.1 0 .如图所示,电阻R = 2 0 C ,电动机的绕组出 = 10Q.当开关s 断开时,电流表的示数是 0 .5 A ,当开关S 合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数/ 和电路消耗的电功率P 应是()A. 1 =1 . 5 AC. P15 WB. /15W解析:选 BC.U=/IRI=0.5X20 V =10V . S 闭合后,山于电动机为非纯电阻,
203、所以治分得电压小于10 V ,电流心小于1A ,所以干路电流/ 小于1.5 A ,电路消耗的功率小于15 W .B、C 正确.二、实验题( 本题共2 小题,共 18分,按题目要求作答)11. ( 8 分) 在 “ 测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长心金属丝的电阻大约为5 C , 先用伏安法测出金属丝的电阻凡然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.Ui( 1) 从图中读出金属丝的直径为_ _ _ _ _ _ _mm.( 2) 为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材:A . 电压表03 V , 内阻10 k。B . 电压表01
204、5 V , 内阻50kCC . 电流表00.6 A , 内阻0.05 CD . 电流表03 A , 内阻0.01 CE . 滑动变阻器,0IOCF . 滑动变阻器,0100。要求较准确地测出其阻值,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选.( 填序号)实验中他的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误.错 误 1: _错误2: _解析:( 1) 螺旋测微器读数为0.680 mm.( 2) 两节干电池串联后的总电压为3 V , 因此电压表选A.电路中的最大电流为0.6 A , 电流表应选C.为便于调节电路,滑动变阻器应选E.错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上.错误2:采用了电流表内
205、接法.答案:( 1) 0 .6 8 0 A C E见解析12. ( 10分) 用伏安法测量额定电压是4.5 V 小灯泡的电阻, 并作出小灯泡的/ 一U 图线. 现有下列器材供选用:A . 电压表( 05 V , 内阻10k。 )B . 电压表( 010 V , 内阻20kC)C . 电流表( 00.3A , 内阻1。)D . 电流表( 00.6 A , 内阻0.4 C)E . 滑动变阻器( 10。,2A)F . 学生电源( 直流6 V) , 还有开关、导线( 1) 实 验 中 所 用 电 压 表 应 选 ,电 流 表 应 选 用 ( 用序号字母表示)( 2) 为使实验误差尽量减小,要求从零开始
206、多取几组数据,请在图中方框内画出满足实验要求的电路图.( 3) 实验中测得数据如下电流/A0.100.200.300.400.50电压/V0.150.451.001.954.00利用表中数据作出小灯泡的U - / 图象.解析: 灯泡两端额定电压是4.5 V , 电压表应选A.由表中数据可知,电流不超过0.5 A,电流表应选D.( 2) 山于电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表用外接法. 电压从0 开始变化,滑动变阻器用分压式接法,电路图如图甲所示.( 3) 。一/ 图象如图乙.答案:( 1) A D ( 2) 见 解 析 图 ( 3) 见解析图三、计算题( 本题共4 小题,共 42分. 解答应写出
207、必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13. ( 8 分) 一条粗细均匀的导线长1200 m , 在其两端加上恒定的电压时,测得通过它的电流 为 0.5 A , 如剪去一段后,在剩余部分的两端加同样的恒定电压时; 通过它的电流为0.6A . 问剪去的导线长度为多少?解析:设剪去长度心.由电阻定律知:尚- =/ ( 3 分)由欧姆定律知:券=4 - = 黑 =&3 分)解得 A=200m . ( 2 分)答案:200 m14. ( 8 分) 如图所示为双量程电压表的示意图. 已知电流表G 的量程为0 100pA ,内阻为6
208、00。,则图中串联的分压电阻心、色 分别为多少?+ 5V 15V解析:量程为 u = 5 V 时,有 /?1=乎 &=一 八 , 6 c600 c=49400 C( 4 分)-ig 1 UU K 1U量程为U 2 = 1 5 V 时,R ?=牛RR i/g= 6 Q - 6 0 0 Q - 4 9 4 0 0 Q = 1. 0 X 105 Q. ( 4 分)1 (JU X 1U答案:4 9 4 0 0 Q l . OX 105Q15 . ( 12 分) 如图所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A. 8 为分压器的输出端,滑动变阻器的总阻值为7 ?= 12 0 C,负载电阻的阻值也是凡电源电压
209、为U =20V 保持恒定. 求( 1) 输 出 电 压 的 取 值 范 围 ;( 2 ) 当滑片P 位于变阻器的中央时,输出电压必B等于多少.解析:( I ) 当滑片产滑到最下端时,电阻R 被短路,则 Um in= 0 ( 2分)随着滑片P 向上滑,R 两端电压增大当滑片?滑到最上端时,两电阻并联,电压相等,则 4ax = U = 2 0 V ( 2分)即输出电压范围是:0W %BW2 0 V. ( 2 分)( 2 ) 当滑片P 位于变阻器的中央时,并联部分电阻R X2 R ,R i = = = 4 Q Q 分)R + 2R上半部分电阻& = = 6 0 C ( 2分)由串联规律得并联部分电压
210、R 2UAB= R,U = 7 U = 8 V. ( 2 分)答案:( I ) O W SBW2 0 V ( 2 ) 8 V16 . ( 14 分) 在如图所示的电路中,电源电压U 恒定不变,当 S 闭合时火 消耗的电功率为9 W ,当 S 断开时当消耗的电功率为4 W ,求:( 1) 电阻R与 % 的比值是多少?( 2 ) S 断开时,电阻 消耗的电功率是多大?解析:(l)s闭合时,只有必接入电路,P=FRI=( 2 RI=9W . (3 分)S断开时,4、火2串联在电路中,P = / 2R产 ( 瑞 瓦) % = 4 W . ( 3分)所 以 因 + 土 ) :/?!=3 : 2, Ri
211、: & = 2 : 1.( 3 分)( 2)因为P = /2 R ,所以串联电路中P与R成正比,所以S断开时& 消耗的电功率P2=PI/2=2 W. ( 5 分)答案:(1) 2 : I ( 2) 2 W第四章第一节 同 步 测 控 1. ( 2 0 12济南高二质检) 电动势为2 V的电池在电路上输出1 A的电流, 可以断定()A.内、外电阻相差2。B .外电阻是2 CC.内电阻是2。D.内、外电阻之和是2。解析:选D . 11I闭合电路欧姆定律/=*可知D正确.2 .关于电源电动势,下列说法中正确的是()A.同一电源接入不同的电路电动势会发生改变B.电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量
212、的电压C.电源电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,与是否接外电路无关D.电源电动势与电势差是一回事解析:选C .电动势由电源本身的性质决定,A错,C对. 电动势和电压是两个不同的物理量,断路时,电源两端的电压在数值上等于电动势,故B、D错.3 . 如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U /图象, 下列判断正确的是()A . 电动势昂= 瓦,发生短路时的电流八 心B . 电动势昂= 后2,内阻。 厂 2C . 电动势均瓦,内 阻 厂 | 厂 2D . 当两电源的工作电流变化量相同时,电源2 的路端电压变化小解析:选 A.图中图线与纵轴交点坐标为电动势而斜率绝对值为内阻,A
213、正确,B、C 错误 .当/ 相同时,图线2 斜率大,AU大,D 错.4. ( 2011高考海南卷) 如图所示,E 为内阻不能忽略的电池,R 、七、尺 3为定值电阻,S。 、 S 为开关, V 与 A 分别为电压表与电流表. 初始时S。 与 S 均闭合, 现将S 断开, 则()& R,-1|-E %- - - - -婷 - - - - - - -A. V 的读数变大,A 的读数变小B. V 的读数变大,A 的读数变大C. V 的读数变小,A 的读数变小D. V 的读数变小,A 的读数变大解析:选 B.S断开,相当于电阻变大,总电流减小,故端电压增大,V 的读数变大,把凡归为内阻,则 心 中的电压
214、也增大,尺中的电流也增大,色 中的电压也增大,选 B.5. “ 神舟”七号飞船的成功发射、回收,标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平. 飞船在太空飞行时用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成. 某电池板开路电压是800 m V ,短路电流为40 m A ,若将该电池板与阻值为20 Q 的电阻器连成一闭合电路,它的路端电压多大?电源的总功率多大?E 0 8解析:电动势E=800mV=0.8 V , 内阻厂= 彳= 而。=20 QF n Q当外电阻是火= 2 0 。时,电路中的电流/=士=必布A=0.02A.R + r 20 + 20路端电压 U=/R=0.02X20 V=0.4
215、V电源的总功率 P=E/=0.8X0.02 W=0.016 W.答案:0.4 V 0.016 W 课 时 作 业 一、选择题1 . 下列关于闭合电路的说法中正确的是()A . 电源短路时,电源的内电压等于电动势B . 电源短路时,路端电压为零C . 电源断路时,路端电压最大D . 外电路的用电器增加时,路端电压也增大解析:选 ABC.电源短路时,外电阻为零,路端电压为零,由E = U 内 + t / * , 故 。内 =E,A、B 正确;电源断路时,R 外 - 8 , 7 = 0 ,由故 U 最大等于E, C 正确;外电路的用电器增加,并联在电源上的用电器个数增加,外电阻减小,路端电压减小,故
216、 D 错.2 . 在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是()A . 如外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大B . 如外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小C . 如外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小D . 如外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终为二者之和,保持恒量解析:选 D.不管内、外电压如何变化,电源的电动势不变,且 E = U 内 + U 外 ,增大,。内必然减小,故选D.3 . 如图所示的电路中,把 R 山2 c改变为6 c时,电流强度减小为原来的一半,则电源的内电阻应为()A. 4QB. 8CC. 6
217、QD. 2 c解析:选 D.据闭合电路欧姆定律:E =l( R + r ) .当 K = 2 C 时, = /( 2 + r) ;当 R=6 C时, = /6 + 厂 ) ;解得r = 2 C ,故选项D 正确.4 . ( 2012福州高二期中) 电阻4 、& 的 / 一 。关系图象如图甲所示,现把它们串联成如图乙所示的电路,贝 4()A . 山甲图可知B . 若电源电动势保持不变,要使R 的功率增大,变阻器& 的滑片应向右滑动C . 两电阻消耗的电功率总巳D . 调节R) ,可以使R 、& 电压相等解析:选 BC.由甲图知,RR2, A 错. 由闭合电路欧姆定律知,滑片向右移,总电阻减小,电
218、流增大,R 消耗的功率增大,B 对. 由 于 & 且 串 联 ,所以尸C 对. 由串联电路的电压分配关系知,凡、夫2两端电压永远不可能相等,D 错.5. ( 2012泉州高二期末) 如图所示/ 灯与8 灯的电阻相同,当滑动变阻器R 的滑片P 向上滑动时,两灯亮度变化是()A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D. / 灯变亮, 8 灯变暗解析:选A . P向上滑动, 滑动变阻器电阻增大,由闭合电路欧姆定律知,电路总电流减小,内电压减小,路端电压增大,8 灯变亮,8 灯电流增大,心电流减小,品两端电压减小,N灯两端电压增大,N灯变亮,A 对.6. ( 2012长春高二
219、质检) 如图所示,直线a为电源的U-I图线,直线h为电阻R 的 U一/ 图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别为()A. 4 W、33.3%B. 2 W、33.3%C. 4 W、67%D. 2 W、67%解析: 选 C.电源的电动势E=3 V , 电路总功率Pi=7=3X2 W = 6 W ,电阻R 消耗功率即电源输出功率P = 5 = 2 X 2 W= 4 W,4-6=尸K-C 正确.7. ( 2012郑州高二质检) 测电源的电动势和内阻并根据某次实验记录数据画出U-I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是()A . 纵轴截距表示待测电源的电动势,即 E =3V
220、B.横轴截距表示短路电流,即 / i = 0 . 6 AC.根据r = 炖 ,计算出待测电源内阻为5 QD. 该实验中电源的内阻为4 。解析:选 A . 由纵轴截距可知,电动势E = 3 . 0 V , A对. 由于横轴截距对应的纵坐标不U 3 - 2 . 4是零 所以/ 知H 0 . 6 A , B 、C错 误 . 片 K =而7 c=1Q,D错误.8 . ( 2 0 1 2 牡丹江期末) 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如右图,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为1 0 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为 1 2 . 5V , 内阻为0 . 0 5C , 电流表
221、内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了()A . 3 5. 8 WC . 48 . 2 W D . 7 6 . 8 W解析:选 B . 电动机未启动时,内电压。内= = 1 0 X 0 . 0 5 V = 0 . 5 V,灯两端电压U = ETJ一U内 =12V.灯的电阻 7 ? = 7 = 而 C = 1 . 2 Q,消耗功率0 = / 2 & = 1 ( ) 2 乂1 . 2 W= 1 2 0 W,电动机启动后,内电压。 内= / 尸 = 58 X 0 . 0 5 V = 2 . 9 V , 灯 两 端 电 压=E U= 9 . 6 V ,jjf 2 9 6 2消耗功率尸 =-=Y7
222、 W = 7 6 . 8 W.车灯功率降低2 = / 一 =( 1 2 0 - 7 6 . 8 ) W = 43 . 2W , B 对.9 . ( 2 0 1 2 长春高二质检) 如图所示电路中,C 2 = 2 G ,RZ=2RI,下列说法正确的是()A.开关处于断开状态,B.开关处于断开状态,C.开关处于接通状态,D.开关处于接通状态,电容。 2 的电量大于电容G 的电量电容G 的电量大于电容C2的电量电容c2的电量大于电容C 1 的电量电容C , 的电量大于电容C 2 的电量解析:选 A . 开关断开时,G、。 2 两端电压都等于电动势,由 C=得 G=GE,0 2 =C2E,由于G C
223、2 , 所以A对,B错. 开关接通后,G 两端电压等于& 两端电压,。 2 两端电压等于R J 两端电压,由 于 & =2&,又 4 、& 串联,所 以 5 =25 ,则 G 带电荷量 0 1 = G U 2 = 2 C | U | , 。 2 带电荷量 0 2 = C 2 U 1 = 2 C | U | , Q1 = Q , C D 均错.1 0 . 如图所示电路中,电源内阻不能忽略. 闭合S后,调 节 R的阻值,使电压表示数增大 , 在这一过程中,有()A.通过R 的电流增大罗B . & 两端电压减小C.通过& 的电流减小量大于祟D.路端电压增大量小于A U解析:选 A D . 由电流/
224、= 擀可知,当电压增加AU时; 通 过 & 的电流就增加 竽 ,故 A1 A 正确;由于电源的内阻不能忽略,故火2 两 端 电 压 减 小 量 比 小 ,B错误,C错误;因 必两端的电压减小,故路端电压增大量比。要小,故 D 正确.二、非选择题1 1 . 如图所示的电路中,当 S闭合时,电压表和电流表( 均为理想电表)的示数分别为1 . 6V和 0. 4 A ;当 S断开时,它们的示数分别改变0. 1 V和 0. 1 A,求电源的电动势和内电阻.解析:当 S闭合时,凡、& 并联接入电路,由闭合电路欧姆定律得:U产Efr,即 = 1 . 6 + 0. 4 r 0当 S断开时,只有尺接入电路,山电
225、阻的连接可判断:外电阻增大,所以电压表示数增大,电流表示数减小. 由闭合电路欧姆定律得:U 2 =E - h r ,即 E=( 1 . 6 + 0. 1 )+ ( 0. 4 - 0. 1 )r ( 2 )由式得: = 2 V , r = l Q答案:2 V , 1 C1 2 . ( 2 01 2 永安一中高二期中)在如图所示的电路中,R是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流/ 和它两端的电压U遵循/ =后。 3 的规律( 式中0. 02 A / V3), & 是 普通电阻,阻值为2 4 C,遵循欧姆定律,电源电动势E = 6V,闭合开关S后,电流表的示数为 0. 1 6 A . 试
226、求:(D R两端的电压;( 2 )电源的内电阻r ;( 3 )心上消耗的电功率尸解析: 由 / =初 3 得V = 2 V .( 2 )根据闭合电路的欧姆定律有E = U + / R2+ lr ,E - U - I R 2 E-U 6 - 2r -R )= 八 ,Q-2 4 Q = 1 C .I / 2 0. 1 6( 3 )P=/ U =0. 1 6 2 八2B . E E z , r j F 2C . E r2D . E E r i r2解析:选 D . 纵截距表示电动势,斜率表示电源的内阻,故 & 公 ,。 七,D正确.4 .欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用
227、和连接,不正确的叙述是()A.测电阻前要使红、黑表笔相接,调节调零旋钮,使表头的指针指零B . 红表笔与表内电池正极相连接,黑表笔与表内电池负极相连接C . 红表笔与表内电池负极相连接,黑表笔与表内电池正极相连接D . 测电阻时,表针偏转角度越大,待测电阻值越小解析:选 B.每次测量电阻之前都要进行欧姆调零,所 以 A 正确;由欧姆表内部结构可知B 错,C 对;测电阻时,表针偏转角度越大,说明通过表头的电流越大,待测电阻值越小,故 D 对.5. 如图所示,直 线 / 为电源的。 一/ 图线,曲线8 为灯泡电阻的U /图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,灯泡的功率和电源的总功率分别是()A.
228、4W 、8 WB. 2W 、4 WC. 4W 、6 WD. 2W 、3 W解析:选 C.由图象知,电动势E = 3 V ,当 /= 2 A 时,灯泡两端电压为U = 2 V ,则灯泡的功率尸 = = 2 * 2 W =4 W ,电源的总功率尸以=E /=3X 2 W =6 W, C 正确.6 . 在下图所示的电路中,电源电压恒为6 V , 当合上开关后,发现两个灯泡( 均标有3 V)都不亮;用电压表测得仇c = ,/= 6 V ,如果各段导线及接线处均无问题,且只有一处故障,这说明()A . 灯泡L 灯丝断了 B . 灯 泡 L2灯丝断了C . 可变电阻尺的电阻丝断了 D . 开关S 未接通解
229、析: 选 B.若是S 未接通或可变电阻的电阻丝断或L i断路,电压表接在儿两端读数应为零,只有L2断路,” =6V, B 正确.7 . 一平行板电容器C , 极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路. 今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动. 要使油滴上升,可采用的办法是( )A . 增大品C . 增大小D . 减小R解析:选 BC.由题图分析可知,电容器两端的电压就是用 两端的电压,要使油滴上升,必须增大电容器两端的电压,即增大及3两端的电压,从电路分析得,增 大 R 和减小生 的电阻都可以.8 . 如图所示的电路中,电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变,电灯L
230、 恰能正常发光,如果变阻器的滑片尸向6 端滑动,A . 电灯L 更亮,B . 电灯L 更亮,C . 电灯L 变暗,D . 电灯L 变暗,电流表的示数增大电流表的示数变小电流表的示数变小电流表的示数增大F解析: 选 B.滑片P向b端滑动时, 滑动变阻器有效电阻增大, 电路总电阻增大, 由1= -知,电流减小,所以电流表读数变小,而内电压变小,路端电压增大,所 以 灯 L 变亮,B正确.9 . 如图所示电路中厂是电源的内阻,尺和夫2是外电路中的电阻,如果用2 、和 P2分别表示电阻人氐、当 上所消耗的功率,当&=& =尸时,Pr : PI : P2 等于( )解析:选 D.在题图电路中,内电阻上通
231、过的电流与外电路的总电流相同,内电阻与外电阻是串联关系( 不能认为内电阻与外电阻并联) ,但 Hi与治是并联的,因 &=&,贝 ” 产/ 2=1, I ,. =I + I2=2 LP, : Pl :尸 2=方 :第1 : 胡 2 = 4 : 1 : 1.所以D 是正确的.1 0 .如图所示,直线0 4 c 为某一直流电源的总功率P 随电流/ 变化的图线,曲线0 8 c 为同一直流电源内部发热功率已随电流/ 变化的图线,若 小 8 对应的横坐标为2 A , 则下列说法正确的是()A . 电源电动势为3 V , 内阻为3 cB . 线 段 表 示 的 功 率 为 2 WC . 电流为2 A 时,外
232、电路的电阻为0.5。D . 电流为3 A 时,外电路的电阻为2 C解析:选 BC.由图象可知,当电流/= 3 A 时,电源总功率尸= /E = 9 W ,由此可知电源的电动势E = 3 V .直线与曲线的交点表示内部发热功率等于电源的总功率,即P ,.= /2 ,= /E,得厂= 1 C ,故 A 错误;P r B = F r = 2 x N = 4 N ,巳 = 3 = 2 * 3 W =6 W ,则 P, = ( 64) W= 2 W ,故 B 正确;当电流/= 2 A 时,山/ = % 与 - 得 外 电 阻 /n O S C ,当电流/= 3A时,得尺= 0 , 故 C 对、D 错.二
233、、实验题( 本题共2 小题,每小题6 分,共 12分. 按题目要求作答)11.在测量电源的电动势和内阻的实验中, 由于所用电压表( 视为理想电压表) 的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.( 2) 改变电阻箱的阻值R ,分别测出阻值 = 10 Q 的定值电阻两端的电压”下列两组R的取值方案中,比 较 合 理 的 方 案 是 . ( 选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值RQ14 00.03 5 0.03 00.02 5 0.02 00.028 0.07 0.06 0.05 0.04 0.0(3 )根据实验数据描点,绘出的与一R 图象是一条直线、若直线的斜率为k ,在方坐标轴上的截距为6
234、 , 则该电源的电动势E=, 内阻r=. ( 用 晨 。和 扁 表示)解析:(I )将电阻箱的电阻调到最大是为保护电压表.(2 )实验时,若电阻箱的阻值与定值电阻的阻值相差太大,电压表的示数变化不明显,实验误差太大,所以比较合理的是方案2 .(3 )由闭合电路欧姆定律得=U + & r+ R) , 整 理 得 / = 爸 + 疝,所 以 奈 = 从占/Q U LKQ 匕 K g LKQ 匕 KO-k ,解得E=看 , 厂= 一品.答案:(1 )最 大 值 (2 )2 (3 扁 1 -r01 2 .某同学在做“ 练习使用多用电表”的实验.(1 )某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻尺的阻值, 当选择
235、开关置于欧姆挡“ X 1 00”的位置时,多用电表指针示数如上图所示,此被测电阻的阻值约为 Q .(2 )某同学按如下图所示的电路图连接元件后,闭合开关S , 发现“、8灯都不亮.该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障.检查前,应将开关S. ( 选 填 “ 闭合”或 “ 断开”)S a ,f e d c bM g ) (3 )若(2 )中同学检查结果如表所示,山此可以确定A .灯 /断 路B .灯8断路C .灯4 8都断路D. d、e间导线断路解析:(1)由欧姆表读数原则是表盘刻度数X倍率可知该表的读数为26X100Q=2.6kQ.( l分)( 2)用多用电表的欧姆挡检查电路时,应和外电路断开
236、,故开关S应 断 开 .(1分)( 3)由多用表的刻度可知怀 加、de间电阻无穷大,它们之间存在断路状态,间电路完好,故该电路故障应是d、e间导线断路.选项D正 确 .(2分)答案:(1) 2.6 kC( 或 2.6 X 4 2 600) ( 2)断 开( 3) D三、计算题( 本题共4小题,共38分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13. ( 8分) 如图所示电路中,电阻吊= 9。,& = 4。,电源内阻,=1 Q当S接4时 .,电压表示数为3.6 V ,求:当S接&时电压表的示数( 电压表为理想电压
237、表) .解析:S接 治 时,有E = 5 + rQ 分)解得 = 4 V( 2分)E 4S 接 & 时 ,电流/2 =。+ =A , A=0.8A. ( 2 分)电压表读数 5 = /2 & =0.8X4 V=3.2 V. ( 2 分)答案:3.2 V14. ( 8分) 如图所示的电路中已知电源电动势E=36 V ,内电阻r= 2 Q , /?(=20 Q ,每盏灯额定功率都是2 W ,额定电压也相同.当S闭合将电阻箱&调到= 14 C时,两灯都正常发光;当S断开后为使L2仍正常发光,求 & 应调到何值?解析:设灯泡的额定电压为U,额定电流为/ .则当S闭合时,根据全电路的欧姆定律可得E =
238、U + 2 / ( 4 +r + R 2 ) ( 2 分)当S断开后,要灯泡仍正常发光,必有E= U+I( Rl+r+R1 ) ( 2 分)由以上二式联立可得R + r + R 2 = 2 ( 4 + r + R 2 ) ( 2分)求 得 尺2 = 50 Q . ( 2分)答案:50。1 5. ( 1 0分) 如图所示,电流表读数为0 . 75 A,电压表读数为2 V,尺3为4 c .若某一电阻发生断路,则两电表的读数分别变为0 . 8 A和3 . 2 V .( 1 )是哪个电阻发生断路?( 2 )电源的电动势和内电阻分别为多大?解析 :( 1 )若当断路,电流表将无读数,若当断路则电压表无读
239、数,由此判断是必断路( 2分)( 2 )断路时:R i = U /I =4 Q且 有U = ET r即 3 . 2 = - 0 . 8 r 0 ( 1 分)未断路时:/23=( /RLS/R3=0.25A( 2 分)总电流 / o = / 2 3 + / = L0 A ( 2 分)则 / R = E - / o r即 3= ( 1 分)联立得 = 4 V , r = Q . ( 2分)答案: & ( 2 ) 4 V 1 Q1 6. ( 1 2分) 一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器,接成如图甲所示的电路,变阻器最大阻值Ro=22C,电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示,
240、图中U = 1 2 V的直线为图线的渐近线,试求:(1)电源的电动势和内电阻(2 )/、B空载时输出电压的范围(3)若要保证变阻器的滑片能任意滑动,/、8两端所接负载的最小电阻时多大?解析:(1)由乙图可知,当R趋近无穷大时,=12 V ,而 当 。= 6 V = 7 2时,应有r=R=2 C(2 分)(2)当滑片滑到变阻器的最上端时,A, 3两端输出电压最大值E 2Umax=p + = + ?X22= 1 1 V(3 分)Ao + 1 ZZ + Z当滑片滑到变阻器的最下端时,A, 8两端输出电压最小为零,故 /、8空载时输出电压的范围为011 V. (2分)(3)当滑片滑到变阻器的最上端时,
241、通过电源的电流恰好为最大电流2 A时,A, 8两端所接负载电阻最小., = 熊 . ,分)r + -R o + RAB解得 H =4.9 0.(2 分)答案:(1)12 V 2Q (2)0-11 V (3)4.9 Q第五章第一节同 步 测 控 1 . 实验表明:磁体能吸引一元硬币,对这种现象解释正确的是()A . 硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁B . 硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝C . 磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多D . 硬币中含有磁性材料,磁化后能被磁体吸引解析:选 D. 一元硬币为钢芯镀锲,钢和银为磁性材料,放在磁体的磁场中被磁化后被磁体吸引,D 正确.2 . 下列关于磁
242、场的说法中,正确的是()A . 磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质B . 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的,实际上并不存在C . 同名磁极间的作用力是弹力,异名磁极间的作用力是万有引力D . 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析:选 A.磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质,虽然它看不见、摸不着,但它是一种客观实在, 所有磁现象都是通过磁场这种物质而发生作用的,故 B 错, A 正确. 磁极间的相互作用力是磁场力,既不是弹力也不是万有引力,C 错,通电导体周围产生磁场,D 错.3 . 关于磁体和磁场的下列说法正确的是()A . 电荷可以吸引碎纸屑,磁体也可以吸引碎
243、纸屑B . 正负电荷可以单独存在,也一定存在只有一个磁极的磁体C . 将一块条形磁铁从正中间断开后,就形成了两个只有单一磁极的磁体D . 电流的磁场和磁体的磁场具有相同的性质解析:选 D.磁体可以吸引铁磁性物质,不能吸引碎纸屑, A 错误. 任意磁体都同时存在N极和S 极,B、C 错误. 电流的磁场和磁体的磁场虽然产生磁场的物质不同,但是磁场的性质相同,都能对放入其中的磁极或电流产生力的作用,D 正确.4 . 关于地磁场下列说法中正确的是()A . 地理位置的南、北极即为地磁场的南、北极B . 在赤道上的小磁针的N 极在静止时指向地理南极C . 在赤道. 卜一的小磁针的N 极在静止时指向地理北
244、极D .地磁场在地表附近某处有两个分量,水平分量指向地理的北极附近,竖直分量一定竖直向下解析:选C.根据地磁场的特点可知:地理北极附近为地磁场南极,地理南极附近为地磁场北极,但并不重合,A错误:小磁针由于受到地磁场的作用,静止时,N极总指向地理北极,B错误,C正确;在赤道正上方,地磁场方向水平向北,在南半球地磁场的竖直分量向上,在北半球竖直分量向下,D错误.5 .如图所示是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器. 当仪器顶部接触金属物品时,医生将手控环内推, 再拉出整条塑料管, 你能说出这种仪器的原理吗?如果小孩不慎吞下的是易拉罐环或一个回形针,哪种物体可以用这种仪器取出来?活动永久磁铁钢线固定
245、铁解析:回形针可以用这种仪器取出来. 当仪器顶部接触金属物品时,医生将手控环内推,仪器内的活动永久磁铁向前接触金属物品,能将铁制品物吸引. 回形针是铁的, 而易拉罐环一般是铝制品不能被吸引,所以回形针可以用这种仪器取出来.答案:见解析 课 时 作 业 一、选择题1 .下列说法中正确的是()A .磁体与电流间的相互作用是磁体的磁场和电流的电场产生的B .磁体与电流间的相互作用是通过电场产生的C .电流与电流间的相互作用是通过电场产生的D .电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的解析:选D. 无论磁体与磁体之间、磁体与电流之间,还是电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的,所以选项D正确,A、B
246、、C错误.2 .磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,其依据是()A .磁体的吸铁性 B .磁极间的相互作用C .电荷间的相互作用规律 D .磁场对电流的作用原理解析:选B.当磁性水雷距离军舰足够近时,水雷中的小磁针受到被地磁场磁化了的军舰的作用而发生偏转,从而引发起爆装置使水雷爆炸. 故选B.3 .在地球表面的某位置,发现能自山转动的小磁针静止时S极竖直指向地面,则该位置是()A .地磁北极附近 B .地磁南极附近C .赤道附近 D .无法确定解析:选A.在地球的南、北极附近,即地磁场的北、南
247、极附近,地磁场的方向是竖直方向的,从而出现了小磁针沿竖直方向静止的特殊情况. 由于小磁针的S极竖直指向地面,该处应该为地磁北极附近. 故选A.4 .关于地磁场的说法不正确的是()A .地球的地磁两极与地理两极重合B .地球的地磁北极与地理北极重合C .地球的地磁北极与地理南极重合D .地球的地磁北极在地理南极附近解析:选ABC.地球是个大磁体,其磁北极( N极) 在地理南极附近,磁南极( S极) 在地理北极附近,并不重合. 指南针指南的一端应该是磁针的南极( S极) . 选 项A、B、C错误.5 .甲、乙两块条形磁铁异性磁极相互靠近,关于乙磁铁N极的受力原因,下列说法正确的是()A .甲的S极
248、直接施力给乙的N极B .甲通过自己的磁场施力给乙的N极C .甲通过乙的磁场施力给乙的N极D .以上说法均不正确解析:选B.磁体之间的作用不是一种超距作用,是通过磁场发生的,甲磁铁对乙磁铁施加作用力是甲在空间激发的磁场对乙施力,故B对.6 .假设将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极将( )A .指北 B .指南C .竖直向上 D .竖直向下解析:选D.地磁场与条形磁体类似,其S极在地理北极附近.7 . 指南针是我国古代四大发明之一,东汉学者王充在 论衡一书中描述的“ 司南”是人们公认的最早的磁性定向工具,关于指南针能指示南北方向是由于()A .指南针的两个磁极相互吸引B .指南针的两
249、个磁极相互排斥C .指南针能吸引铁、钻、保等物质D .地磁场对指南针的作用解析:选D.用指南针指示方向,是由于地球本身是一个大磁体,地球的磁场对磁体产生力的作用,地球的南极是地磁的N极,地球的北极是地磁的S极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故指南针指示南北方向,因此选项D 正确,A、B、C 错误.8 . 关于宇宙中的天体的磁场,下列说法不正确的是()A . 宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B . 宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C . 指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作D . 指南针在所有的天体上都不能正常工作解析:选 BCD.宇宙中的许多天体都有磁场,太阳表面的黑子、
250、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关,A 对,B 错. 月球也和地球、太阳一样有全球性的磁场,只有在全球性的磁场天体上, 指南针才能正常工作; 火星就不是一个全球性的磁体, 指南针就无法正常工作. C、D 错 . 故 选 BCD.9 . 下 列所述的情况,可以肯定钢棒没有磁性的情况是()A . 将钢棒的一端接近磁针的北极,两者相互排斥,再将钢棒的这一端接近磁针的南极,两者相互吸引B . 将钢棒的一端接近磁针的北极,两者相互吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的北极,两者相互排斥C . 将钢棒的一端接近磁针的北极,两者相互吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的南极,两者仍相互吸引D . 将钢棒的一端接近磁针的
251、北极,两者相互吸引,再将钢棒的另一端接近磁针的北极,两者仍相互吸引解析:选 D .A 中说明钢棒的该端为南极,B 中与磁针的北极相互排斥的一端为北极,另一端为南极,C 中一端与磁针的北极相互吸引,若该端为南极,另一端为北极必与磁针的南极相互吸引,所以不能确定钢棒是否有磁性. D 中钢棒的两端与磁针的北极都吸引,说明钢棒没有磁性. 故D 正确,A、B、C 错误.10 . 如图所示,/ 为电磁铁,C 为胶木秤盘,/ 和 C( 包括支架) 的总质量为;8 为铁片,其质量为加;整个装置用轻绳悬挂于。 点,当电磁铁通电时,铁片被吸引上升的过程中,轻绳向上拉力厂的大小为()BA. F=MgB. MgF(M
252、+m)g解析:选 D.本题是磁场与超重和失重相结合的题目,解题的关键是应清楚由于电磁铁通电后产生磁场,对铁片8 有吸引力而上升,所以这时吸引力一定大于8 铁片所受的重力,故 8 向上加速运动,即铁片8 处于超重状态. 而力和C 处于平衡状态,选 4 B 、C 组成的系统为研究对象,则整个系统处于超重状态,所以F (M + m)g且在/、8 接触前F不断增大.二 、非选择题11 . 很多矿藏资源都是共生的,也就是说好几种矿物质混合在一起,它们具有不同的磁性. 利用这个特点,人们开发了磁选机,将混在一起的不同磁性的矿物质分开,实现了磁性选矿,试简述其工作原理.解析 :不同成分矿物质的磁性不同,磁性
253、强弱有差别,用磁铁吸引这些物质,它们所受到的吸引力有所差别,就可以将它们分开.答案:见解析12 . 在超市里,顾客可以自己在货架上挑选商品,十分方便,但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走,那么出口处的报警器马上会鸣响报警,你知道这是为什么吗?解析:超 市 中 的 每 件商品上都有一小片带磁性的商标,当经过出口时,那里的磁性探测器便检测出来并发出报警, 只有当你付款后, 售货员用一种特别的“ 消磁”装置将商标上的磁性消除,探测器才会让你把商品带出超市.答案:见解析第五章第二节 同 步 测 控 1 . 关于磁场、磁感线,下列说法中正确的是( )A . 磁场并不是真实存在的,而是人们假想出来的B .
254、 在磁铁周围撒些铁屑,铁屑的排布就是磁感线C . 磁场中任意两条磁感线均不相交D . 磁感线类似电场线,总是从磁体的N 极发出,终止于S 极解析:选 C.磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质,是一种客观存在,不是人们假想出来的,A 错误;在磁铁周围撒些铁屑,铁屑的排布反映了磁感线的分布情况,但铁屑的排布不是磁感线,磁感线是人们假想出来的,实际并不存在,B 错误;磁感线和电场线都不相交,C 正确;磁感线是闭合曲线,D 错误.2. 如图所示, /、 8 是条磁感线上的两点, 下列关于这两点的磁场强弱判断正确的是()A B-A. N点磁场比8 点磁场强B. 8 点磁场比4 点磁场强C . 因为磁
255、感线为直线,4、8 两点磁场一样强D . 条件不足,无法判断解析:选 D.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线分布越密的地方,磁场越强,磁感线分布越疏的地方,磁场越弱,根据一条磁感线无法看出疏密,因此无法判断磁场的强弱,选D.3 . 如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上个小磁针,且与线圈在同一平面内. 则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()A . 小磁针N 极向里转B . 小磁针N 极向外转C . 小磁针在纸面内向左摆动D . 小磁针在纸面内向右摆动解析:选 A.根据安培定则,线圈轴线上的磁感线垂直纸面向里,故小磁针N 极向纸里转动,选 A.4. 一根电缆埋藏在一
256、堵南北走向的墙体中,在墙的西侧放一指南针时,它的指向刚好比原来旋转180。 . 由此可以判定,这根电缆中电流的方向是()A.可能是向北 B.可能是竖直向下C.可能是向南 D.可能是竖直向上解析:选 D . 指南针静止时N极指北,在电缆产生的磁场作用下比原来旋转1 8 0 。 ,即此时N极指南,可知此处的磁场方向向南,根据安培定则只有D正确.5 . 如图所示,把一轻质线圈悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面. 当线圈中通有如图所示的电流时,线圈将怎样运动?I S I N卜 U解析:本题可用两种方法解决:( 1 ) 把环形电流等效成如图甲所示的小磁针,则两磁体相互吸引;(
257、 2 ) 把条形磁铁等效成如图乙所示的环形电流,则两电流相互平行,方向相同. 据同向电流相互吸引的规律,知线圈将向磁铁靠近./ I S I N . . . . . . O” . . . .甲 乙答案:线圈将向磁铁靠近 谭 时 作 业 一、选择题1 .如图所示,磁场中有4 、3两点,下列说法不正确的是()A . / 点 比 8点磁场强B . 8点比/ 点磁场强C . 4、8两点磁场方向一致D . A, 8两点磁场方向不相同解析:选 B C . 磁场的方向由磁感线的切线方向得出,磁场的大小可由磁感线的疏密程度来判断. 答案为B C .2 .在通电螺线管内部有一点4 通过/ 点的磁感线方向一定是()
258、A.从螺线管的N极指向S极B.与放在该点的小磁针N极受力的方向相同C.与放在该点的小磁针S极受力的方向相同D.以上说法都不对解析:选 B . 在通电螺线管内部的磁场方向从螺线管的S极指向N极,在通电螺线管外部的磁场方向从螺线管的N 极指向S 极,故 A 错误,不论在通电螺线管外部还是在通电螺线管内部,磁场方向均与放在该点的小磁针N 极受力的方向相同,B 正确,C、D 均错误.3 . 在图中,分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N 极的指向或磁感线方向. 其对应不正确的是()A B解析 :选 B.由安培定则判断C、D 正确,又因小磁针静止时N 极所指的方向与磁场方向相同,所以A 正确,B
259、 错误.4 . 关于电场线与磁感线的概念,以下说法中正确的是()A . 电场线与磁感线都是不封闭曲线B . 沿着磁感线的方向,磁感应强度越来越小C . 两条电场线或磁感线可能会相交D . 通电螺线管内部的小磁针S 极的指向与该处磁感线的方向相反解析:选 D.电场线是由正电荷出发终止于负电荷,而磁感线是封闭曲线,故 A 错误;磁感应强度的大小是看疏密而不是看方向,故 B 错误;电场线或磁感线的切线方向为该处的场的方向,而场只有一个方向,所以两条电场线或磁感线不可能相交,C 错误;小 磁 针 N极指向为该处的磁场方向,无论是在螺线管内部还是外部都一样,故 D 正确,答案为D.5 . 如图所示,一个
260、带负电的橡胶圆盘处在竖直面内,可以绕过其圆心的水平轴高速旋转,当它不动时放在它左侧轴线上的小磁针处于静止状态, 当橡胶盘从左向右看逆时针高速旋转时,小磁针N 极的指向()A . 不偏转 B . 向左偏C . 向右偏 .向纸内偏解析:选 C.当橡胶盘转起来后,形成了环形电流( 电流方向与转动方向相反) ,便在盘的周围产生磁场,由安培定则可判定小磁针所在位置处的磁场方向沿轴线向右,故小磁针的N极将向右偏转. 答案选C.6 . ( 2012 厦门高二检测) 在赤道上空有小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N 极向东偏转,由此可知()A. 定是小磁针正东方向上有条形磁铁的N 极靠近小磁针B. 一定是
261、小磁针正东方向上有一条形磁铁的S 极靠近小磁针C . 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D . 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过解析:选 C.小磁针N 极向东偏转,说明在小磁针的周围有向东磁场,产生原因有:( 1) 小磁针东部有一条形磁铁的S 极靠近小磁针;( 2) 小磁针上方有自北向南的电流;形成原因一是有电子自南向北运动,二是有正电荷从北向南运动.7 . ( 2012沈阳高二质检) 如果设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的,那么,这一环形电流的方向应该是()A . 由东向西 B . 由西向东C . 山南向北 D . 由北向南解析:选 A.地球内部的磁场方向由北极指向南极
262、. 由安培定则可知,地球内部环形电流的方向由东向西,A 对.8 . 在三维直角坐标系中,电子沿y 轴正方向运动,如图所示,下列说法正确的是()A . 利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时,大拇指应沿电子的运动的反方向B . 利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时,大拇指应沿形成的电流方向C . 由电子运动产生的磁场在图示“处方向沿+ x 方向D . 由电子运动产生的磁场在图示a 处方向沿一X方向解析:选 ABD.由安培定则知,伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致. A、B 对 . 弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向. 在a 点的切线方向沿一x 方向,所 以 C 错 D对.9 . 如
263、图所示必、 是两根在同一竖直平面内的直导线,在两根导线中央有一个可在水平面内自由转动的小磁针, 静止时同一竖直平面内. 当两根导线中通以大小相等的电流时,小磁针N 极向纸面内转动,则两根导线中的电流方向()N - O SA. 一定都是向右B. 一定都是向左C. H 中电流向左, 中电流向右D. 中电流向右,c d 中电流向左解析:选 D.若电流同向,则小磁针所在处磁感应强度叠加后为零,小磁针不可能偏转,故必反向,A 、B 错;由于小磁针N 极向纸面内转动,说明合磁场方向指向纸面内,故 C错,D 对.10 . 弹簧测力计下挂一条形磁铁,其中条形磁铁N 极一端位于未通电的螺线管正上方,如图所示,下
264、列说法正确的是()A . 若将a 接电源正极,b 接电源负极,弹簧测力计示数将不变B . 若将。接电源正极,6 接电源负极, 弹簧测力计示数将增大C . 若将 接电源正极,。接电源负极, 弹簧测力计示数将减小D . 若将人接电源正极,a 接电源负极,弹簧测力计示数将增大解析:选 D.通电后的螺线管可等效为一个条形磁铁. 若将接电源正极,b 接电源负极,由安培定则可判断,螺线管上端为N 极,根据同名磁极相斥,弹簧测力计下挂的条形磁铁受到向上的斥力,弹簧测力计的示数将减小,A、B 错;同理可判断C 错 D 对.二、非选择题11 . 根据图中合上电键S 后小磁针4 向右摆动的现象,分析小磁针8 、C
265、 的转动方向.解析:合上电键后小磁针” 向右移,说明受到向右的力作用,通电螺线管左端相当于S极. 根据安培定则, 8 处导线中的电流方向向左, 此电流在8 处产生的磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针8 的 N 极受磁场力垂直纸面向外,故小磁针8 的 N 极向外运动. 通电螺线管在C处的磁场方向向左, 小磁针C 的 N 极受磁场力向左, 故小磁针C 转动后N 极指向左.答案:小磁针8 的 N 极向外转动 小磁针C转动后N 极指向左12 . 如图所示,一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片,当开关S 断开时、铁片刚好与水银槽中水银接触. 当开关S 闭合后,铁片将怎样运动?解析:当开关S 闭合后,弹簧相当于通
266、电螺线管,由于各匝弹簧中通入电流方向相同,相邻两匝弹簧线圈之间为异名磁极,则弹簧各匝之间相互吸引使弹簧缩短,将铁片向上提起;铁片离开水银面后,电路断开,弹簧无磁性,则在铁片的重力作用下,弹簧伸长,铁片与水银面接触又使电路连接通,这个过程循环往复,使铁片不停地上下振动.答案:上下振动第五章第三节同 步 测 控 1 .与磁场中某点的磁感应强度的方向不同的是()A.该点的磁场方向B .通过该点的磁感线的切线方向C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D.放在该点的小磁针静止时S极所指的方向解析:选D .磁场的方向就是磁感应强度的方向,A错. 在磁感线上,任意一点的切线方向跟该点的磁感应强度方向相同,
267、B错. 物理学中规定,磁感应强度的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向相同,故C错,D对.2 .下列关于磁记录的说法不正确的是()A.计算机的硬盘是利用磁记录原理来工作的B . D V D光盘是利用磁记录原理来刻录信息的C.录音机录音利用了电流的磁效应D.录音带会被磁铁吸起来解析:选B . B中D V D光盘刻录是利用激光在存储介质上烧出不同的痕迹来记录信息的,故B项不是磁记录.3 . 如图所示,矩形线圈“ b e d放置在水平面内,磁场方向与水平方向成a角,已知s i na4=热 回 路 面 积 为S ,匀强磁场的磁感应强度为8,则通过线框的磁通量为( )- 4 8 5B -c 3BS
268、 r 3BSC D-解析:选B .山图知a为2与S的夹角,则穿过线圈的磁通量0 =8 S s i na =/s ,选B .4 . ( 2 0 1 2泉州高二期末) 在根直导线上通以稳恒电流/, 方向垂直指向纸外,且和匀强磁场8垂直,如图所示,则在图中圆周上,磁感应强度数值最大的点的是()A.。点 B . b点C . c点 D . d点解析:选C .由安培定则知,电流/产生的磁场的磁感线环绕方向是逆时针,由磁场叠加的知识可知,c点磁感应强度最大,故选C .5.地球上某处地磁场的磁感应强度B的水平分量5 . - 0 . 1 8 X 1 0 4 T,竖 直 分 量B尸0 . 5 4 X 1 0 4T
269、.求:( 1 ) 地磁场8的大小;( 2 ) 在水平面内2 . 0 m2的面积内地磁场的磁通量 .解析:( 1 ) 根据平行四边形定则,得B =、B: + 及= /0 . 1 82 + 0 . 5 42X 1 0 4 T =0 . 5 7 X 1 0 4 T( 2 ) 磁通量。=用, 6 =0 . 5 4 X 1 0 4 x 2 . 0 W b = 1 . 0 8 X 1 0 4 Wb .答案:( l ) 0 . 5 7 X 1 0 4T 7 1 3 4 ( 2 ) 1 . 0 8 X 1 0 4W b课 时 作 业 一、选择题1 .录音机在磁带上录制声音,计算机在磁盘上写数据利用的原理是(
270、)A.前者是电生磁现象,后者不是电生磁现象B.前者不是电生磁现象,后者是电生磁现象C.都是电生磁现象D.都不是电生磁现象解析:选 C . 两者都是利用电流的磁效应,C对.2 .如图所示圆形线圈的匝数为1 0 0 匝,圆面积为0 . 5 n A在该圆形线圈平面内有一个面积为0 . 1 n? 的正方形区域, 该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B=2 T,求穿过该圆形线圈的磁通量()A . 1 W bC . 1 0 0 W bx xX XX XB . 0 . 2 W bD . 2 0 W b解析:选 B . 有效面积为S = 0 . 1 t nz , 故磁通量0 = B S = 2
271、 X O. l W b = 0 . 2 Wb,选 B .3 .如图所示为磁场中的两条磁感线,A, 8 、C为磁场中的三个点,其中4 C在同一条磁感线上,下列关于三点所在处的磁感应强度5 八BB、B e 的说法不正确的是( )A. 当 不可能小于感B .蜃可能与场大小相等C .& 与 此 同 向D .当与为无法比较大小关系解析:选BD.由图可知4处磁感线比8、C处磁感线密集,所以当最大,故B、D错误,A正确,A. C在同一条直线磁感线上,所 以 国 与8c同向,C正确.4 .下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中,正确的是()A .电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B.电场强度
272、的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C .磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D .磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同解析:选BCD.电场强度的方向就是正电荷所受的电场力的方向,A错误,B正确. 磁场中某点磁感应强度的方向,就是放在该点的小磁针N极受力的方向,C正确,也就是小磁针静止时N极所指的方向,D正确.5 .如图所示为一通电螺线管, 、6、c是通电螺线管内、外的三点,则三点中磁感应强度最大处为()a 0A. a处 B. 6处C. c处 D .无法判断解析:选A.螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同,由于螺线管内部横截面积小,所以内部磁感线最密,磁感
273、线密的地方磁感应强度大,故选A.6 .如图所示装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈4中磁通量变化的是()开关S接通的瞬间开关S接通后,电路中有稳定电流时开关S断开的瞬间开关S断开后A . B .C . D .解析:选 B.当 S 接通时,螺线管中有电流通过,其周围产生磁场,在 S 接通的瞬间,穿过 ”的磁通量增加,正确;当 S 断开时,螺线管就失去磁性,穿过/ 的磁通量减少,故正确;S 接通后或断开后螺线管中的磁场不变( 或为零) 则穿过力的磁通量不变,故、不正确. 故选B.7. ( 2012济南高二检测) 有一个面积很小的圆环,设这个圆环所在位置的磁感应强度为8,穿过圆
274、环的磁通量为。 . 则下列判断中正确的是()如果G = 0 ,则 8 = 0 如果。 0 ,贝 IJB W 0 如果8 = 0 ,则 0 = 0 如果5W0,则A . B . C . D . 解析:选 B.由 。=8Scos8知,当线框平面与磁感线垂直时. ,穿过线框的磁通量最大,当金属线框平面与磁感线平行时,穿过线框的磁通量为零.8. ( 2012西安高二期末) 两条长直导线互相平行,通有同方向电流,两导线把平面分为、三个区域,如右图所示. 则磁感应强度可能为零的位置() I,A . 只能出现在区域中B . 有可能同时出现在、区域中C . 只能出现在、两区域中的一个区域D . 有可能不存在磁
275、感应强度为零的情况解析:选 A .由安培定则可知,电流4 、6 在、区内产生的磁场方向相同,在区内磁场方向相反,故只有区磁感应强度可能为零,A 正确.9 . 如图所示,三根长直通电导线中电流大小相同,通电电流方向为:6 导线和d 导线中电流向纸里,c 导线中电流向纸外,点为6、d 连线的中点,ac垂直于S. ab=ad =ac .则 。点的磁场方向为()b g ) y 名)dId )cA.垂直纸面指向纸外B . 垂直纸面指向纸里C . 沿纸面由a指向bD . 沿纸面由。指向d解析:选 C.题 图 中 从 “两直线电流在。处的磁感应强度大小相等、方向相反,互相抵消,故a处磁场方向决定于直线电流c
276、.由安培定则可知,a处磁场方向为a- b.10 . 如图所示,尸为一个闭合的金属弹簧圆圈,在它的中间插有一根条形磁铁,现用力向四周拉弹簧圆圈,使圆圈的面积增大,则穿过弹簧圆圈平面的磁通量的变化情况是()A . 增大 B . 减小C . 不变 D . 无法确定解析: 选 B.本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示( 从上向下看) , 因为磁感线是闭合曲线,故条形磁铁外部的磁感线都要会聚到条形磁铁的内部, 而磁通量是穿过个面的磁感线的多少,由于进去和出来的磁感线要抵消一部分,当弹簧圆圈的面积扩大时,进去的磁感线条数增加,而出来的磁感线条数是一定的,所以穿过这个面的磁通量减小,故 B 正确.二、非选择题
277、11 . 三根平行长直导线,分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点,如图所示. 现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为B ,则该处实际磁感应强度的大小如何?方向如何?解析:根据安培定则,人和&在 。点处产生的磁感应强度的方向相同,大小均为8 , 合成大小为28, A 在 。点产生的磁感应强度与它们垂直,如图所示. 由大小均为8 可知,。点处实际磁感应强度的大小BO= 7(2B)2 + B 2= 0.设以与斜边夹角为a , 则:28tana= w = 2.所以a=arc tan2. 即为& 的方向.答案:小 B方向与斜边夹角为arc tan21 2 .如图所示,面积为S 的矩
278、形线框。 从4处在磁感应强度为8 的匀强磁场中,磁场方向与线框平面成。角,若线框以M 为轴顺时针转过90。 ,求穿过打 面的磁通量变化量.解析:磁通量山磁感应强度矢量在垂直于线框平面方向上的分量决 定 . 开 始 时B与线框平 面 成 。角,磁通量为6 =8Ssin仇 线框面按题意方向转动时,磁通量减少,当转动90。时,磁通量变为“ 负”值 02=-8SCOS。.可见,磁通量的变化量为(! = 2一 产 一BSc os OBSs m0 = SS(c os0+sin0).答案:一8S(c os8+sine)章 末 综 合 检测( 时间:90分钟,满分:100分)一、选择题( 本题共12小题,每小
279、题5 分,共 60分. 在每小题给出的四个选项中,有的只有个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5 分,选对但不全的得3 分,有选错或不答的得0 分)1 . 关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是()A . 磁感线从永久磁铁的N 极发出指向S 极,并在S 极终止B . 磁场的磁感线有可能相交C . 磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D . 磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线解析:选 C.磁感线是闭合的,在磁场外部,磁感线从N 极 到 S 极,但在磁场内部,磁感线 从 S 极到N 极;我们可以用磁感线来表示磁感应强度的强弱和方向,所以任意两条磁感线都不相交,而且磁感线是我们用来描述磁场
280、的工具,并不真实存在. 选C.2 . 在如图中,已标出电流/、磁感应强度8 的方向,其中不符合安培定则的是()解析:选 ABD.根据安培定则可知A 项中磁感线应为逆时针,A 错;B 项中磁感线左边应向外右边应向里, B 错; D 项中通电螺线管中内部磁感线应向右, D 错; C 项符合安培定则,故选ABD.3 . 如图所示,两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段距离. 当同时给两个线圈同方向的电流时,两导线将()A . 吸引C . 保持静止B . 排斥D . 边吸引边转动解析:选 A.由安培定则知环形电流相当的小磁铁都是左端N 极,右 端 S 极,由异名磁极相吸可知,A 正确,B、C 错误.
281、 由于是同轴放置,不可能转动,选项D 错误.4 . 如图所示,一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动,则此正电子的运动( )A . 不产生磁场B . 产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里C . 产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外D . 只在圆周内侧产生磁场解析:选 c .正电子逆时针做匀速圆周运动其等效电流为逆时针方向,山安培定则可判,选项ABD均错误,C 正确.5 . 如图所示,在 N点的东、西、南、北方向相同距离处,各有一无限长直线电流,电流大小相同,方向如图,则 4 点的磁场方向为() 北1A一 臂6南A . 正北方B . 东南方C . 正东方D . 正南方B北8东解析:选 D.由
282、安培定则可以判断,东、西、南、北的电流在N处的磁场方向如图,则 4点磁场方向向正南方,选 D.6 . 如图所示,弹簧秤卜挂一条形磁铁,其中条形磁铁的一半位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是()A . 若将。接电源正极,B . 若将a 接电源正极,C . 若将6 接电源正极,D . 若将6 接电源正极,6 接负极,弹簧秤示数减小b 接负极,弹簧秤示数增大“接负极,弹簧秤示数不变a 接负极,弹簧秤示数增大解析:选 AD.若 。接电源正极,6 接负极,由安培定则可知,螺线管内磁场方向向上,条形磁铁N 极受向上的磁场力,故弹簧秤读数变小, A 对, B 错 . 若 。 接电源负极, 6 接正极,螺线
283、管内磁场方向向下,条形磁铁N 极受向下的磁场力,弹簧秤读数将变大,C 错,D 对.7 . 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈ab ed ,在细长磁铁的N 极附近竖直下落,保持6c 边在纸外,a d 边在纸内,从图中位置1经过位置2 到位置3 , 位 置 1、3 都很靠近2 , 在这个过程中,下列对穿过线圈磁通量的说法不正确的是()a dNr 。口 i口3A.穿过线圈的磁通量越来越大B.穿过线圈的磁通量越来越小C.在位置2穿过线圈的磁通量最小D.在位置2穿过线圈的磁通量最大解析:选 A B D . 因为在位置2线圈与磁感线平行,没有磁感线穿过,故穿过线圈的磁通量最小,等于零,C对,D错;由于位置
284、1 、3都很靠近2,故从位置1 到位置3穿过线圈的磁通量先变小再变大,A、B错 . 故 选 A B D .8 .如图所示为电视机显像管偏转的示意图,当环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,圆环的圆心。处的磁场方向为()A.向上 B.向下C.向左 D.向右解析:选 A . 对左边线圈研究,依据电流流向,根据右手螺旋定则可判定该线圈下面为N极,上面为S极,所以磁感线从N极到S极,向上经过。点. 同理右边线圈也在O处形成向上的磁场. 所以。点磁场矢量和的方向向上,故 A对,B 、C、D都错.9 .磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量. 如图所示,通 有 恒 定 电 流 的 导 线 与 闭合线框共面,第
285、一次将线框由1 平移到2 , 第二次将线框绕川边翻转到2 , 设先后两次通过线框的磁通量变化分别为A 0 1 和 2 , 则( )MI 1 2b cNA . A 0 A 02C . A 0 c d=135。 . 流经导线的电流为/,方向如图中箭头所示导线段打 所受到的磁场的作用力的合力()X X X X Xb cA . 方向沿纸面向上,大小为( 也 + 1 ) 8B . 方向沿纸面向上,大小为( 也一C . 方向沿纸面向下,大小为( 也 +1) 8D . 方向沿纸面向下,大小为( 也一解析: 选 A.导线段abe d的有效长度为线段ad ,由 几 何 知 识 知巾 + 1 ) L ,故线段ab
286、e d所受的合力大小F =I L ad B=( 巾导线有效长度的电流方向为a f d ,据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上,故 A 项正确.6 . 一个可以自由运动的线圈心和一个固定的线圈右 互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左向右看,则线圈。将()A . 不动B . 顺时针转动C . 逆时针转动D . 向纸面内平动解析:选 B.由安培定则和左手定则可知心上半环受安培力向纸外,下半环受安培力向纸里.因此从左向右看心顺时针转动,选项B 正确.7 .如图所示,向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会()A . 纵向收缩,径向膨胀B . 纵向伸长,径向膨
287、胀C . 纵向伸长,径向收缩D . 纵向收缩,径向收缩解析:选 A.通电线圈每匝视为小磁体,且排列方向一致,故纵向收缩,通电线圈又处在电流产生的磁场中,所以径向膨胀.8. ( 2012福州高二期末) 如图所示,在倾角为a 的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为心质量为加的直导体棒.在导体棒中的电流/垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是()A. 8 = 号 经 ,方向垂直斜面向上B. 8 = % 浮=方向垂直斜面向上C. B=若 詈 ,方向垂直斜面向卜一D . 8 =加节女 sina ,万. z 向-垂 士直人斜、t h面 向下解析:选 A.若磁感
288、应强度垂直斜面向匕 导体棒受力如图甲所示,安培力b= m gsina,又F = I L B ,得B =*詈,A对,B错.若磁感应强度垂直斜面向下,导体棒受力如图乙所示,甲导体棒受力不平衡,不能静止在斜面上,C、D错.9.如图所示,用两根轻金属线将质量为“,长为/的金属棒时悬挂在c , d两处,置于匀强磁场内. 当棒内通以从。到6的电流/ 后,两悬线偏离竖直方向。角处于平衡状态( 如图中虚线所示) , 为了使棒平衡在该位置上, 所需的磁场的最小磁感应强度的大小、 方向是()A .竽a n仇 竖直向上 B.爷a n。 ,竖直向下C.等i n。 ,平行悬线向下 D .半s i n仇 平行悬线向上解析
289、:选D .要求所加磁场的磁感应强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值,山于棒的重力恒定, 悬线拉力的方向不变, 安培力的最小值为Fm i n= ?gs i n。 , 即 8 m i n=w gs i n6得,8 m i n=, s i n仇 所加磁场的方向平行于悬线向上.1 0 . ( 2 0 1 2 淮安高二期末) 如图所示的天平可用来测定磁感应强度8. 天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面. 当线圈中通有电流/ ( 方向如图) 时,在天平左、右两边加上质量各为% 、 ”的祛码,天平平衡. 当电流反向( 大小不变) 时,右边再加上质量
290、为机的祛码后,天平重新平衡. 由此可知()A . 8的方向垂直纸面向里,B. 8的方向垂直纸面向里,C. 8的方向垂直纸面向外,大小为( 如 一, 2 ) g/ ( N)大小为mg /QNI L )大小为( 如 一加2 ) g/ ( N / L )D . 8的方向垂直纸面向外,大小为mg /QNI L )解析:选B.电流反向后,需在右边再加祛码,天平重新平衡,说明此时线圈受安培力向上,由左手定则可判磁感应强度方向垂直纸面向里,电流反向前:mi g m2 g + m g +NBI L . m为线框的质量,电流反向后:, “ig=m 2g+ag+机g NBI L . 解得: 8 = 吉凯,因此选项
291、B 正确.二、非选择题11.一根长为0.2 m 的金属棒放在倾角为6=37。 的光滑斜面上,并通以/= 5 A 的电流,方向如图所示,整个装置放在一个磁感应强度大小为8 = 0 .6T , 方向竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?4解析:以金属棒为研究对象, 受力分析如图, 则 G = 8c ot37。 = 0.6X5X0.2XN=0.8N.答案:0.8 N12. (2012福州高二期末) 如图,金属杆外的质量为加,长为L通过的电流为/ , 处在磁感应强度为8 的匀强磁场中, M 静止且紧压于水平导轨上. 若磁场方向与导轨平面成。角,求:(1)棒仍受到的摩擦力:(
292、2)棒对导轨的压力.解析:金属杆仍受力如图,有尸尸尸BsinO而 F z N=mg ,即 I L Bc u s 6 + N=mg ,得 N = ?g6c os仇由牛顿第三定律得,棒对导轨的压力大小为mg I L Bc os O,方向竖直向下.答案:(l)I L Bs i n。, 方向水平向右(2) ?g8c os仇 竖直向下第六章第二节 同 步 测 控 1 . 关于带电粒子所受洛伦兹力尸 、磁感应强度8 和粒子速度。三者方向之间的关系,下列说法正确的是()A. F 、B 、。三者必定均保持垂直B . 尸必定垂直于8 、V,但 8 不一定垂直于0C. 8 必定垂直于尸、。 ,但尸不 定垂直于。D
293、 . 。必定垂直于尸、B ,但尸不一定垂直于8解析:选 B.本题考查公式F = q v B中各物理量的关系. 由左手定则可知F L B, F L v , B与 。可以不垂直,故 B 正确,A、C、D 错误.2 . 有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A .通电直导线在匀强磁场中定受到安培力的作用B .安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C .带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D .通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析:选B.导线与磁场平行时不受安培力,A错. 洛伦兹力始终与速度方向垂直,始终不做功,C错. 通电导线在磁场中受到的安培力方向始终与磁场垂直,D错
294、.3 .带电粒子垂直匀强磁场方向运动时, 会受到洛伦兹力的作用. 下列表述正确的是()A .洛伦兹力对带电粒子做功B .洛伦兹力不改变带电粒子的动能C .洛伦兹力的大小与速度无关D .洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析:选B.带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与其运动方向垂直. 故洛伦兹力不会对带电粒子做功,即不改变带电粒子的动能,也不改变带电粒子的速度大小,只改变其速度方向,A、D错,B对. 据尸= / 8知,洛伦兹力大小与带电粒子的速度大小有关,C错.4 . ( 2012长春高二期末) 如图所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块 . 甲 、乙叠放在一起置于粗糙水平面上,水
295、平面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场. 现用一 个 水平恒力拉乙物块,使甲、乙无相对滑动地起向左加速运动. 在共同加速阶段,下列说法中正确的是()X X X X X XX X X 甲: 2 ,.l v , F 垂直纸面向外解析:选C .根据左手定则可知A、B正确,C项带电粒子速度方向与磁场方向平行,带电粒子不受洛伦兹力作用,故C错误,D中带电粒子带负电,应用左手定则时应让四指指向。的反方向,D正确.2 .以下说法正确的是()A . 电荷处于磁场中不一定受到洛伦兹力B . 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C . 洛伦兹力对运动电荷一定不做功D . 洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小解析:选 AC.
296、只有运动电荷的速度方向与磁场不平行时, 运动电荷才会受到洛伦兹力的作用,且洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,对运动电荷永不做功,故 B、D 错误,A、C 正确.3 . 每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来,地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义. 假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,在地磁场的作用下,它将()A . 向东偏转 B . 向南偏转C . 向西偏转 D . 向北偏转解析:选 A.赤道附近的地磁场方向水平向北,一个带正电的射线粒子竖直向下运动时,据左手定则可以确定,它受到水平向东的洛伦兹力,故它向东偏转,A 正确
297、.4 . ( 2012福建南平高二测试) 长直导线4 8 附近, 有一带正电的小球, 用绝缘丝线悬挂在加点,当导线通以如图所示的恒定电流时,下列说法正确的是()A . 小球受磁场力作用,方向与导线垂直且指向纸里B . 小球受磁场力作用,方向与导线力8 垂直且指向纸外C . 小球受磁场力作用,方向与导线4 8 垂直向左D . 小球不受磁场力作用解析:选 D.电场对其中的静止电荷、运动电荷都有力的作用,而磁场只对其中的运动电荷才有力的作用,且运动方向不能与磁场方向平行,所以D 选项正确.5 . 如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,贝 4()XXXXX X
298、X XA .板左侧聚集较多电子,板b点电势高于“点B .板左侧聚集较多电子,板a点电势高于点C .板右侧聚集较多电子,板 。点电势高于b点D .极右侧聚集较多电子,板b点电势高于。点解析:选C.电流在铜板中流过,实际上是铜板中的电子在定向移动. 电流方向向下,说明电子在向上运动. 由左手定则可判断电子受到向右的力的作用, 所以要向右运动, 最后聚集在右侧上,左侧上相对应的显示正电性,所以a点电势高于b点.6. ( 2012福建龙岩高二检测) 如图所示,是电视机中偏转线圈的示意图,圆 心 。处的黑点表示电子束,它由纸内向纸外而来,当线圈中通以图示方向的电流时( 两线圈通过的电流相同) ,则电子束
299、将()A .向左偏转 B .向右偏转C .向下偏转 D .向上偏转解析:选D.偏转线圈由两个“U”形螺线管组成,由安培定则知右端都是N极,左端都是S极,。处磁场水平向左,由左手定则可判断出电子所受的洛伦兹力向上,电子向上偏转,D正确.7. 一单摆摆球带正电,在水平匀强磁场中振动. 振动平面与磁场垂直,如图所示,图中C点为摆球运动的最低点,摆球向右运动和向左运动通过。点时,以下说法中不正确的是)x xcX X XXX /XXXXXXXX工XXX、 XX: 、XX,OA .受到的洛伦兹力相同B . 悬线对摆球的拉力相等C .具有相同的动能D .具有相同的速度解析:选ABD.摆球摆动过程中只有重力做
300、功,洛伦兹力和线拉力均不做功. 因此通过C点时速率相同,方向相反. 所受洛伦兹力大小相等、方向相反. 选项A、D错,C正确. 再对球在C 点应用牛顿第二定律可判. 选项B 错 误 . 故 选 ABD.8 . 如图所示, - 个带负电荷的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为。 . 若加上 个垂直于纸面指向读者方向的磁场,则物体滑到底端时()., 人. .A . 。变大 B . 。变小C . 。不变 D . 不能确定解析:选 B.根据左手定则,带负电荷的物体受到的洛伦兹力垂直斜面向下,因此增大了物体对斜面的正压力,即斜面对物体的支持力N 变大,由滑动摩擦力公式尸N 知,斜面对物体的摩擦阻力增大
301、, 物体下滑时的加速度减小, 滑到底端时的速度将比没有加磁场时小.9 . 匀强磁场中一个运动的带电粒子,受到洛伦兹力厂的方向如图所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是() B OF A . 粒子带负电,向下运动 B . 粒子带正电,向左运动C . 粒子带负电,向上运动 D . 粒子带正电,向右运动解析:选 A.根据左手定则,让磁感线穿过掌心,拇指指向尸的方向,可判断出四指向上,这样存在两种可能:粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动,故 A 正确,C 错误. 而粒子左右运动所受洛伦兹力方向向上或向下,与题意不符,故 B、D 错误,故正确答案是A.1 0 .设空间存在竖直向卜的匀强电场和垂直纸面
302、向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下, 从静止开始自A点沿曲线ZC 8运动, 到达8 点时速度为零,C 点是运动的最低点,忽略重力,以下说法错误的是()1+ + + + + + Ix A x x x 8 xX x y x.X 7 XA . 离子必带正电荷B. A点和B点位于同一高度C . 离子在C 点时速度最大D . 离子到达8 点时,将沿原曲线返回力点解析:选 D.离子一开始向下运动,说明电场力方向向下,离子带正电,人 对 ;在 / 与 8点离子的动能相等,据动能定理,电场力不做功,/ 、5 电势相等,故 /、8 位于同一高度,B 对;运动轨迹上的各点,电 势 差
303、最 大 ,据动能定理,离子到达C 点时的动能最大,速度最大,C对. 离子到达 5点后又向下运动且向右偏转,故它不会沿原曲线返回Z点,D错.二、非选择题1 1 .如图所示,A. 8为水平放置,长度足够长的固定绝缘横杆,杆上套着一个带正电的滑块,滑 块 的 质 量 1 0 g ,带电量4 = 8 X 1 0 3 ( 2 , 整个装置处于水平向里的匀强磁场中,磁感应强度8 = 5 T , 现给滑块一个水平向右的初速度O o= 1 0 m / s , 滑块便开始运动,已知滑块跟杆之间的动摩擦因数为= 0 . 2 , 求滑块克服摩擦力所做的功. ( g = 1 0 m / s2)XXX XXX,x XA
304、x x x x xBxx x x x x x解析: 根据左手定则, 滑块运动中受到的洛伦兹力方向向上, 开始时大小/ = w / = 0 . 4 N ,滑块的重力加g = 0 . 1 N , 所以滑块受到杆的弹力方向向下. 滑块做减速运动, 洛伦兹力减小,当达到与重力平衡时,滑块做匀速运动. 此时有qz,8 = / ngv =2 . 5 m / s由动能定理,克服摩擦力做功叼,贝lj 有= 呼 疗 2W20所 以 叼= 0 . 4 7 J .答案:0 . 4 7 J1 2 . 质量为 ? ,带电荷量为0的微粒,以速度。与水平方向成4 5 。 角进入匀强电场利匀强磁场同时存在的空间,如图所示,微
305、粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动,求:( 1 ) 电场强度的大小,该带电粒子带何种电荷.( 2 ) 磁感应强度的大小.解析:( 1 ) 微粒做匀速直线运动, 所受合力必为零, 微粒受到重力加g , 电场力qE ,洛伦兹力q v B,由此可知微粒带正电,受力如图所示.q E =,ng ,则电场强度后= 拳.( 2 ) 由于合外力为零,则qoB = $m g,所以3=迎 匹答案:( 嘴正 电 ( 2 ) 祟第 六 章 第 三 节 、 同 步 测 控 1 . 如图所示为一长直螺线管,通一交变电流( 即大小和方向周期性变化的电流) ,一电子沿螺线管轴线射入螺线管,贝 女 )A.若从左向
306、右射入,可能时而加速时而减速而交替运动B.若从右向左射入,可能时而加速时而减速而交替运动C.不管从左向右还是从右向左射入,电子一定做匀速直线运动D.无法判断电子运动情况解析:选 C . 长直通电螺线管内部磁感线总是平行于轴线,电子沿轴射入螺线管后,由于。/B ,都不受洛伦兹力,因此电子会做匀速直线运动. 因此选项A、B 、D均错,C正确.2 . ( 2 0 1 2 威海高二质检) 有三束粒子,分别是质子( p ) 、笳核( 汨) 和 a粒子( 家核) 束,如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场( 方向垂直于纸面向里) ,在下图中,哪个图能正确地表示出了这三束粒子的偏转轨迹()解析:选
307、C.由q v B = * *, 器由于质子、笳核、a粒子的比荷分别: 、所以筑核轨迹半径最大,a粒子次之,质子轨迹半径最小,C正确.3 . ( 2 0 1 2 泉州高二期末) 如图所示,在 x轴上方存在磁感应强度为8的匀强磁场, 一 个 电子( 质量为机,电荷量为4 ) 从x轴上的。点以速度。 斜向上射入磁场中,速度方向与x轴的夹角为4 5 。 并与磁场方向垂直. 电子在磁场中运动段时间后, 从x轴上的P点射出磁场. ( 不计重力) 则()X X X XO P xA . 电子在磁场中运动的时间为肯B . 电子在磁场中运动的时间为爱qBc . OP两点间的距离为 qBD. OP两点间的距离为号詈
308、qB2 7 17M90解析:选 D.电子偏转的圆心角0 = 9 0 % 周 期 7 = 常,故在磁场中的运动时间, =端7A、B 错. 轨迹半径尸= 等 ,所以O P的距离4 =巾/,=坐詈, C 错,D 对.Z .C JD qb v qb4. ( 2012厦门高二检测) 回旋加速器是加速带电粒子的装置, 其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示. 设D 形盒半径为R 若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为8 , 高频交流电频率为工则下列说法正确
309、的是()A . 质子被加速后的最大速度不可能超过2好 衣B . 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关C . 只要火足够大,质子的速度可以被加速到任意值D . 不改变8 和/ ;该回旋加速器也能用于加速a 粒子解析:选 A.由于回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动的周期相同,则粒子的最大速度为2叨? ,A 项正确;质子被加速后的最大速度。1rax=誓,与加速电场的电压大小无关,B 项不正确;R 足够大,质子速度不能被加速到任意值. 因为按相对论原理,质子速度接近光速时质子质量发生变化,运动周期改变,进一步提高速度就不可能了,C 项错误;因为回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动周期应相同
310、,粒子转动周期7 = 等,a 粒子与质子Bq的比荷不相同,应调节/ 或8 , 故 D 项错误.5 . ( 2 0 1 2 海淀高二质检) 图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板, 它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为氏 带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速。射入磁场区域,最后到达平板上的P点 . 已 知 8 、。以及尸到O的距离/ . 不计重力.( 1 ) 求此粒子的电荷4与质量机之比.( 2 ) 计算此粒子从。点运动到P点所用时间.X X B X X XX X X X XX X X X p XM p O N解析:( 1 ) 粒子初速。垂直于磁场,粒子在磁场中受洛伦
311、兹力而做匀速圆周运动,设其半径为R,山牛顿第二定律得v2 I ,q 2 。皎B= N,R=I,皤=面( 2 ) 粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹为半圆,速度大小为0,运动时间, = 噂 = / .答 案 :( 谭( 2 瑶 课时作业一、选择题1 .两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中,设这两个电子的运动轨道半径分别为门、- 2 运动周期分别为A 、T,贝 | J ()A.片, 2 B . 尸 工 厂 2 ,C.门=丫2 ,丁1 = 7 2 D . T T解析:选 D . 由半径公式=詈 知 ,两电子速度不同,则厂| 力 2 ,由周期公式T = 鬻 知 方= T2,因此
312、,选项A 、B 、C均错,D正确.2 . ( 2 0 1 2 东台高二质检) 1 9 3 0 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器, 其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D 1 、D 2 构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A .离子山加速器的中心附近进入加速器B . 离子由加速器的边缘进入加速器C . 离子从磁场中获得能量D . 离子从电场中获得能量解析:选 AD.离子由加速器中央附近进入,从边缘飞出,在磁场中发生偏转,在电场中加速,获得能量,B、C 错,A, D 对.3. ( 2012福州高二期末) 一带电微粒在正交匀强电场和匀强磁场的竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示. 则微粒
313、带电性质和环绕方向()A . 带正电,逆时针B . 带正电,顺时针C . 带负电,逆时针D . 带负电,顺时针解析:选 C.由电场力与重力平衡知,微粒带负电,由左手定则知,微粒逆时针转动,故选 C.4. ( 2012烟台高二质检) 如图所示,在 x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为8的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度。进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120。 角, 若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为。 ,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()XXXXX XXXXXXXX X3。A.五正电荷3vC.石,负电荷2解析:选 C
314、.粒子轨迹如图,由左手定则知,粒子带负电,又得=%,又5 . ( 2 0 1 2 泉州高二期末汝I 图所示是某一离子速度选择器原理示意图. 在一半径为R =1 0c m 的圆柱形桶内有8 = I O , 1的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一直径两端开有小孔,作为入射孔和出射孔,离子束以不同角度入射,最后有不同速度的离子束射出,现有一离子源发射比荷为2 X 1 0 “ C / k g 的阳离子,且离子中速度分布连续,当角。 = 4 5 。 ,出射离子速度v的大小是()A,V 2 X 1 06m/ sC . 2 吸 X d m / sB . 2 啦 X 1 0 6 m zsD ,V 2 X
315、1 0gm/ s解析: 选B . 离子在磁场中运动的半径r =2 R c os 45 =小 R由 一 簿 得。 = 噜 = 也 髻X 2 X 1 O X 1 O 4X O . 1 m/ s= 2 V 2 X 1 06m/ s.6 . ( 2 0 1 2 泉州高二期末) 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束( 速度可看作为零) ,经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片尸上,设离子在P上的位置到入口处与的距离为x,可以判断()A.若离子束是同位素,则 x 越大,离子质量越大B.若离子束是同位素,则 x 越大,离
316、子质量越小C.只要x相同,则离子质量一定相同D . x相同,则离子的比荷不一定相同解析: 选A . 设粒子质量是 ? , 电荷量为q ,加速后获得速度。 , 山夕 。 =)病得, 。 = 偌,在磁场中,设磁感应强度为8,有 q v B=叩 , = 烹 解 得 机 = 器 , 若 是 同 位 素 ,q 相同,x越大,质量越大,A对, B错 . 又 2=祟 $ , x相同,“不一定相同,但、 一定相同,C 、D错.7.如图所示,在第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速率沿与X 轴 成 30。 角的方向从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动的时间之比为)A. 1 : 2C
317、 1 :小B. 2 : 1D. 1 : 1解析:选 B.电子在磁场中运动时间为尸. 由于正、负电子运动周期相同,由图知正、负电子在磁场中偏转的圆心角分别为勺和/ 因此? = 今= 2 , 因此选项B 正确.8. ( 2012余姚中学高二期中) 如图所示,虚线区域内存在着电场强度为E 的匀强电场和磁感强度为8的匀强磁场,已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转,设重力忽略不计,则关于该区域内的E 和 8 的方向,下列叙述中可能的是() ;* - V :B :A. E 和 8 都沿水平方向,并与电子运动方向相同B. E 和 8 都沿水平方向,并与电子运动方向相反C. E 竖直向上,8 垂直
318、纸面向外D. E 竖直向上,8 垂直纸面向里解析:选 ABC.E和 8 都沿水平方向,并与电子运动的方向相同,电子不受洛伦兹力的作用,受到的电场力跟运动方向相反,若电子有足够的动能是可以穿过的,A 项对;E 和 8 都沿水平方向,并与电子运动的方向相反,电子不受磁场力,所受电场力跟运动方向相同,做匀加速运动,B 项对;E 竖直向上,8 垂直纸面向外,左方进入的电子受到向下的电场力,向上的洛伦兹力,若平衡则能匀速穿过,C 项对,同理判断D 项错误.9 . 半径为厂的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场, 一个带电粒子( 不计重力)从 4 点以速度。 。 垂直磁场方向射入磁场中,并从5 点
319、射 出 .Z A O B 1 2 0 ,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为()A. 2m/(3%)C. nr /(3v0)B. 2小兀A7 ( 3O( ) )D .小 TI”(3DO)解析:选 D.从力至 弧所对圆心角0=60。 知,/= :7 = 鼠. 但题中已知条件不够,没有此选0 jq bA B_项,另想办法找规律表示: . 由匀速圆周运动 丁,从图示分析有R =小厂,贝 I :A B = R 0所以t 3 %10 . 如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域,则()XXX X - -XA.若电子以同样大小的速度从右向左
320、飞入, 电子也沿直线运动B.若电子以同样大小的速度从右向左飞入, 电子将向上偏转C.若电子以同样大小的速度从右向左飞入, 电子将向下偏转D.若电子以同样大小的速度从左向右飞入, 电子将向上偏转XXXXE解析: 选 B.若电子从右向左飞入,电场力向上, 洛伦兹力也向上, 所以向上偏转, B 正确;若电子从左向右飞入,电场力向上, 洛伦兹力向下,由题意, 对正电荷与 q无关,所以对电子二者也相等,所以电子从左向右飞行,做匀速直线运动,故 D 错误.二、非选择题11 . ( 2012德州高二质检) 如图所示,在JKO 的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于9平面并指向纸面外,磁感强度为8 . 带正电的
321、粒子以速度内从O 点射入磁场,入射方向在孙平面内,与 x 轴正向的夹角为仇若粒子射出磁场的位置与。点的距离为2 3 求该粒子的电量和质量之比落解析:带正电粒子射入磁场后,由于受到洛伦兹力的作用,粒子将沿图示的轨迹运动,从/点射出磁场,。、/间的距离为2 3 射出时速度的大小仍为内 , 射出方向与x 轴的夹角仍为金由洛伦兹力公式和牛顿定律可得:餐 式 中R为圆轨道的半径,解得宠= 翳圆轨道的圆心在W的中垂线上,由几何关系可得L=RsmO解得2=BL -答案:2 o s i n 0BL1 2 . 一磁场宽度为3磁感应强度为8,如图所示. 一带电粒子质量为机,带电荷量为一q,不计重力,以某一速度(
322、方向如图) 射入磁场,若使其不能从右边界飞出,则粒子的速度应为多大?解析: 若要粒子不从右边界飞出, 速度最大时运动轨迹如图所示,由几何知识得:r + r c o s。二上又洛伦兹力提供向心力.qvB=解 得 % = 噜 = *+ c o s a )因此要使粒子不从右边界匕出速度应为V qBLVm ( + cosO),答口案采.0、M( 1+ C OS。 )章末综合检测( 时 间 : 90分钟, 满分:100分)一、选择题( 本题共12小题,每小题5 分,共 6 0 分. 在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5 分,选对但不全的得3 分,有选错或不答
323、的得0 分)1 . 下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中正确的是()A . 安培力大小只跟磁场的强弱和电流的强度有关B . 安培力的方向与磁场方向垂直,不一定与电流方向垂直C . 若导线受到的磁场力为零,导线所在处的磁感应强度必定为零D . 若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大,此时导线必与磁场方向垂直解析:选 D.由安培力公式F = 8 sinO及左手定则分析可知A、B、C 错,D 对.2 . 下列四个实验现象中,能表明电流能产生磁场的是()A . 甲图中,导线通电后磁针发生偏转B . 乙图中,通电导线在磁场中受到力的作用C . 丙图中,当电流方向相同时,导线相互靠近D.
324、 丁图中,当电流方向相反时,导线相互远离解析: 选 ACD.甲、丙、 丁中小磁针或导线所受磁场力都是导线中电流产生的磁场给的力,但乙中的磁场是磁铁产生的.3 . 关于磁感应强度,正确的说法是( )A . 根据定义式8 = 与,磁场中某点的磁感应强度5 与尸成正比,与成反比B . 磁感应强度5 是矢量,方向与尸的方向相同C. 8 是矢量,方向与通过该点的磁感线的切线方向相同D . 电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感应强度一定为零解析:选 C.由尸得3 = 与,但 8 由磁场本身决定,与 尸 及 无关,A 错,磁感应强度是矢量,方向与通过该点的磁感线的切线方向相同,与尸垂直,B 错,C
325、对,当导线与磁感线平行时,不受安培力,D 错.4. 一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子经过的轨迹如图所示,轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐渐减小( 带电量不变) ,从图中可以确定粒子的运动方向和电性是()A . 粒子从a 到 6 , 带负电B . 粒子从6 到 “ ,带负电C . 粒子从。到 6 , 带正电D . 粒子从b 到 a ,带正电解析:选 C.由/= ” 知,轨迹半径随速度的减小而减小,所以粒子由。到 b 运动,由左手qB定则可知,粒子带正电,故选c .5 . 如图所示,一个带正电的粒子沿x 轴正向射入匀强磁场中,它所受到的洛伦
326、兹力方向沿轴正向,则磁场方向( )zA. 一定沿z 轴正向B. 一定沿z 轴负向C. 一定在xOy平面内D. 一定在xOz平面内解析:选 D.由左手定则可知,洛伦兹力一定垂直于速度和磁感线确定平面,即洛伦兹力垂直于xOz平面,所以,磁场方向一定在xOz平面内,但不一定与z 轴平行,故选D.6 . 如图所示,质量为机的通电细杆仍置于倾角为。的两平行导轨上,导轨宽度为d , 杆必和导轨之间的动摩擦因数为,有电流时, 人恰好在导轨上静止,图中有四个侧视图,标出了四种磁场的方向,其中杆“6 和导轨之间的摩擦力可能为零的是( )A . 甲和乙C . 甲和丙B.丙和丁D.乙和丁解析:选 A.对图甲, 杆受
327、力情况如图(1)对图乙,杆受力情况如图(2)对图内,杆受力情况如图(3)F安NN对 图 丁 , 杆受力情况如图(4)(1)若产安= m g ,贝 UN=O,产= 0(2)若 F & c osO=mgsin。 ,则 f 0(3)N=(mg+F 女 ) c osSWO, f= (m g+ F iOsinO(4y=?gsin6+/?& c osOWO.7 . 如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为M ,现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后,台秤读数为电,则以下说法正确的是()A . 弹簧长度将变长B .
328、 弹簧长度将变短C. N=N?D. Ny岁时, C 正确. 故D 为不可能的,选 ABC.12. 电子以与磁场方向垂直的速度。从 P 点沿尸0 方向进入长为d、宽为人的匀强磁场区域,从 N 点射出,如图所示,若电子质量为m,电量为e , 磁感应强度为8 , 尸 、N 间弧长为s , 则()A. hdB . 电子在磁场中运动的时间为C . 电子在磁场中运动的时间为方D . 洛伦兹力对电子做的功为Be泌解析:选 C.过 P 点和N 点作速度的垂线,两垂线交点即为电子在磁场中匀速圆周运动的圆心, 由几何关系可得: R2=( R T ) 2 + / 整理得=啦 标 力 . 又尺 = 翳 故 人 誓因此
329、,选 项 A 错误. 电子在有界磁场中做匀速圆周运动, = 今 故 选 项 B 错误,C 正确,由于洛伦兹力恒与电子速度方向垂直,对电子不做功,故选项D 错误.二、计算题( 本题共4 小题,共 40分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13. ( 8 分) 如图所示,质量为机=50 g , 长 / = 10 c m 的铜棒,用长度相等的两根轻软导线悬吊在竖直向上的匀强磁场中,导线跟铜棒的接触良好, 磁感应强度8 = 0 .5 1 当导线中通入某恒定电流后, 铜棒恰好偏离竖直方向37。 而静止. 求: 铜棒
330、中所通恒定电流的大小和方向. ( g=10 tn/s2)解析:由左手定则知,电流方向山。到 6( 2 分)铜棒受力如图,有mg产 安 = w g t a n 37 0 = 0 . 0 5 X 1 0 x1 N = 0 . 37 5 N ( 2 分)由于F安 =8 ( 2分)F安 0 37 5贝 I I1=瓦 =U. J5 AX 0U . 1 A = 7 . 5 A ( 2 分)由左手定则知电流方向由。向b.答案:7 . 5 A方向由向b1 4. ( 1 0 分) 如图所示,由质量为加、电量为夕的不同速率的正离子组成的离子束,经小孔。射入有匀强电场( 场强大小为 ) 与匀强磁场( 场强大小为8)
331、 的速度选择器内, 只有速率为某一值V 1 的离子才能沿入射方向作匀速直线运动,当它通过宽度为d的缝射入另 个只有匀强磁场( 场强大小为尿 ,方向垂直于纸面向外) 的区域,离子将做匀速圆周运动.( 1 ) 求运动轨迹不发生偏折的离子的初速度S;( 2 ) 如果初速度为巧( 己知) 的 离 子 在 射 出 速 度 选 择 器 时 的 侧 移 正 好 为 漆 2 , 求这种离子射出后所做圆周运动的半径.X X X XX X X XE B解析:( 1 ) 正离子进入电场和磁场后,受向下的电场力与向上的洛伦兹力作用,其轨迹不发生偏折,必有q E = I 8 ( 3分)所以。= 泉 2分)( 2 ) 因
332、为。 2 。 1 ,所以速率为。 2 的正离子所受洛伦兹力大于电场力,离子必向上偏折,设从缝边射出忖速率为。 2 , 由于洛伦兹力对其不做功,据动能定理有一“ 与 = / : 一1 日( 2分)设正离子在磁场)中做匀速圆周运动时有v 2B qvr 2 = ( 2 分)由以上二式消去加2 可得yjm话 - mqEd.Q 分)C J D答案:(1 ) 力 (2 ) q , Qnv i mq E d1 5 . (1 0 分) 如图所示,一带电量为g = + 2 X l ( f 9 c 、质量为加= 1 . 8 X 1 0 / k g的粒子,在直线上一点O处沿与直线成3 0 。 角的方向垂直进入磁感应
333、强度为B的匀强磁场中,经历t =1 . 5 X 1 0 - 6 $ 后到达直线上另一点尸 . 求:X X X X X X XX X X X X X XX X X X X X XX X X X XP O(1 ) 粒子做圆周运动的周期7 ;(2 ) 磁感应强度8的大小;(3 ) 若 。 尸的距离为0 . 1 m,则粒子的运动速度0多大?解析:粒子进入磁场后,受洛伦兹力的作用,重力很小可忽略. 粒子做匀速圆周运动的轨迹如右图所示.X X X X X X XX Xx卜, 贫X Ux 2 I 乂0 0。P、 、 0(1 ) 由几何关系可知。 尸弦对应的圆心角。 =6 0 。 ,粒子由。沿大圆弧到夕所对应
334、圆心角为3 0 0 。 ,则有* =揣=*2分)解得 r = |/ = |X 6 X 1 . 5 X 1 0 6S = 1 . 8 X 1 O- 6 S( 2 分)(2 ) 山粒子做圆周运动所需向心力来自洛伦兹力,有q v B=nr ,。 = 竿 (2 分)和 2 nm 2 X 3 2 4 X 1 . 8 X 1 ( ) 7 6得 8=/=2X 1 0 灰 1 . 8 X 1 0 mT = 0 . 3 1 4 T ( 2 分)(3 ) 轨道半径r = O 尸 = 0 . 1 m2 I T 尸粒子的速度 v =y- =3. 49X 1 05 m/ s . (2 分)答案:(1 ) 1 . 8 X
335、 1 0 - 6 $(2 ) 0 . 3 1 4 T(3 ) 3 . 4 9 X 1 05 m/ s1 6 . (1 2 分) 如图所示,在 x Q y平面的第一象限有一匀强电场,电场强度大小未知,电场的方向平行于V轴向下;在 x轴和第四象限的射线O C之间有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向外. 有质量为m ,带有电荷量+g 的质点由电场左侧平行于x轴射入电场. 质点到达x轴上4点时,速 度 大 小 为 速 度 方 向 与 x轴的夹角为的,点与原点O 的距离为d . 接着质点进入磁场,并垂直于磁场边界的O C射线飞离磁场. 不计重力影响. 若O C与 x轴的夹角为夕,求( 1 ) 磁感
336、应强度8的大小( 2 ) 匀强电场的场强E的大小解析:( 1 ) 如图所示,轨迹半径尸= d s in 0 ( 2 分)2由q v B = 7 得( 2分)mv mvB = ( 2 分)q r d q s m(p 7( 2 ) 设进入电场时的速度是为,有Oo = o c o s g( l 分)而 d =v () t ( 分)在 / 点 , % = o s in p ( l 分)vy=at ( 分)。 嚓分)2 .缶 3 殂 i p t n v s m8 c o s 解得后= - - - -q d- - - -( 1分)答案:.加 捻后夕 C OS 0 q d模块综合检测( 时 间 :9 0分钟
337、;满分:1 0 0分)- 、选择题( 本题共1 0小题,每小题4分,共4 0分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1 .下述说法中不正确的是()A.根据E =F / q ,可知电场中某点的场强与电场力成正比B.根据 =匆/ / , 可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比C.根据场强叠加原理,可知合电场的场强- 定大于分电场的场强D,电场线就是点电荷在电场中运动的轨迹解析:选A C D .电场强度是反映电场性质的物理量,它只与产生它的电荷有关,而与放入其中的检验电荷所受的力及其电荷量无关;
338、 且场强为矢量, 遵循矢量相加的平行四边形定则,所以合场强可以小于分场强;而电场线是为了描述电场而假设出来的一种工具,和电荷运动的轨迹是完全不同的两个概念.2 .门 电路的真值表如下,它是( ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _输入输出ABQ000010100111A . “ 或”门电路 B . “ 非”门电路C. 与”门电路 D . “ 与非”门电路解析: 选C .由表可得只有当两输入端都成立时输出端才成立, 这是与门的特性, 所以C正确.3 .如图所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡均正常发光,且两个电路的总功率相等.则这两个电路中的i 7巾 、U乙,R中 、
339、7 ?乙 之间的关系,正确的是( )A . U V2 U 6C . R甲 =H乙B.。 甲=21/乙D . R 甲= 27 ?乙解析:选B .设灯的阻值为R ,正常发光时电流为/ , 由于两个电路的总功率相等,所以F RW= ( 2/) 2.RS 即 人 , =4 / ?4 ;由尸=U v / =U z / 2/可知,U“ , = 2 U s 故选项 B 正确.4 .在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R ,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0 .5 A和1 .0 V ;重新调节R ,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和1
340、5 .0 V.则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是()A.电动机的内电阻为2。B .电动机的内电阻为7.5。C .电动机的输出功率为30 WD .电动机的输出功率为8 W解析:选A.当电动机不转动时,电动机消耗的电功率等于热功率,电压表与电流表示数的比值就是电动机的电阻,即R=,= 2 C ,选项A正确、B错误;当电动机正常工作时,电动机的输出功率为P m = 一力?=22 W ,选项C、D错误.5 .在如图所示的实验电路中,当滑动变阻器飞 的滑动触头向右端滑动时()A. L变暗,L2变亮,L3变亮B. L变暗,L2变暗,L3变亮C. Li变暗,L2变暗,L3变暗D. Li变亮,L2变暗,
341、L3变亮解析:选B.触头向右滑,滑动变阻器有效电阻变大,电路中电流变小,L1变暗,且内电压减小,并联电路两端电压变大,流过L3的电流变大,L3变亮,流过L2的电流变小,L2变暗,所以B正确.6 .下图四个电场中, 均 有 相 互 对 称 分 布 的6两点.其中电势和场强都相同的是()a 产r rr a b raB- B”e o 一 ” 。Q b r a +Q ; r +QABC D解析:选B.A图中 、人两点电势相同,场强大小相同,但方向不同.B图 中 如b两点场强大小与方向、电势均相同.C图中a、b两点场强相同,电势不同.D图中a、b 两点、电势、场强大小相同,场强方向不同,只有B正确.7
342、.如图所示,A, 8两板间加速电压为H ,C、。两板间偏转电压为仿. 一个静止的a粒子( ; He)自Z板起相继被加速、偏转,飞离偏转电场时的最大侧移为C、。板间距离的一半,则它的出射速度的大小为()余 5 + 5 )枭 5 + S)A. 2C. 2解析:选B.在加速电场中由动能定理得:q C J i mv o在偏转电场中,由动能定理得: (J2=mv2mv o解得:。 =个 宗 2 5 + 5) .8 . 小 灯泡通电后其电流/ 随所加电压。变化的图线如图所示,P为图上一点,PN为图线的切线,尸 。为 。轴的垂线,为/ 轴的垂线,下列说法中正确的是()A.B.C.随着所加电压的增大,小灯泡的
343、电阻增大对应P点,小灯泡的电阻为7 ? = yLh对应P点,小灯泡的电阻为D .对应尸点,小灯泡的功率为图中矩形尸 。 。 ” 所围面积解析:选 ABD. 斜率随电压的增大而减小, 故电阻增大, A 对 . 对 应 尸 点 R妻 B对,C 错. 由于功率P=。 / , 故功率数值上等于矩形尸。 。 的 面 积 ,D 对.9 . 先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻阻值心,已知两电路的路端电压恒定不变,若按图甲所示电路测得电压表示数为6 V,电流表示数为2 mA ,那么按图乙所示电路测 得 的 结 果 应 有 ( )A .电压表示数为6 V,电流表示数为2 m AB .电压表示数为6V,电流表
344、示数小于2 m AC .电压表示数小于6 V,电流表示数小于2 m AD .电压表示数小于6 V,电流表示数大于2 m A解析:选 D. 由串联电路与并联电路的知识可知,在图乙接法中,尺与电压表V并联之后的电阻小于凡,故 & 两 端 电 压 减 小 ,电流表两端电压增大,流过电流表的电流增大,D对.1 0 . 有一个已充了电的电容器, 若使它的电荷量减少3 X1 0 - 6 。 则其电压降为原来的小则下列说法正确的是( )A .电容器原来的电荷量是9 X1 0 - 6 cB .电容器原来的电荷量是4.5X1()F cC .电容器原来的电压可能是5 VD .电容器原来的电压可能是5 X1 0 7
345、 v解析:选 BCD. 由题意知,解得 0 = 4 . 5 X 1 ( ) - 6 c.当 q =5V 时,GQ 4 . 5 X1 0 - 6 Q 4 . 5 X1 0 - 6弋=J F = 0 . 9 gF ;当 。 2 = 5 义1 0 7 v 时,C2= 5 X|0 7 F - 9 F .二、实验题( 本题共2小题,共 1 6 分. 按题目要求作答)1 1 . ( 6 分) 在“ 描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中.( 1 ) 实验中滑动变阻器应采用 接法( 填“ 分压”或 “ 限流”)( 2 ) 用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使该装置可以更好、更准确地完成实验;( 3 ) 描绘
346、出伏安特性曲线如图, 其 弯 曲 的 主 要 原 因 是解析:( 1 ) 由于描绘伏安特性曲线时电压要从零开始变化,所以滑动变阻器用分压式接法( 2 ) 小灯泡电阻较小,电流表用外接法,补充的线见下图( 3 ) 因为电压越高,相同时间内灯丝产生的热量越多,灯丝温度升高,灯丝电阻增大.答案:( 1 ) 分 压 ( 2 ) 图 见 解 析 ( 3 ) 灯丝电阻随电压的增大而增大1 2 . ( 1 0分) 某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r , 但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱( 最大阻值为9 9 9 .9 C ,当作标准电阻用) 、一只电流
347、表( 量程/ g= 0.6 A,内阻心= 0.1 C ) 和若干导线.( 1 ) 请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图甲中器件的连接方式,画线把它们连接起来.甲 乙( 2 ) 接通开关, 逐次改变电阻箱的阻值凡读出与7 ? 时应的电流表的示数/ , 并作记录.当电阻箱的阻值R = 2 .6 C时; 其对应的电流表的示数如图乙所示,处理实验数据时,首先计算出每个电流值/ 的倒数/ 再制作火一: 坐标图,如图所示,图中已标注了( 火 ,: ) 的几个与测量值对应的坐标点.请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图上.6 11 1 | n n 11 n n n J 川5 -4 -3 : 一二-
348、 - - - - - - - - -2 - -10-123.4.( 3 ) 在图上把描绘出的坐标点连成图线.( 4 ) 根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E =V ,内电阻r Q.电池解析:根据闭合电路欧姆定律,测量电源的电动势和内电阻,需要得到电源的路端电压和通过电源的电流,在本实验中没有电压表,但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表,测量电源的路端电压, 通过电流表的电流也是通过电源的电流, 所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可.实物图的连接如图所示.由闭合电路欧姆定律有:E = /( 7?+r+rg) , 解得 ( 厂+ 心) ,根 据 图 线 可 知 :电源的电动势等于图
349、线的斜率,内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻.得E =L 5V /-0 .3 Q答案:( 1) ( 2) 见 解 析 ( 3) 如图所示( 4) 1.5( 1.461.54) 0.3( 0.250.35)三、计算题( 本题共4 小题,共 44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13. ( 10分) 如图所示,尸 。和 为 水 平 、平行放置的金属导轨,相 距 1 m , 导体棒历跨放在导轨上,棒的质量加=0.2 k g ,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量初 = 0.3k g ,棒与导轨间的动摩
350、擦因数= 0 .5 ,匀强磁场的磁感应强度8 = 2 T , 方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?( g 取 10 m/s2)解析:棒受的安培力水平向左,由左手定则知,棒中电流由。流向6, ( 2 分)对棒受力分析如图 仍有尸发=7 + 4 2 分) 心 .由 J , 、而分) YT = M g ( 】 分 ) |神心”F 次 =I I BQ 分)解得/= 2A . ( 2 分)答案:2 A由。到 b14. ( 10分) 电动势E = 6 V ,内阻r= 0 .5 。的电源和一台线圈电阻为R = 0 .2 C 的电动机连接,电动机正常工作,这时电动机两端的电压U
351、=5 V . 求:( 1) 电动机输入的电功率4 和电动机输出的机械功率P2;( 2) 电源的总功率尸和电源的效率.E-U 6 -5解析:( 1) 根据闭合电路欧姆定律石= 。 + 力得干路电流为/ = 二 丁 = 7 彳 A =2A ( 2 分)电动机的输入功率尸I = = 5 X 2 W =10 W( 2 分)电动机的输出功率P2=U I - I2R =9. 2 W. ( 2 分)( 2) 电源的总功率P= /E = 2X 6 W=12 W( 2 分)电源的效率芈X 1 0 0 % = | x 1 0 0 % = 8 3 . 3 % . ( 2 分)口 0答案:尸 1 = 1 0 W P
352、2 = 9 . 2 W( 2 ) 尸= 1 2 W = 8 3 . 3 %1 5 . ( 1 2 分) 在以坐标原点。为圆心、 半径为r的圆形区域内, 存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场, 如图所示. 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点4处以速度。沿一x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与沙轴的交点C处沿+、方向飞出.( 1 ) 请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q /m;( 2 ) 若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B 1,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 6 0 。 角,求磁感应强度夕 多大?此次
353、粒子在磁场中运动所用时间f 是多少?解析:( 1 ) 由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷.( 2分)粒子由/ 点射入,由 C点飞出,其速度方向改变了 9 0 。 ,则 粒 子 轨 迹 半 径 分 )V2又 q u B=nr Q 分)则粒子的比荷2=含( 1 分)( 2 ) 粒子从。点飞出磁场速度方向改变了 6 0 。 角,故 弧 所 对 圆 心 角 6 0 。 ,粒子做圆周运动的半径R= / 的 3 0 。 =5 2分)又 R = 萍 分 )所 以 = 竽 仅 1 分)粒子在磁场中飞行时间:, = % = 蕾= 挚0分)答案: 负 电 浣Q停 81 6 . ( 1 2 分) 如
354、图所示, 在 x 0 且y 0 且产0的区域内存在与x轴负方向成4 5 。 角向上方向的匀强电场. 已知质量机为1 . 6 0 X 1 0 - 2 7 卜 8的质子从x轴 上 的 / 点 沿 与 x轴负方向成4 5 。 角向下垂直射入磁场,结果质子从v轴 的 N点射出磁场而进入匀强电场,经电场偏转后打到坐标原点 、 O ,已知OM = O N = /= 0.2/ m . 不计质子的重力,带电量e= 1.6 0X lO i C, 求:X X X X I X ( 1) 质子从射入匀强磁场到O点所用的时间;Q) 匀强电场的场强大小.解析: ( 1) 设带电粒子射入磁场时的速度大小为。 ,由于带电粒子
355、垂直射入匀强磁场带电粒子在磁场中做圆周运动,圆 心 位 于 中 点 O,由几何关系可知,轨道半径r = /co s 4 5 = 0.2 m ( 2 分)v2又 B q v m ( 2 分)c r i, Bar 2X 104X 1.6 X 10l9X 0.2 , 八所以 V =m=-1 6 X 10 27- m/s = 4 X 103 m/s ( l 分)设带电粒子在磁场中运动时间为小 在电场中运动的时间为小 总时间为, ,八4制1分)打 =誓 %分 )联立解得, =量+ 誓= 2.07 X 104s ( l分)( 2) 带电粒子在电场中做类平抛运动,设加速度为“ ,则1 o/s in4 5 = 1% ( 2 分)分)4 m z ? s in4 5 0解得 E=- = 1.6 V/m.( l 分)答案:( 1) 2.07 X 10 4s( 2) 1.6 V/m