临沂市2018-2019【教科版】高中物理选修1-1全一册课时分层作业
教科版选修1-1课时分层作业:第3章+3、410+Word版含解析
课时分层作业(十)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)(多选)下列关于理想变压器的说法中,正确的是()A.输入功率等于输出功率B.输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能C.输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能D.输送的电能经变压器的铁芯直接传输出去AB[从能量的转化来看,由于过程中有电磁感应现象出现,所以会存在“磁生电”的过程,这里的“磁”就是指原线圈中产生的变化磁场,这样在副线圈中就产生了电磁感应现象,从而副线圈可以产生电能.所以A、B正确.] 2.(6分)发电厂给某工厂的功率限额为500 kW,用100 kV高压送电,当该工厂由于调整,现在只需要50 kW的电功率时,发电厂和工厂间的高压线路上的电流为()A.0.5 AB.5 AC.50 AD.不知线路电阻,无法计算A[工厂需要多少电能,发电厂输出多少电能,由公式P=IU得选项A对.] 3.(6分)关于变压器,下列说法正确的是()A.变压器是根据电磁感应的原理制成的B.变压器的原线圈匝数一定比副线圈的多C.变压器只能改变直流电的电压D.变压器只能有一个原线圈和一个副线圈A[变压器是根据电磁感应的原理制成的,故A对;变压器只能改变交流电的电压,故C错;变压器原、副线圈匝数的多少,根据实际需要而定,而且副线圈可以有多个,故B错,D错.]4.(6分)下列说法不正确的是()A.变压器也可以改变恒定电压B.变压器的原理是一种电磁感应现象,副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流C.变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成D.变压器原线圈相对电源而言起负载作用,而副线圈相对负载而言起电源作用A[变压器的工作原理是电磁感应现象,只有当电流为变化电流时,变压器才起作用,对于恒定电压,变压器不发挥作用,A错,B对;变压器由绕在同一闭合铁芯上的线圈构成,线圈至少有两个,一为原线圈,一为副线圈,C对;在有变压器构成的电路中,原线圈与电源相连,起负载的作用,副线圈与用电器相连,起电源的作用,D对.]5.(6分)理想变压器原线圈1 400 匝,副线圈700匝,并接有电阻R,当变压器工作时原、副线圈中()【导学号:37032078】A.电流频率之比为2∶1B.功率之比为2∶1C.电流之比为2∶1D.电压之比为2∶1D[理想变压器不改变电流频率和功率,故A、B错误,电压与匝数成正比,故D正确.根据电功率不变可知U1I1=U2I2则I1∶I2=U2∶U1电流比为1∶2,故C错误.]6.(6分)(多选)远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的n 倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()A .输电线上的电功率损失是原来的1nB .输电线上的电功率损失是原来的1n 2C .输电线上的电压损失是原来的1nD .输电线上的电压损失是原来的1n 2BC [根据P =IU 知I =P U ,导线上损失功率P 损=I 2R =P 2U 2R .因输送功率一定,P 损跟输送电压的平方成反比;U 损=P U R ,跟输送电压成反比,所以正确答案为B 、C.]7.(12分)某变电站用220 V 的电压送电,导线损失功率为输送功率的20%,若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%,则输送电压应为多少?【解析】 设输送功率为P ,输电线路电阻为R .导线损失功率P 损=I 2R =P 2U 2R ,可知在输送功率为P 及输电线路一定的情况下,有P 损∝1U 2则有:U 2U 1=P 损1P 损2=20%5%=2所以输送电压U 2=2U 1=440 V .【答案】 440 V[能力提升练](25分钟 50分)8.(6分)如图3-3-4所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=4∶1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,电流表A 1的示数是12 mA ,则电流表A 2的示数为( )图3-3-4A .3 mAB .0C .48 mAD .与负载R 的值有关B [变压器只能工作于交流电路,不能工作在恒定电压和恒定电流的电路,导体棒向左匀速切割磁感线时,在线圈n 1中通过的是恒定电流,不能引起穿过线圈n 2的磁通量变化,在副线圈n 2上无感应电动势出现,所以A 2中无电流通过.]9.(6分)(多选)发电厂发电机的输出电压为U 1,发电厂至学校的输电线电阻为R ,通过导线的电流为I ,学校的输入电压为U 2,下列计算线路损耗功率的式子中正确的是( )A .U 21RB .(U 1-U 2)2RC .I 2RD .I (U 1-U 2)BCD [P 损=I 2R =(P U 1)2R =ΔU 2R =(U 1-U 2)2R =I (U 1-U 2).] 10.(6分)某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P 0,输送电压为U ,输电线的总电阻为R ,则下列说法中正确的是( )A .输电线上的电流为U RB .输送总功率P 0=U 2RC .输电线上损失的功率P =⎝ ⎛⎭⎪⎫P 0U 2R D .输电线上损失的功率P =U 2RC [根据P 0=UI 得,输电线上的电流I =P 0U ,由于U 不是输电线上损失的电压,不能通过I =U R 求解输电线上的电流,输送的总功也不能根据U 2R 求解,故AB 错误;输电线上损失的功率P 损=I 2R =⎝ ⎛⎭⎪⎫P 0U 2R ,故C 正确,D 错误.] 11.(10分)一交流电压随时间变化的图象如图3-3-5所示,则此交流电的频率是________Hz ,若将该电压加在10 μF 的电容器上,则电容器的耐压值不应小于________ V ;若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上,用电器恰能正常工作,为避免意外事故的发生,电路中保险丝的额定电流不能低于________A .图3-3-5【解析】 由图像可知周期T =0.02 s ,频率f =1T =50 Hz 电容器耐压值不小于峰值200 V ,保险丝融断是因为电流的热效应引起的所以应不低于有效值I =U 02R=0.14 A . 【答案】 50 200 0.1412.(10分)一理想变压器,其原线圈为2 200匝,副线圈为440匝,并接一个100 Ω的负载电阻,如图3-3-6所示.图3-3-6(1)当原线圈接在44 V 直流电源上时,电压表示数为________V ,电流表示数为________A .(2)当原线圈接在220 V 交流电源上时,电压表示数为________V ,电流表示数为________A .此时输入功率为________W.【导学号:37032079】【解析】 (1)原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感应电动势,故电压表示数为零,电流表示数也为零.(2)由U 2U 1=n 2n 1得 U 2=U 1n 2n 1=220×4402 200 V =44 V(电压表读数) I 2=U 2R =44100 A =0.44 A(电流表读数)P 入=P 出=I 2U 2=0.44×44 W =19.36 W.【答案】 (1)0 0 (2)44 0.44 19.3613.(12分)一台交流发电机的输出电压为250 V ,输出功率为100 kW ,向远处输电所用导线的总电阻R =8 Ω,要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%,用户处正好得到220 V 的电压,则供电处升压变压器和用户处降压变压器的匝数比各为多少?【导学号:37032080】【解析】 发电机的输出电压:U 1=250 V ,升压变压器的原线圈电流:I 1=P 1U 1=400 A , 输电线上的功率损失:P损=P 1×5%,P 损=I 2线R ,所以输电线上的电流:I线=25 A , 升压变压器的匝数比为n 1n 2=I 线I 1=25400=116. 升压变压器副线圈两端的电压为U 2=U 1n 2n 1=16×250 V =4 000 V . 输电线上的电压损失为U 损=I 线R =25×8 V =200 V .降压变压器原线圈两端的电压为U 3=U 2-U 损=3 800 V .降压变压器的原、副线圈的匝数比为n 3n 4=U 3U 4=3 800220=19011.【答案】1∶16190∶11情感语录1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了11.如此情深,却难以启齿。
2018-2019版高中物理教科版选修1-1 第一章 教学案(共3套,33页)打包下载Word版含答案
第1节静电现象及其应用[目标定位] 1.知道静电现象和摩擦起电的原因.2.知道自然界中存在两种电荷,理解电荷守恒定律.3.了解静电的应用和防止静电危害的方法.一、静电现象1.两种不同材料的物体相互摩擦后能够吸引轻小物体,就说物体带了“电”,带电的物体叫做“带电体”,通过摩擦使物体带电的方法被称为“摩擦起电”.2.电荷的电性及相互作用(1)自然界只有两种电荷:正电荷和负电荷.(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.想一想:你除了知道摩擦可以起电之外,还知道哪些方式可以起电?答案接触起电(或感应起电).二、摩擦起电现象的解释1.原子由原子核及围绕核运动的多个电子所构成.在正常情况下,原子是呈电中性的.2.电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在任何的物质运动变化过程中,电荷的总量保持不变.3.电荷量:物体所带电荷的多少称为电荷量,简称电量.在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用符号C表示.4.元电荷:一个电子所带电荷量的绝对值为1.6×10-19__C,它是电荷的最小单元,称为元电荷,记作e=1.6×10-19C.任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍.5.摩擦起电的过程实质上是通过做功使正负电荷分离的过程.想一想:有人把摩擦起电说成是“摩擦生电”,这种说法对吗?为什么?答案不对.摩擦起电的过程是电荷的转移,而不是产生了电荷.三、静电的应用静电除尘、静电复印、静电加速器、静电喷涂与静电植绒.四、静电的危害与防止1.静电的危害(1)在印刷、纺织等过程中,由于摩擦起电,正负电荷的吸引可能造成纸张粘连、棉纱缠绕.(2)在化工产品的生产过程中,由于摩擦起电,当电荷积累到一定程度时,会发生放电或打火.2.静电防止的办法(1)采用消除静电装置.(2)增加空气湿度.(3)使用抗静电材料.想一想:除了以上关于防止静电危害的方法外,你还知道生活中哪些是防止静电危害的方法或措施?答案雷电这一静电现象常常会造成巨大的自然灾害,为了避免建筑物遭受雷击,通常在高大的建筑物上安装避雷针.轮船上的工作人员穿导电材料做的衣服,输油管每隔100~300 m就要接地一次,油罐车的尾部拖一条铁链都是为了防止静电的危害.一、起电方式1.摩擦起电(1)原因:不同物体间摩擦时,由于摩擦做功使电子获得能量发生转移,结果使物体分别带上等量异种电荷.一个物体与其他不同物体摩擦起电时,该物体带正电,还是带负电,取决于两物体中的原子核对电子的束缚能力的相对大小.(2)实质:用摩擦的方法使电荷发生了转移.2.接触带电(1)方法:用带电导体与不带电导体接触或两个带相反电荷但所带电荷量不同的导体相接触,都可以使导体带电.(2)实质:电荷从一个物体转移到另一物体.【例1】(多选)(2018·宿迁学业水平模拟)摩擦带电是一种常见的带电方式,关于摩擦带电,下列说法正确的是()A.梳子和头发摩擦后梳子能够吸引轻小物体,因为摩擦使梳子带电B.在A选项中梳子带电后头发就不带电了C.摩擦带电产生了电荷,使自然界中的电荷数增加了D.摩擦带电的本质是电荷发生了转移解析摩擦带电并不是创生了电荷,而是电荷从一个物体转移到另外一个物体,使两个原来不带电的物体正电荷数目和负电荷数目都不相等,从而显电性.答案AD二、电荷守恒定律1.“总量”:指电荷的代数和.2.起电过程的本质:电子发生了转移,也就是说物体所带电荷的重新分配.3.两个完全相同的金属球接触后将平分电荷,即Q1′=Q2′=Q1+Q22,Q1和Q2可以是同种电荷,也可以是异种电荷.【例2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量Q A=6.4×10-9C,Q B=-3.2×10-9C,让两绝缘金属小球接触.接触后B带多少电荷量?在接触过程中,电子如何转移?解析接触后两球电荷量相等,电荷量为Q A′=Q B′=(6.4×10-9C)+(-3.2×10-9C)2=1.6×10-9C,在接触过程中,电子从B球转移到A球.答案 1.6×10-9C电子从B球转移到A球三、静电的应用与防止1.静电的应用静电技术应用的原理:应用了同种电荷相排斥、异种电荷相吸引的原理.主要应用:静电复印、静电除尘、静电加速器、静电喷涂、静电植绒、静电喷药、静电育种、静电杀菌和静电治病等.(1)静电复印机的原理:利用了静电的吸附作用.(2)静电除尘的原理:带电粒子受到电场力的作用,会向电极运动,最后被吸附在电极上.如果筒内充满烟雾,把两个电极接在高压电源上,烟雾很快就消失. (3)静电喷漆的原理:当油漆从喷枪中喷出时,喷嘴使油漆微粒带正电.它们相互排斥,扩散开来形成一大团漆云,被吸附在带负电的物体表面.这种静电喷漆的方法省漆而均匀.2.静电的防止(1)印染厂里的静电的危害与防止危害:在印染厂里,棉纱、毛线、化学纤维上的静电会吸引空气中的尘埃,使印染质量下降.防止:使车间里保持一定湿度,让电荷随时放出.(2)雷电这一静电现象常常会造成巨大的自然灾害,为了避免雷电的危害,通常使用避雷针.避雷针是由富兰克林发明的.(3)简单易行而又安全可靠的防止静电危害的方法:用导体把容易产生静电的部件良好接地.例如:轮船上的工作人员穿导电材料做的衣服;输油管每隔100~300 m就要接地一次;油罐车的尾部拖一条铁链.【例3】(单选)(2018·南京学业水平模拟)为了防止静电产生的危害,下列做法正确的是()A.在高大的建筑物顶端装上避雷针B.小汽车上有一根露在外面的小天线C.在高大的烟囱中安装静电除尘器D.汽车制造厂车间里进行静电喷漆解析当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以利用尖端放电,中和云层电荷,保护建筑物的安全,属于静电危害的防止,选项A符合题意;小汽车上有一根露在外面的小天线,是接收无线电信号的,与静电的利用和防止无关,选项B不符合题意;静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,属于静电应用,选项C不符合题意;喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用,选项D不符合题意.答案 A[针对训练] (单选)关于静电的利用和防范,以下说法正确的是()A.没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁B.油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上,避免产生电火花引起爆炸C.飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成,可防止静电积聚D.手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止麻醉药燃烧解析下雨时,一般会有雷电,如果在高大建筑物顶端装上避雷针,通过避雷针与大地相连,就能及时把电荷导入大地,从而避免建筑物被雷电击坏,如果没有安装会有危险,但对低矮的建筑不至于一定被雷电击毁,选项A错误;油罐车在运动的过程中,由于里面的油在晃动,也会摩擦产生静电,后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走,有利于消除静电,故选项B正确;飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎,是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地,以免发生放电现象,保证飞机和乘客的安全,选项C错误;绝缘性能良好的化纤制品的衣服不能及时把静电导入大地,容易造成手术事故,选项D错误.答案 B电荷的产生及作用1.(单选)下列关于摩擦起电的原因,正确的说法是()A.摩擦后产生了新的电荷B.电子和正电荷同时按相反方向转移C.电子从一个物体转移到另一个物体D.正电荷从一个物体转移到另一个物体解析摩擦起电过程中,电子从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,在摩擦起电过程中没有产生新电荷,只是电子发生转移.答案 C电荷守恒定律2.(单选)导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带-q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则导体B的带电荷量是()A.-qB.qC.2qD.4q解析电荷接触过程中电荷要先中和后平分,Q1′=Q2′=Q1+Q22=+5q+(-q)2=2q,选项C正确.答案 C静电现象的应用与防止3.(多选)如图1所示是静电除尘的原理示意图,关于静电除尘的原理,下列说法正确的是()图1A.中间金属丝A与金属管B分别接高压电源的电极B.金属丝和金属管带电后具有吸引轻小物体的作用C.烟尘通过该空间时被A、B两个电极的电荷吸引而被吸附,能起到除尘的作用D.烟筒本身就有除尘作用,没有必要加高压电源解析烟筒内的两个金属电极必须接在高压电源上,使两个电极被充电而带上等量异号电荷,管内存在强电场,它使空气电离而产生电子和正离子。
2018版物理新课堂同步选修1-1文档:第1章 学业分层测
学业分层测评(二)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.关于点电荷的下列说法中正确的是()A.体积较大的带电体在任何条件下都不可看成点电荷B.足够小(例如体积小于1 mm3)的带电体,一定可以看作点电荷C.由库仑定律可知,两个电荷间的距离趋于无穷小时,库仑力趋于无限大D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计【解析】一个带电体能否看成点电荷,并不只是看它本身尺寸的大小,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响能否忽略不计,D正确.当研究两个距离很远的星球间的库仑力时,两星球也可视为点电荷,A错误.两个很小的带电体距离很小时也不可看作点电荷,B错误.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,当两电荷间的距离趋于无穷小时,电荷不能视为点电荷,库仑定律不能使用了,它们间的库仑力并非无穷大,C错误.【答案】 D2.(多选)库仑定律的适用范围是()A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律【解析】两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,这两个带电体均可视为点电荷,而且在真空中,则可应用库仑定律,故C、D正确.【答案】CD3.在真空中两个点电荷A、B相距10 cm,A的带电荷量是B的带电荷量的10倍,B受的库仑力是0.1 N,则A受到的库仑力是() 【导学号:18152013】A.1 N B.0.1 NC.10 N D.100 N【解析】A、B间的库仑力应是作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,A受的库仑力为0.1 N.【答案】 B4.真空中两个异种点电荷q 1、q 2相距一定距离.现固定q 1,再把q 2移到远处的过程中,q 2受到的库仑力( )①不断增大 ②不断减小 ③是吸引力 ④是排斥力A .①③B .②③C .①④D .②④【解析】 由库仑定律可得,把q 2移到远处的过程中,q 2受到的库仑力不断减小,②正确,由于q 1和q 2是异种电荷,所以q 2受到的库仑力是吸引力,③正确.【答案】 B5.两个大小相同的金属球,所带电荷量分别为3Q 和-Q ,相距r 时(r 远大于金属球半径),它们之间的相互作用力大小为F .现将两球接触后分开,并使它们相距2r ,则它们之间的相互作用力大小将变为( )A.F 4B.F 8C.F 12D.F 16【解析】 两球接触前的相互作用力大小F =k 3Q ·Q r 2=3kQ 2r 2.两球接触后,电荷先中和再平分,两球分开后的带电量均为3Q +(-Q )2=Q ,所以两球间作用力大小变为F ′=kQ 2(2r )2=kQ 24r 2. 由以上可知F ′=F 12.【答案】 C6.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.图中所表示的验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )【解析】 把带电金属球移近不带电的验电器,若金属球带正电,则将导体上的自由电子吸引上来,这样验电器的上部将带负电,箔片带正电;若金属球带负电, 则将导体上的自由电子排斥到最远端,这样验电器的上部将带正电,箔片带负电.选项B 正确.【答案】 B7.两个点电荷相距为d ,相互作用力大小为F ,保持两点电荷的电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4F ,则两点电荷之间的距离应是( )【导学号:18152014】A .4dB .2d C.d 2 D.d 4【解析】 由库仑定律可知两点电荷间的相互作用力与它们距离的平方成反比,所以当相互作用力大小变为原来4倍时,两电荷间的距离应变为原来的一半,即C 正确.【答案】 C8.两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将( )A .保持不变B .先增大后减小C .增大D .减小【解析】 设两球的质量分别为m 1、m 2,两球所受的库仑斥力大小分别为F 1、F 2.由牛顿第二定律可知,a 1=F 1m 1,a 2=F 2m 2,由牛顿第三定律可知,两球间的库仑斥力等大反向,故F 1=F 2,可得出a 1a 2=m 2m 1,故两球的加速度之比与两球间距大小无关,A 正确.【答案】 A[能力提升]9.(多选)半径相同的金属球A 、B 带有等量电荷,相距一定距离时,两球间的相互作用的库仑力为F .今让第三个与A 、B 相同的不带电的金属球C 先后与A 、B 接触后再移开,此时A 、B 的相互作用力大小可能是( )A.F 8B.3F 8C.3F 4D.F 4【解析】 金属球A 、B 之间存在着相互作用力即库仑力,利用库仑定律F =k q 1q 2r 2可知,若当两小球的距离不变时,两球之间的相互作用力的大小与它们之间的带电荷量的乘积成正比.因两个小球的带电性不明确,所以两个小球可能带同种电荷,也可能带异种电荷,故两个小球之间的作用力可能是相互吸引力,也可能是相互排斥力.若两个小球带同种电荷时,C 分别与A 、B 相接触后,电荷量直接平均分配,最后A 、B 的带电荷量剩下原来的12和34.故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的38,即3F 8.若两个小球带异种电荷时,C 先与A 接触,电荷量平均分配;再与B 接触,电荷量先中和后,再平均分配.最后A 、B 的带电荷量剩下原来的12和14,故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的18,即18F .【答案】 AB10.在真空中有两个点电荷,其中一个电荷的电荷量是另一个电荷的4倍,当它们相距0.05 m 时,相互斥力为1.6 N ;当它们相距0.1 m 时,相互斥力为______N .那么,这两个点电荷的电荷量分别为______C 和______C.【导学号:18152015】【解析】 设其中一个的电荷量为q ,则另一个的电荷量为4q ,由库仑定律:F 1=k q ·4q r 21,F 2=k q ·4q r 22, 将F 1=1.6 N ,r 1=0.05 m ,r 2=0.1 m 代入可解得F 2=0.4 N ,q =13×10-6 C ,4q =43×10-6 C.【答案】 0.4 13×10-6 43×10-611.真空中有两个静止的点电荷,相距18 cm ,其中Q 1带正电,电荷量为1.8×10-12 C ,它们之间的引力F =1.0×10-12 N ,求Q 2所带的电荷量及电性.【解析】 由于是真空中的两个点电荷,符合运用库仑定律解题的条件.由库仑定律:F =k ·Q 1Q 2r 2,可得Q 2=Fr 2kQ 1=1.0×10-12×(0.18)29×109×1.8×10-12 C =2.0×10-12 C. 因为Q 1、Q 2间的作用力为引力,可见Q 2带负电.【答案】 2.0×10-12 C 负电12.两个带电小球,质量都是1 kg ,带电荷量都为2.0×10-5 C ,相隔较远,以至于两球可看成点电荷,试求它们之间的静电力与万有引力之比.【导学号:18152016】【解析】 因为两球都可看成点电荷和质点,所以可直接应用库仑定律和万有引力定律计算静电力和万有引力.F 电F 引=k Q 1Q 2r 2G m 1m 2r 2=kQ 2Gm 2=9×109×(2.0×10-5)26.67×10-11×12=5.4×1010. 【答案】 5.4×1010。
人教版高考物理选修1-1课时训练同步测试课时分层作业2 电场
课时分层作业(二)[基础达标练](15分钟分值:50分)1.(6分)关于电场强度,下列说法正确的是( )【导学号:41942012】A.电场中某点的电场强度就是单位电荷在该点受到的电场力B.电场中某点的电场强度与该点所放试探电荷所受的电场力成正比C.电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向D.电场中某点的电场强度与该点有无试探电荷无关D[场强由电场本身决定,与是否放试探电荷无关.]2.(6分)以下说法正确的是( )A.电场线的方向就是电荷所受电场力的方向B.电场线上某一点的切线方向即为该点的场强方向C.电场中某一点的场强大小与该点是否存在电荷有关D.电场中某一点的场强方向与该点是否存在电荷有关B[电场中某点电场线的方向跟放在该点的正电荷所受电场力的方向相同,A错误,电场中某一点场强大小和方向与该点是否存在电荷无关,C、D错误;选项B正确.]3.(6分)电场线可以直观地描述电场的方向和强弱,关于电场线,下列说法正确的是( )A.电场线在电场中真实存在B.在同一电场中,电场线密集的地方电场弱C.在同一电场中,电场线稀疏的地方电场强D.电场线上某点的切线方向为该点的电场方向D[电场线是为了形象描述电场而假想的线,故A项错误;电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,故D项正确;电场线越密表示该处场强越强,故B、C选项错误.]4.(6分)(多选)下列关于电场线的说法中,正确的是( )【导学号:41942012】A.沿着电场线的方向电场强度越来越小B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交C.电场线是人们假想的,用来形象地表示电场的强弱和方向,客观上并不存在D.电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远BCD[为了直观形象地描述电场中各点的强弱和方向.在电场中画出一系列曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向.曲线的疏密程度表示电场的强弱.故B、C、D选项正确.]5.(6分)当在电场中的某点放入正电荷时,它受到的电场力向右,当放入负电荷时它受到的电场力向左.下列说法正确的是( )A.放入正电荷时该点场强方向向右,放入负电荷时该点场强方向向左B.只有在该点放入电荷时,该点才有场强C.该点场强方向一定向右D.以上说法均不对C[电场中某点的场强是由场源电荷决定的,与放入该点的电荷无关.物理学上规定:场强的方向与正电荷受到的电场力方向相同,即该点的场强方向向右.故A、B、D错,C对.]6.(6分)一个试探电荷q,在电场中某点的电场力为F,该点的场强为E,图中能正确反映q、E、F三者关系的是( )C[电场强度E由电场本身决定,与试探电荷无关,即E不与F成正比,也不与q成反比,但F与q成正比.]7.(6分)如图表示的电场线分布图,其中正确的是( )【导学号:41942013】B[电场线由正电荷(或无穷远)出发,终止于负电荷(或无穷远).等量同号电荷的电场线呈相斥状,等量异号电荷的电场线呈相吸状,所以A、C、D错误,B项正确.]8.(8分)如图126所示,真空中有一个电场,电场线如图所示,在这个电场中的A点放入电量为5.0×10-9 C的点电荷,它受到的电场力为3.0×10-4 N.图126(1)画出A点电场强度的方向;(2)求出A点电场强度的大小.[解析](1)电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同,放于A点的正电荷受到的电场力沿过A点的电场线的切线方向,故A点电场强度方向如图所示.(2)已知F=3.0×10-4 N,q=5.0×10-9 C由E=F/q,代入数据得E=6.0×104 N/C.[答案](1)见解析(2)6.0×104 N/C[能力提升练](25分钟分值:50分)9.(6分)真空中,A 、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r ,则A 、B 两点的电场强度大小之比为( ) A .3∶1 B .1∶3 C .9∶1D .1∶9C [点电荷在某点产生电场的电场强度E =kQr 2,电场强度大小与该点到场源电荷的距离的二次方成反比,则E A ∶E B =r 2B ∶r 2A =9∶1,选项C 正确.]10.(6分)法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场.图127为点电荷a 、b 所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是( )图127A .a 、b 为异种电荷,a 带电荷量大于b 的带电荷量B .a 、b 为异种电荷,a 带电荷量小于b 带电荷量C .a 、b 为异种电荷,a 带电荷量等于b 带电荷量D .a 、b 为同种电荷,a 带电荷量小于b 带电荷量B [部分电场线联系点电荷a 、b ,可知a 、b 为异种电荷,又电荷b 周围电场线密度比电荷a 周围电场线密度大,可知b 电荷带电荷量较多.]11.(6分)下列关于点电荷的场强公式E =kQr 2的说法中,正确的是( )【导学号:41942014】A .在点电荷Q 的电场中,某点的场强大小与Q 成反比,与r 2成正比B .Q 是产生电场的电荷,r 是场强为E 的点到Q 的距离C .点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定都指向点电荷QD .点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定都背向点电荷QB [E =kQr 2是点电荷场强的决定式,即点电荷在空间各点所形成的电场强度的大小由此公式决定,所以可以说在点电荷Q 的电场中,某点的场强大小与Q 成正比,与r 2成反比,故A 选项错误,B 选项正确.点电荷Q 的电场中,各点的场强方向还与场源电荷Q 的带电性质有关,如果Q 带正电,各点的场强方向一定都背向点电荷Q; 如果Q 带负电,各点的场强方向一定都指向点电荷Q ,所以选项C 、D 错误.] 12.(6分)如图128是静电场中一部分电场线的分布,下列说法中正确的是( )图128A .这个电场可能是负点电荷的电场B .点电荷q 在A 点处受到的电场力比在B 点处受到的电场力大C .点电荷q 在A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小(不计重力)D .负电荷在B 点处受到的电场力的方向沿B 点切线方向B [负点电荷的电场是会聚状直线,A 项错误;电场线的疏密程度表示电场的强弱,所以有E A >E B ,又有F =qE ,故电场力F A >F B ,B 项正确;由牛顿第二定律知,加速度a =Fm ,所以a A >a B ,C 项错误;因为“B点切线方向”即B 点场强方向,而负电荷所受电场力的方向与场强方向相反,D 项错误.]13.(12分)真空中的两个点电荷A 、B 相距20 cm ,A 带正电Q A =4.0×10-10 C ,已知A 对B 的吸引力F =5.4×10-8 N ,则B 对A 处产生的场强的大小是________ N/C ,方向———.A 对B 处产生的场强大小是——— N/C ,方向________.【导学号:41942015】[解析] 由库仑定律F =k Q A Q Br 2得Q B =Fr 2kQ A = 5.4×10-8×0.229×109×4.0×10-10 C =6.0×10-10 C ,且为负电荷.则由E =F q 得B 对A 处产生的场强的大小为E BA =F Q A =5.4×10-84.0×10-10N/C =135 N/C ,方向A →B.A对B处产生的场强的大小为E AB=FQ B =5.4×10-86.0×10-10N/C=90 N/C,方向沿AB延长线向外.[答案]135 A→B 90 沿AB延长线向外14.(14分)为了确定电场中P点处电场强度的大小,用绝缘细线拴一个带正电的通草球进行测试,如图129所示.当通草球静止于P点,P处的电场方向和竖直方向成37°且向右上方,绝缘细线保持水平,通草球的重力是4.0×10-3 N,所带电荷量为1.0×10-6 C,则P点的电场强度大小是多少?(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图129[解析]因为通草球静止,所以利用平衡条件列方程得:qEcos 37°=mgE=mgqcos 37°=4×10-31.0×10-6×0.8N/C=5×103 N/C.[答案]5×103 N/C。
2019-2020教科版物理选修1-1课时分层作业1 静电现象及其应用
课时分层作业(一)静电现象及其应用[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍BD[元电荷是最小的电荷量,等于一个电子或一个质子所带的电荷量,但不是电子或质子,故A、C错误,B正确;任何带电体所带电荷量都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,故D正确.]2.(6分)属于静电利用现象的是()A.油罐车上连接地线B.屋顶安装避雷针C.复印机复印文件资料D.印染厂车间保持湿度C[油罐车上连接地线,可以把运输过程中由于摩擦产生静电荷导走,防止静电产生火灾,故A错误.屋顶安装避雷针是将空中静电导入大地,以避免产生雷击,属于静电的防止,故B错误;复印机复印文件资料属于静电的利用,故C正确;保持印染厂车间里的空气湿度,使将产生的静电导入大地,属于静电的防止,故D错误.本题选择静电利用现象,故选C.]3.(6分)关于静电,以下说法中不正确的是()A.干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花,听到噼啪声,这是火花放电现象B.室内栽花种草可有效防止静电C.高压输电导线表面要很光滑,主要是为了美观D.油罐车尾装一条拖地铁链,有利于消除静电C[干燥天气里化纤的衣服摩擦后带异种电荷而出现放电现象,从而会看到火花,听到劈啪声,故A正确;B.室内栽花种草可增加空气的湿度,有效防止静电,故B正确;C.表面光滑可以减小导线上的尖端凸起,这样可以大大减少尖端放电,故C错误;D.油罐车在运动的过程中,由于里面的油在晃动,也会摩擦产生静电,后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走,有利于消除静电,故D正确.本题选不正确的,故选C.]4.(6分)下列现象中不属于摩擦起电的是()A.将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,纸屑被吸起B.在干燥的冬季脱毛绒衣时,会听到轻微的噼啪声C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬,四处飘落D.穿着化纤类织物的裤子走路时,裤腿上常容易吸附灰尘C[摩擦起电后物体带静电,能吸引轻小物体,也能产生火花放电,故选项C正确.]5.(6分)人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘,其原因是()A.人造纤维的导电性好,容易吸引灰尘B.人造纤维的导电性好,容易导走静电,留下灰尘C.人造纤维的绝缘性好,不易除掉灰尘D.人造纤维的绝缘性好,容易积累静电,吸引灰尘D[人在工作和生活中,由于衣服的摩擦等原因要产生静电,带电物体能够吸引轻小物体,灰尘容易吸附到衣物上.人造纤维比棉纤维的绝缘性能强,更容易积累静电荷,因此更容易吸引灰尘.]6.(多选)下列说法中正确的是()A.用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是负电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是正电荷B.带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍,是一些分离的数值C.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引D.元电荷就是电子BC[玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒失去电子而带正电荷;橡胶棒与毛皮摩擦时,橡胶棒得到电子而带负电荷,故A选项错误.由于任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍,即q=ne(其中n为整数),带电体所带的电荷量只能是一些分离的数值(为e的倍数),故B选项正确.根据相互作用性可知:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C选项正确.由于把电荷量e=1.6×10-19 C称为元电荷,与电子是有区别的,故D选项错误.]7.(6分)如图所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电,则()A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→aB.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→bC.b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b→aD.a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a→bA[金属导体中能够自由移动的是电子,正电荷不移动,电流方向指正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向,故A正确.]8.(6分)绝缘细线的上端固定,下端悬挂一只轻质小球a,a表面镀有铝膜,在a的近端有一绝缘金属球b,开始时,a、b均不带电,如图所示.现使b球带电,则()A.a,b之间不发生静电相互作用B.b立即把a排斥开C.b将吸引a,吸住后不放开D.b将吸引a,接触后又把a排斥开D[带电物体能够吸引轻小物体,故b会将a球吸引过来,a与b接触后,带同种电荷而分开;故A、B、C错误,D正确;故选D.][能力提升练](25分钟50分)9.(8分)有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是()A.接触前,A、B一定带异种电荷B.接触前,A、B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何净电荷D.接触后,A球一定带负电荷B[带电体具有吸引轻小物体的性质,不能认为只有异种电荷间才存在吸引力,所以A可以不带电,也可以带正电,接触后,A可能带负电,也可能带正电.] 10.(8分)两个带电小球相互接触后分开,然后又靠近,这时两小球() A.一定互相吸引B.一定互相排斥C.一定无互相作用D.可能相互排斥,也可能无相互作用D[若两球带同种电荷,相互接触后再分开,一定相互排斥.若两球带异种电荷,相互接触后,可能不带电荷无相互作用,也可能带上同种电荷相互排斥,所以选项D正确.]11.(8分)(多选)如图所示,将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒,移近或接触两个不带电的导体球,开始时两导体球互相接触且对地绝缘,下列说法正确的是()A.毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒上的正电荷转移到毛皮B.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,移走橡胶棒,两球都不再带电C.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,分开两球再移开橡胶棒,甲球带正电,乙球带负电D.橡胶棒与甲球接触一下移开,再分开两球,甲球带负电,乙球带正电BC[橡胶棒与毛皮摩擦时,是毛皮上的电子转移到橡胶棒,而使橡胶棒带负电,A错误;橡胶棒靠近甲球时,发生感应起电,甲球带正电,乙球带负电,移走棒后,两球上的电荷中和,都不带电,若先移开两球再移走棒,两球上的电荷不能中和,甲、乙两球仍带电,故B 、C 正确;橡胶棒与甲球接触,是接触起电,两球都带上负电荷,分开两球,仍都带负电,D 错误.]12.(8分)目前普遍认为,质子(电荷量为e )和中子(电荷量为零)都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电荷量为2e 3,d 夸克带电荷量为-e 3,e 为基元电荷.下列论断可能正确的是( )A .质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B .质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C .质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D .质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成B [根据电荷守恒定律可得e =2·23e +⎝ ⎛⎭⎪⎫-e 3,0=23e +2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-e 3,则质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,故B 选项正确.]13.(8分)半径相同的两个金属小球A 、B 带有相等的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开.(1)若A 、B 两球带有同种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为________.(2)若A 、B 两球带有异种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为_________.[解析] 设A 、B 原先所带电荷量均为q ,带同种电荷时,不带电小球先接触A 后,电荷量平分,原不带电小球带电荷量为q 2,A 带电荷量为q 2,原不带电小球再与B 接触,总电荷量平分,q 2+q 2=34q ,原不带电小球与B 均带电荷量为34q ,所以电荷量之比为q 2∶34q =2∶3.带异种电荷时,A 带电荷量为q 2,B 带电荷量为q -q 22=q 4,即原不带电小球与B 带异种电荷,先中和后再平分,所以电荷量之比为2∶1.[答案] (1)2∶3 (2)2∶114.(12分)三个导体,其中一个带正电,两个不带电.思考下列问题:(1)能不能使后两者都带上正电荷?(2)能不能使后两者都带上负电荷?(3)能不能使后两者分别带上等量的异种电荷?[解析] (1)用接触带电的方式.(2)让不带电的两导体互相接触,将带电导体接近它们,使它们分别感应出正、负电荷;然后将带正、负电荷的导体分离,用手接触带正电荷的导体,将正电荷导走;最后让不带电的导体与带负电的导体接触,使两者都带上负电荷.(3)让不带电的两导体互相接触,将带正电导体移近它们,然后把它们分开,移走带正电导体.[答案] 见解析。
2018_2019学年高中物理全一册课时分层作业(打包15套)教科版选修1_1
1 电流的磁场课时分层作业(四)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)下列说法中错误的是( )A.磁场是一种看不见、摸不着的物质B.磁极间的相互作用是通过磁场进行的C.磁铁吸引铁钉、铁屑的作用是通过磁场进行的D.磁场只存在于磁铁内部D[磁场是磁体周围存在的一种物质.磁极间相互作用就是通过磁场进行的,A、B、C 均正确,磁场在磁铁内外部都存在,D错误.故选D.]2.(6分)关于磁感线,下列说法正确的是( )A.磁感线是磁场中实际存在的线B.条形磁铁的磁感线仅存在于磁铁外部C.地磁场磁感线外部是从地理北极到地理南极D.磁感线上某点的切线方向就是该处小磁针静止时N极的指向D[磁感线是为了形象的描述磁场引入的假想的曲线,不是实际存在的,在磁体外部磁感线从N到S,在磁体内部从S到N,形成闭合曲线,A、B错误;因为地磁南极在地理北极附近,所以地磁场磁感线外部是从地理南极到地理北极,C错误;磁感线上某点的切线方向就是该处小磁针静止时N极的指向,D正确.]3.(6分)(多选)关于磁场,下列说法正确的是( )【导学号:37032033】A.磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用B.磁场看不见、摸不着,实际不存在,而是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D.磁场的存在与否取决于人的思想,想其有则有,想其无则无AC[由磁场的定义和磁体或电流周围存在一种特殊物质,可以对其中的磁体和电流有力的作用,这种特殊物质为磁场,故选项A、C正确.]4.(6分)下列关于地磁场的描述中不正确的是( )A.指南针总是指向南北,是因为受到地磁场的作用B.观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合C.赤道上空的磁感线由北指南D.地球南、北极相当于地磁场的北极和南极C[指南针总是指向南北,是因为受到了地磁场的作用,地球本身就是一个大磁体,故A正确.地磁两极与地理两极并不完全重合,有一个夹角,这个夹角叫磁偏角,故B正确.由地磁场是从地理的南极指向北极,因此赤道上空的磁感线由南向北,故C不正确.地磁场的北极在地球南极附近,地磁场的南极在地球的北极附近,故D正确.本题选择不正确的,故选C.]5.(6分)在导线周围放置些小磁针,关于奥斯特的发现,下列说法错误的是( ) A.当导线中有电流并与小磁针平行放置时,小磁针的方向会发生偏转B.当导线中电流方向发生改变时,小磁针的指向也会发生改变C.小磁针方向发生改变说明电流能够产生磁场,使人们认识到电和磁之间存在着联系D.小磁针方向发生偏转是因为地球对小磁针的磁力在改变D[奥斯特实验的结果是,当导线中有电流并与小磁针平行放置时,小磁针的方向会发生偏转,并不是因为地球对小磁针的磁力在改变,A、B、C正确,D错误.] 6.(6分)磁感线分布如图2110,下列说法正确的是( )图2110A.A处磁场最强B.B处磁场最强C.C处无磁场D.以上说法都不对A[磁感线密处磁场强,无磁感线处同样存在磁场.]7.(6分)(多选)如图2111所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图,下列说法正确的是( )图2111A.(a)图中a端是磁铁的S极,b端是磁铁的N极B.(a)图中a端是磁铁的N极,b端是磁铁的S极C.(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图,c端是N极,d端是S极D.(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图,c端是S极,d端是N极AD[题图(a)是条形磁铁外部磁感线分布示意图,外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来,进入磁铁的S极,故A正确,B错误.题图(b)是两异名磁极间的磁感线分布示意图,磁感线仍然是从N极出来,进入磁铁的S极,故C错误,D正确.]8.(6分)在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便且效果明显,通电直导线应( )【导学号:37032034】A.平行于东西方向,位于小磁针上方B.平行于南北方向,位于小磁针上方C.平行于东南方向,位于小磁针下方D.平行于西南方向,位于小磁针下方B[当导线不通电时,在地磁场的作用下,小磁针S极指南,N极指北位于南北方向,若导线的磁场仍使小磁针南北偏转,将无法观察明显的现象,所以为使实验方便效果明显,导线应平行于南北方向位于小磁针上方,这样当导线中通电时,小磁针能向东西偏转,实验效果比较明显,故B正确,ACD错误.][能力提升练](25分钟48分)9.(6分)通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针,磁针指向如图2112所示,则( )图2112A.螺线管的P端为N极,a接电源的正极B.螺线管的P端为N极,a接电源的负极C.螺线管的P端为S极,a接电源的正极D.螺线管的P端为S极,a接电源的负极B[由小磁针静止时N极指向可判定螺线管内部磁场方向由Q指向P,由安培定则可判定P端为N极,电流由b流入螺线管,即b接电源正极,a接负极,故B项正确.] 10.(6分)磁铁的磁性变弱,需要充磁.充磁的方式有两种,如图2113(甲)是将条形磁铁穿在通电螺线管中,(乙)图是将条形磁铁夹在电磁铁之间,a、b和c、d接直流电源.下列接线正确的是( )图2113A.a接电源正极,b接电源负极,c接电源正极,d接电源负极B.a接电源正极,b接电源负极,c接电源负极,d接电源正极C.a接电源负极,b接电源正极,c接电源正极,d接电源负极D.a接电源负极,b接电源正极,c接电源负极,d接电源正极B[充磁时应该使螺线管产生的磁场与磁铁的磁场方向一致,注意通电螺线管内部和外部磁感线的方向特点,根据安培定则可以判断a、d接电源正极,b、c接电源负极,所以B 正确.]11. (6分)(多选)一束带电粒子在水平方向沿虚线飞过磁针正上方,并与磁针方向平行,能使磁针S极转向读者,那么这束带电粒子可能是( )【导学号:37032035】图2114A.向右飞的正粒子B.向左飞的负粒子C.向右飞的负粒子D.向左飞的正粒子AB[带电粒子在水平方向沿虚线方向飞过小磁针的正上方,并与磁针方向平行,S极转向读者,则可知电流在小磁针所在处产生的磁场是垂直纸面向里的,依据安培定则可判断,电流方向水平向右.因此,如果这束带电粒子是正粒子,则向右飞行;如果是负粒子则向左飞行.所以AB正确.]12. (6分)如图2115所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当亥姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时,则( )图2115A.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A[由安培定则可知,螺线管内部的磁感线向里,小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向.]13.(6分)(多选)以下情况中能比较正确地反映奥斯特实验结果的是( )A.电流由南向北时,其下方的小磁针N极偏向东边B.电流由东向西时,其下方的小磁针N极偏向南边C.电流由南向北时,其下方的小磁针N极偏向西边D.电流由东向西时,其下方的小磁针N极偏向北边BC[电流沿南北方向时,其下方小磁针才沿东西方向,没有电流或电流由西向东时其下方小磁针都沿南北方向,电流由东向西时,由安培定则可判断其下方向的小磁针N极偏向南方.故B、C正确.]14.(6分)如图2116所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )图2116A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右C[沿OO′方向看,金属环顺时针转动,因带负电,负电荷顺时针转动,等效电流的方向为逆时针,由安培定则知过圆心的磁感线从O′指向O,所以小磁针最后N极沿轴线向左,选项C正确.]15.(6分)若地磁场是由地球表面带电产生的,则地球表面带电情况为( )A.正电B.负电C.南半球为正电,北半球为负电D.无法确定B[假定地磁场是由环形电流形成的,由于地磁场的N极在地理南极附近,则由安培定则可知,环形电流的方向为由东向西.但由于地球的自转方向为自西向东,所以要想形成由东向西的环形电流,则地球表面必须带负电.]16. (6分)(多选)如图2117所示是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云,在放电的过程中,两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A、B的带电情况说法中,正确的是( )【导学号:37032036】图2117A.带同种电荷B.带异种电荷C.B带正电D.A带正电BD[云层间的闪电必须发生在异种电荷之间,且放电过程中在放电通道上形成等效电流.由于闪电必须发生在异种电荷之间,故选项A错误,选项B正确.由题意知,放电过程相当于有电流从小磁针的下方通过,由小磁针N极转向纸里可知,小磁针所在处的磁场方向指向纸里,由于该位置在等效电流上方,故由安培定则可知电流方向由A→B,则A带正电,B带负电,即选项D正确.因此四种说法中正确的是选项B、D.]2 磁场对通电导线的作用力课时分层作业(五)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)关于磁感应强度,下列说法正确的是( )A.一小段通电导线放在磁感应强度B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零B.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零C.放置在磁场中1 m长的通电导线,通过1 A的电流,受到的磁场力为1 N,则该处的磁感应强度就是1 TD.磁场中某处的磁感应强度B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同A[根据F=BIL,当B为零时F一定为零,所以A正确,通电导线与磁场平行时,即使磁感应强度不为零,磁场力仍为零,所以B错误,C选项缺少导线与磁场垂直这一前提条件,所以C错误,B与F方向一定垂直,所以D错误.]2.(6分)下列通电导线放在如图所示的磁场中,所受安培力的方向垂直于纸面向里的是( )B[根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向下,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指垂直于纸面指向外,故安培力方向垂直纸面向外,故A错误;根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向上,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指垂直于纸面指向里,故安培力方向垂直纸面向里,故B 正确;根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向里,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指平行于纸面垂直电流指向下,故安培力方向垂直电流向下,故C 错误;根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向外,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指垂直于电流指向上,故安培力方向垂直电流指向上,故D 错误.]3.(6分)关于磁能量,下列说法中正确的是( )A .磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量B .磁通量越大,磁感应强度越大C .通过某一面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零D .磁通量就是磁感应强度C [磁通量不仅有大小,而且有方向,但磁通量是标量;故A 错误;磁通量Φ=BS 所以磁通量的大小有两个因素决定,磁通量越大,磁感应强度不一定越大,故B 错误;磁通量Φ=BS ,通过某一面的磁通量为零,可能是磁场与面平行,所以该处磁感应强度不一定为零,故C 正确;磁通量Φ=BS ,磁通量不是磁感应强度,故D 错误;综上所述本题答案是C.]4.(6分)在匀强磁场内放一面积为S 的正方形线框,当线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框所围面积的磁通置为Φ,则磁感应强度为( )【导学号:37032041】A .ΦSB .ΦS C.S Φ D .0B [当线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框所围面积的磁通量为Φ,则磁感应强度为:B =ΦS,故B 正确,A 、C 、D 错误.] 5.(6分)下列说法中正确的是( )A .沿着磁感线的方向磁感应强度一定减小B .若电流元在某处不受安培力作用,则该处的磁感应强度一定为零C .知道电流的方向,同时知道该电流在磁场中某点所受到的安培力的方向,就能确定该点的磁场方向D .电流所受到的安培力的方向一定与电流的方向垂直,也与电流所在处的磁场方向垂直D [磁感应强度大小与磁感线疏密有关,A 错误.电流元不受安培力可能是B 为0,也可能是B 与I 平行,所以B 错误.已知I 、F 的方向不能确定B 的方向,C 错误.F 垂直于B 、I 形成的平面,则D 正确.]6.(6分)如图227所示,导线框中电流为I ,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B ,AB 与CD 相距为d ,则导体棒MN 所受安培力大小( )图227A .F =BIdB .F =BId sin θC .F =BId cos θD .F =BIdsin θ D [电流的方向与磁场方向垂直,则F =BIL =BIdsin θ,L 为MN 在导体框间的长度.故D 正确,ABC 错误.]7.(6分)地球本身是一个大磁体,在赤道上空东西方向放置一通电直导线,若通电电流足够大时,直导线可以静置于空中,则电流的流向是( )A .由东向西B .由西向东C .以上都可以D .以上都不可能 B [先确定赤道上空地磁场的方向是由南指向北,然后根据直导静置于空中,受力平衡,确定出安培力的方向向上,再根据左手定则,电流方向应该是由西向东.]8. (6分)如图228所示,矩形线框abcd 放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sin α=45,回路面积为S ,磁感应强度为B ,则通过线框的磁通量为( )图228A.BSB.45BSC.35BS D.34BS B [Φ=BS sin α=45BS ,选B.] [能力提升练](25分钟 50分)9.(8分)(多选)一根长为0.2 m 、电流为2 A 的通电导线,放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是( )【导学号:37032042】A.0.4 N B.0.2 NC.0.1 N D.0BCD[当导线与磁场垂直放置时安培力最大,F=BIL=0.2 N.但本题中导线如何放置不明确,所以F≤0.2 N都有可能.]10.(8分)(多选)如图229所示,一根通有电流I的直铜棒MN,用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,此时两根悬线处于张紧状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )图229A.适当增大电流B.使电流反向并适当减小C.保持电流I不变,适当增大BD.使电流I反向,适当减小AC[由图可知,棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有方向从M流向N的电流,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,必须增加安培力,根据安培力公式:F=BIL可知,适当增加电流强度,或增大磁场,故AC正确,BD错误.]11.(8分)如图2210所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度B,用下述哪个方法可使线圈的磁通量增加一倍( )图2210A.把线圈匝数增加一倍B.把线圈面积增加一倍C.把线圈的半径增加一倍D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行B[把线圈的匝数增加一倍,穿过线圈的磁感线的条数不变,磁通量不变,故A错误;根据Φ=BS sin θ,把线圈面积增加一倍,线圈的磁通量增加一倍,故B正确;线圈的半径增加一倍,线圈的面积S=πR2变为原来的4倍,磁通量为原来的4倍,故C错误;线圈的轴线与磁场方向成30°角时,磁通量为:Φ1=BS sin 60°=32BS,当轴线与磁场方向平行时,磁通量为Φ2=BS,即Φ1Φ2=32,故选项D错误.]12.(8分)如图2211所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其中正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通一垂直纸面向外的电流,则( )【导学号:37032043】图2211A.磁铁对桌面的压力减小,不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用A[如图所示,画出一条通过电流I处的磁感线,电流I处的磁场方向水平向左.由左手定则知电流I受安培力方向竖直向下,根据牛顿第三定律知,电流对磁铁的作用力方向竖直向上,所以磁铁对桌面压力减小.由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势,故桌面对磁铁无摩擦力作用.]13.(8分)把一根长为L=10 cm的直导线垂直磁感线方向放入如图2212的匀强磁场中.图2212(1)当导线中通以I1=2 A的电流时,导线受到的安培力F1大小为1.0×10-7N,试求该磁场的磁感应强度的大小B;(2)若该导线中通以I2=3 A的电流,试求此时导线所受安培力大小F2.【解析】(1)由B=F1/I1L代入数据得:B=5×10-7T 故磁场的磁感应强度为5×10-7T.(2)由F=BIL代入数据得:F2=BI2L=1.5×10-7N【答案】(1)5×10-7T (2)1.5×10-7N14.(10分)如图2213所示,在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源,在相距1 m 的平行导轨上放一质量为m =0.3 kg 的金属棒ab ,通以从b →a ,I =3 A 的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止.求:(1)匀强磁场磁感应强度的大小;(2)ab 棒对导轨的压力.(g 取10 m/s 2)【导学号:37032044】图2213【解析】 金属棒ab 中电流方向由b →a ,它所受安培力方向水平向右,它还受竖直向下的重力,垂直斜面向上的支持力,三力合力为零,由此可以求出安培力,从而求出磁感应强度B ,再求出ab 对导轨的压力.(1)ab 棒静止,受力情况如图所示,沿斜面方向受力平衡,则:mg sin θ=BIL cos θ.B =mg tan 60°IL =0.3×10×33×1T =1.73 T. (2)对导轨的压力为:N ′=mg cos 60°=0.3×1012N =6 N. 【答案】 (1)1.73 T (2)6 N3 磁场对运动电荷的作用力课时分层作业(六)[基础达标练](15分钟 48分)1.(6分)来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将( )A .竖直向下沿直线射向地面B .相对于预定地点,稍向东偏转C .相对于预定地点,稍向西偏转D .相对于预定地点,稍向北偏转B [地球表面地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电.根据左手定则可判定,质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东.]2.(6分)(多选)如图所示为带电粒子在磁场中的运动情况,其中B、v分别为磁感应强度方向和粒子运动的速度方向,f洛为晓宇同学用左手定则判断粒子所受的洛伦兹力方向,则晓宇同学判断正确的是( )BD[洛伦兹力的方向应垂直于带电粒子的速度方向与磁场方向所在的平面,所以A错误.由左手定则判断B正确.带电粒子速度方向和磁感应强度方向平行,不受洛伦兹力,所以C错误.由左手定则判断,其中负电荷运动方向与电流方向相反,所以D正确.] 3.(6分)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一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B[当通电直导线放置的方向与匀强磁场的方向平行时,通电直导线不受安培力的作用,则A错误;安培力是大量运动电荷所受的洛伦兹力的宏观表现,B正确;带电粒子所受的洛伦兹力的方向与粒子的速度方向始终是垂直的关系,因此洛伦兹力不做功,C错误;由左手定则可知,磁场的方向与安培力的方向垂直,D错误.]4.(6分)一个长螺线管中通有交变电流,把一个带电粒子沿管轴线射入管中,不计重力,粒子将在管中( )【导学号:37032048】A.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动D[螺线管内部的磁场方向始终与轴线平行,带电粒子沿着磁感线运动时,不受洛伦兹力作用,所以粒子将在管中做匀速直线运动.故D对.]5.(6分)关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是( )A.F、B、v三者必定均保持垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于BB[根据左手定则,F一定垂直于B、v;但B与v不一定垂直.]6.(6分)如图236为阴极射线管的结构示意图,阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动,如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则电子束的偏转方向为( )图236A.向上偏转B.向下偏转C.向纸内偏转D.向纸外偏转B[带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力方向时,四指应指向电子运动的反方向,磁场垂直穿过手心,则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.]7.(6分)竖直放置的螺线管通有如图237所示的电流,一质子从螺线管的正上方以水平向右的速度进入该螺线管产生的磁场中,此后质子将( )图237A.向上偏转B.向下偏转C.向纸外偏转D.向纸内偏转D[首先根据安培定则判断通电螺线管上边的磁场的方向向下.正电荷向右运动,根据左手定则判断可知:粒子受到通电螺线管磁场的作用力的方向垂直于纸面向里,所以粒子将向纸内偏转.故ABC错误,D正确.]8.(6分)一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛伦兹力F的方向如图238所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是( )图238A.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A[若粒子带负电,由左手定则可判断粒子运动的方向向下;若粒子带正电,由左手定则可判定粒子运动方向向上.][能力提升练](25分钟50分)9.(6分)宇宙射线中存在高能带电粒子,假如大气层被破坏,这些粒子就会到达地球,从而给地球上的生命带来危害,根据地磁场的分布特点,判断下列说法中正确的是( )【导学号:37032049】A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极最弱C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用B[当带电粒子的运动方向与磁感线的方向在一条直线上时,磁场对它没有作用力,当带电粒子的运动方向与磁感线的方向垂直时,磁场对它的作用力最大,根据地磁场的方向和宇宙射线的入射方向可以判定,选项B正确.]10.(6分)(多选)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中,下面利用了此物理原理的装置有( )AB[磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力向A、B两极偏转,从而保证A、B两极间有足够的正负电荷形成电源两极;电子显像管是利用磁场中电子受洛伦兹力偏转打到荧光屏上显像;电熨斗是利用了电流的热效应;洗衣机是磁场对电流产生安培力,从而使洗衣机转动,则选项AB正确,CD错误;故选AB.]11.(6分)(多选)如图239所示,匀强磁场沿水平方向垂直纸面向里,正、负粒子以相同的速度沿水平方向垂直射入匀强磁场时,不计粒子间相互作用力,下列说法正确的是( )图239A.正粒子所受洛伦兹力方向向上B.正粒子所受洛伦兹力方向向下C.负粒子所受洛伦兹力方向向上D.负粒子所受洛伦兹力方向向下AD[磁场的方向向里,正电荷运动的方向与电流的方向是相同的,方向向右,由左手定则可知,正电荷受到的洛伦兹力的方向平行于纸面向上.故A正确,B错误.磁场的方向向里,负电荷运动的方向与电流的方向是相反的,所以负电荷的等效电流方向向左,由左手定则可知,负电荷受到的洛伦兹力的方向平行于纸面向下.故C错误,D正确.]12. (6分)如图2310所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电子流方向向上,由于磁场作用,则( )图2310A.板左侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势B.板左侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势C.板右侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势D.板右侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势D[由左手定则判断,电子向右侧偏转.]13.(6分)(多选)在真空环境中,原来做匀速直线运动的电子进入到与它运动方向垂直的匀强磁场中,在洛伦兹力的作用下,形成圆弧运动轨迹,下面的说法中正确的是 ( ) A.电子所受的洛伦兹力是恒力B.进入磁场后电子动能不变C.进入磁场后电子的速度不变D.电子所受洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直BD[电子所受的洛伦兹力方向总与速度方向垂直,洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,对电子总不做功,故B、D正确,A、C错误.]。
2019-2020年教科版物理选修1-1课时分层作业13+传感器及其应用+Word版含解析
课时分层作业(十三)传感器及其应用[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)下列物理量中是电学量的是()A.压力B.声音C.温度D.电流强度D[压力、声音、温度等都是非电学量,而电流强度是电学量.故选D.] 2.(6分)空调实际利用了下面哪种传感器()A.压力传感器B.温度传感器C.光传感器D.磁传感器B[空调器中利用温度和湿度传感器分别“感觉”室内的温度和湿度的变化,故选B.]3.(6分)火灾报警器使用的是()A.光传感器B.温度传感器C.红外线传感器D.超声波传感器A[火灾时烟雾会使光线发生变化,引起传感器报警.]4.(6分)交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是() A.温度传感器B.压力传感器C.湿度传感器D.气体传感器D[交通警察用检酒器检测驾驶员呼气中酒精含量,使用了气体传感器.] 5.(6分)传感器担负着信息采集的任务,通常是把被测的非电信息,按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置.下列不属于传感器任务的是() A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量D[传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,故选D.]6.(6分)传感器可作为人类感官的补充,随着家电的普及,传感器开始进入千家万户.电冰箱中用于控制温度的是()A.压力传感器B.红外线传感器C.光传感器D.温度传感器D[温度传感器是通过温度的变化转变成电学量,电冰箱的温度控制是使用温度感器,故A、B、C错误,D正确.]7.(6分)很多汽车的车窗有防夹手功能.车窗在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开,实现该功能可能使用的传感器是()A.生物传感器B.气体传感器C.温度传感器D.压力传感器D[汽车的车窗有防夹手功能,在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开,这是因为使用压力传感器.故D正确,A、B、C错误;故选D.]8.(6分)电子秤使用的是()A.超声波传感器B.温度传感器C.压力传感器D.红外线传感器C[电子秤的使用压力传感器将被称物体对受压面的压力信息转换成电信号进行处理,故C项正确.][能力提升练](25分钟48分)9.(6分)唱卡拉OK用的话筒内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号,下列说法正确的是() A.该传感器是根据电流的磁效应进行工作的B.该传感器是根据电磁感应的原理进行工作的C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电流B[当声波使膜片前后振动时,膜片后的线圈就跟着振动,从而使处于永磁体磁场的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流.从而将声音信号转化为电信号.可见这是利用了电磁感应原理,故只有B正确.] 10.(6分)(多选)下列说法正确的是()A.热敏电阻和热电阻都是温度敏感元件,二者具有相同的电阻—温度特性B.传感器是由敏感元件、处理电路及辅助电源组成的装置C.温度传感器是一种将外部温度信号转换为电信号的电子装置D.向空调传递室内温度信息的设备是一种湿度传感器BC[热敏电阻和热电阻具有不同的电阻—温度特性.热敏电阻的特性是电阻值随温度升高而减小,而热电阻的特性是电阻值随温度升高而增大,故A错误,向空调传递室内温度信息的是一种温度传感器,故D错,B、C选项正确.] 11.(6分)用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程.下列属于这类传感器的是()A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器A[红外线报警器是当有人或物通过时,将红外线遮住,从而使得光信号被遮住,光信号无法转换为电信号,红外线报警器则通过另外的装置联系采取一定的动作进行报警.]12.(6分)(多选)如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是()A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次AC[R1为光敏电阻,当有光照射时,R1的阻值变小,R2上的电压变大,信号处理系统获得高电压.由题意知,当传送带上的物体挡住光时,信号处理系统获得低电压,这种电压高低交替变化的信号转化为相应的电信号,再经过信号处理系统转变为相应的数字,实现自动计数的功能,达到自动计数的目的.] 13.(6分)演示位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P,通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x,假设电压表是理想的,则下列说法正确的是()A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数B[电阻完全接入电路,所以电流不受M位移的影响,而电压表与一部分电阻并联,当M向右运动时,电表示数增大;当M向左运动时,电表示数减小,当M不动时,在电阻中间位置仍会有电压值.]14.(6分)如图所示,R1是一个金属电阻,下列说法正确的是()A.当R1处温度升高时,电压表电压升高B.当R1处温度升高时,电压表电压降低C.当R1处温度降低时,电压表电压没有明显变化D.当R1处温度降低时,电压表电压降低B[金属电阻的阻值随温度升高而增大,所以R1处温度升高时总电流减小,R2两端的电压降低,电压表电压降低,反之电压表电压升高,故B正确.] 15.(8分)如图所示是一火灾报警器的部分电路示意图,其中R2为用负温度系数热敏电阻做成的传感器,电表为值班室的显示器,a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()A.I变大,U变大B.I变大,U变小C.I变小,U变大D.I变小,U变小D[敏感元件是半导体负温度系数热敏电阻,当该电阻所在处出现火警时,温度急剧升高,电阻R2变小,使得电路总电阻减小,干路总电流增大,路端电压减小,即U变小,因干路电流的增大而带来R1上的电压增大,所以并联部分的两端电压是减小的,使得电流表的示数减小.选项D正确.]16.(8分)(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有()A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的用电器增多时,L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起ABD[由于零线、火线中电流方向相反,产生磁场方向相反,所以家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零,选项A正确;家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化,选项B正确,C错误;地面上的人接触火线发生触电时,线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化,产生感应电流,吸起K,切断家庭电路,选项D正确.]。
教科版高中物理选修1-1全一册课时分层作业
1 静电现象及其应用课时分层作业(一)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍BD[元电荷是最小的电荷量,等于一个电子或一个质子所带的电荷量,但不是电子,故A、C错误,B正确;任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,故D正确.]2.(6分)属于静电利用现象的是( )A.油罐车上连接地线B.屋顶安装避雷针C.复印机复印文件资料D.印染厂车间保持湿度C[油罐车上连接地线,可以把运输过程中由于摩擦产生静电荷导走,防止静电产生火灾,故A错误.屋顶安装避雷针是将空中静电导入大地,以避免产生雷击,属于静电的防止,故B错误;复印机复印文件资料属于静电的利用,故C正确;保持印染厂车间里的空气湿度,使将产生的静电导入大地,属于静电的防止,故D错误.本题选择静电利用现象,故选C.] 3.(6分)关于静电,以下说法中不正确的是( )【导学号:37032004】A.干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花,听到噼啪声,这是火花放电现象B.室内栽花种草可有效防止静电C.高压输电导线表面要很光滑,主要是为了美观D.油罐车尾装一条拖地铁链,有利于消除静电C[干燥天气里化纤的衣服摩擦后带异种电荷而出现放电现象,从而会看到火花,听到劈啪声,故A正确;B.室内栽花种草可增加空气的湿度,有效防止静电,故B正确;C.表面光滑可以减小导线上的尖端凸起,这样可以大大减少尖端放电,故C错误;D.油罐车在运动的过程中,由于里面的油在晃动,也会摩擦产生静电,后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走,有利于消除静电,故D正确.本题选不正确的故选C.]4.(6分)下列现象中不属于摩擦起电的是( )A.将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,纸屑被吸起B.在干燥的冬季脱毛绒衣时,会听到轻微的噼啪声C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬,四处飘落D.穿着化纤类织物的裤子走路时,裤腿上常容易吸附灰尘C[摩擦起电后物体带静电,能吸引轻小物体,也能产生火花放电,故选项C正确.] 5.(6分)人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘,其原因是( )A.人造纤维的导电性好,容易吸引灰尘B.人造纤维的导电性好,容易导走静电,留下灰尘C.人造纤维的绝缘性好,不易除掉灰尘D.人造纤维的绝缘性好,容易积累静电,吸引灰尘D[人在工作和生活中,由于衣服的摩擦等原因要产生静电,带电物体能够吸引轻小物体,灰尘容易吸附到衣物上.人造纤维比棉纤维的绝缘性能强,更容易积累静电荷,因此更容易吸引灰尘.]6.(6分)把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这是因为( )A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上B[A、B两球相碰时,B球上的电子(负电荷)在A球上电荷的吸引力作用下,移到A 球上,B球失去电子带正电,A球得到电子,中和部分电荷后,仍带正电.] 7.(6分)如图112所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b 时,金属球b也带上负电,则( )图112A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→aB.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→bC.b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b→aD.a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a→bA[金属导体中能够自由移动的是电子,正电荷不移动,电流方向指正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向,故A正确.]8.(6分)绝缘细线的上端固定,下端悬挂一只轻质小球a,a表面镀有铝膜,在a的近端有一绝缘金属球b,开始时,a、b均不带电,如图113所示.现使b球带电,则( )【导学号:37032005】图113A.a,b之间不发生静电相互作用B.b立即把a排斥开C.b将吸引a,吸住后不放开D.b将吸引a,接触后又把a排斥开D[带电物体能够吸引轻小物体,故b会将a球吸引过来,a与b接触后,带同种电荷而分开;故A、B、C错误,D正确;故选D.][能力提升练](25分钟50分)9.(8分)有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B 靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是( )【导学号:37032006】A.接触前,A、B一定带异种电荷B.接触前,A、B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何净电荷D.接触后,A球一定带负电荷B[带电体具有吸引轻小物体的性质,不能认为只有异种电荷间才存在吸引力,所以A 可以不带电,也可以带正电,接触后,A可能带负电,也可能带正电.]10.(8分)两个带电小球相互接触后分开,然后又靠近,这时两小球( )A.一定互相吸引B.一定互相排斥C.一定无互相作用D.可能相互排斥,也可能无相互作用D[若两球带同种电荷,相互接触后再分开,一定相互排斥.若两球带异种电荷,相互接触后,可能不带电荷无相互作用,也可能带上同种电荷相互排斥,所以选项D正确.] 11.(8分)(多选)如图114所示,将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒,移近或接触两个不带电的导体球,开始时两导体球互相接触且对地绝缘,下列说法正确的是( )图114A .毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒上的正电荷转移到毛皮B .橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,移走橡胶棒,两球都不再带电C .橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,分开两球再移开橡胶棒,甲球带正电,乙球带负电D .橡胶棒与甲球接触一下移开,再分开两球,甲球带负电,乙球带正电BC [橡胶棒与毛皮摩擦时,是毛皮上的电子转移到橡胶棒,而使橡胶棒带负电,A 错误;橡胶棒靠近甲球时,发生感应起电,甲球带正电,乙球带负电,移走棒后,两球上的电荷中和,都不带电,若先移开两球再移走棒,两球上的电荷不能中和,甲、乙两球仍带电,故B 、C 正确;橡胶棒与甲球接触,是接触起电,两球都带上负电荷,分开两球,仍都带负电,D 错误.]12.(8分)(多选)下列说法中正确的是( )A .静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分B .不带电物体摩擦起电时,一个物体失去一些电子带正电,另一个物体得到这些电子带负电C .两个带电体接触一定等分电荷量D .一个带电体接触另一个不带电体,两个物体可能带上异种电荷AB [静电感应使物体带电,不是创造了电荷,而是物体内电荷的转移,A 正确;不带电的两物体相互摩擦可使两者分别带上等量异种电荷,B 正确;两个带电体接触后电荷量均分是有条件的,要求两带电体完全相同,C 错误;两物体接触后可能带同种电荷,也可能不带电,不可能带异种电荷,当一个带电体接触另一个不带电体时,两者一定带同种电荷,D 错误.]13.(8分)半径相同的两个金属小球A 、B 带有相等的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 两球接触后移开.(1)若A 、B 两球带有同种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为________.(2)若A 、B 两球带有异种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为_________.【解析】 设A 、B 原先所带电荷量均为q ,带同种电荷时,不带电小球先接触A 后,电荷量平分,原不带电小球带电荷量为q 2,A 带电荷量为q 2,原不带电小球再与B 接触,总电荷量平分,q 2+q 2=34q ,原不带电小球与B 均带电荷量为34q ,所以电荷量之比为q 2∶34q =2∶3.带异种电荷时,A 带电荷量为q 2,B 带电荷量为q -q 22=q 4,即原不带电小球与B 带异种电荷,先中和后再平分,所以电荷量之比为2∶1.【答案】 (1)2∶3 (2)2∶114.(10分)三个导体,其中一个带正电,两个不带电.思考下列问题:【导学号:37032007】(1)能不能使后两者都带上正电荷?(2)能不能使后两者都带上负电荷?(3)能不能使后两者分别带上等量的异种电荷?【解析】 (1)用接触带电的方式.(2)让不带电的两导体互相接触,将带电导体接近它们,使它们分别感应出正、负电荷;然后将带正、负电荷的导体分离,用手接触带正电荷的导体,将正电荷导走;最后让不带电的导体与带负电的导体接触,使两者都带上负电荷.(3)让不带电的两导体互相接触,将带正电导体移近它们,然后把它们分开,移走带正电导体.【答案】 见解析2 点电荷之间的相互作用课时分层作业(二)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)下列关于点电荷的说法,正确的是( )A.点电荷是客观存在的带有电荷的几何点B.带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,那么,该带电体可视为点电荷C.真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们之间的距离成反比D.真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带的电荷量的乘积成反比B[点电荷是理想化的物理模型,客观不存在,故A错误;由库仑定律可知,真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们之间的距离的平方成反比,跟它们所带的电荷量的乘积成正比,故C、D错误.]2.(6分)关于点电荷的下列说法中正确的是( )【导学号:37032012】A.体积较大的带电体在任何条件下都不可看成点电荷B.足够小(例如体积小于1 mm3)的电荷,一定可以看作点电荷C.由库仑定律可知,两个电荷间的距离趋于无穷小时,库仑力趋于无限大D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的大小,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计D[一个带电体能否看成点电荷,并不只是看它本身尺寸的大小,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响能否忽略不计,D正确.当研究两个距离很远的带电星球间的库仑力时,两星球也可视为点电荷,A错误.两个很小的带电体距离很小时也不可看作点电荷,B 错误.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,当两电荷间的距离趋于无穷小时,电荷不能视为点电荷,库仑定律不再适用了,它们间的库仑力并非无穷大,C错误.] 3.(6分)A、B两个点电荷之间的距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B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C[根据库仑定律,两个点电荷间的库仑力只由两个电荷的电量和它们间的距离来确定,因此它们间的库仑力不会受到外界的影响.选项C正确.]4.(6分)真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为F.如果保持这两个点电荷之间的距离不变,而将它们的电荷量都变为原来的2倍,那么它们之间静电力的大小变为( )【导学号:37032013】A .F 16B .F 4C .16FD .4F D [由库仑定律可得原来它们之间的库仑力为:F =kq 1q 2r 2;变化之后它们之间的库仑力为:F ′=k 2q 1×2q 2r 2=4×kq 1q 2r 2=4F ,故A 、B 、C 错误,D 正确.故选D] 5.(6分)两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电荷量之比为1∶5(异种电荷),在真空中相距为r ,把它们接触后再放回原处,则它们间的静电力可能为原来的( )A .45B .35C .516D .14A [设两个小球的电荷量分别为q 、-5q ,由库仑定律知库仑力F 电=kq ·5q r 2=5kq 2r 2. 两球接触后,电荷量先中和再平分,电荷量变为q ′=q +-5q 2=-2q , 此时库仑力F 电′=k 2q ·2q r 2=4kq 2r 2=45F 电.] 6.(6分)设某星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方,若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km 的地方,相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘( )A .向星球下落B .仍在新位置保持悬浮C .被推向太空D .无法判断B [星球球心到粉尘的距离为r ,粉尘质量为m ,星球质量为M ,粉尘电荷量为q ,星球电荷量为Q .粉尘原来能悬浮,说明它所受库仑力与万有引力保持平衡,则有kQq r 2=GMm r 2,由等式可看出r 增大时库仑力变化,同样万有引力也变化,等式仍成立,故选B.]7.(6分)如图122所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为L ,为球壳外半径r 的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其所带电荷量的绝对值均为Q ,那么a 、b 两球之间的万有引力F 1与库仑力F 2为( )图122A .F 1=G m 2L 2,F 2=k Q 2L 2 B .F 1≠G m 2L 2,F 2≠k Q 2L 2 C .F 1≠G m 2L 2,F 2=k Q 2L 2 D .F 1=G m 2L 2,F 2≠k Q 2L 2 D [虽然两球心间的距离L 只有其外半径r 的3倍,但由于其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质点,因此,可以应用万有引力定律;而本题中由于a 、b 两球壳所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布比较密集,又因两球心间的距离L 只有其外半径r 的3倍,不满足L 远大于r 的要求,故不能将两带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,D 正确.]8.(6分)真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷电量增加2倍,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电荷量一定减少了( )【导学号:37032014】A .12B.13 C .14 D.124A [因为一个点电荷电荷量变为原来的2倍,q ′=2q ,根据库仑定律的公式F =k Qq r 2,因库仑力保持不变,则有:F =k Q ′q ′r 2,联立得:Q ′=12Q ,故选A .] [能力提升练](25分钟 50分)9.(8分)三个相同金属球,原来有A 、B 两个小球带等量同种电荷,相互间的斥力为F ,用第三个不带电的小球C ,依次接触两个带电小球后再移走,A 、B 距离变为原来的两倍,则原来两个带电小球A 、B 之间的相互斥力变为( )A .F 2B .F 4C .F 8D .3F 32 D [设q 1=q 2=q ,则由库仑定律可知F 电=k q 2r 2 第三个小球接触第一个小球,q 1′=q 2,第三个小球电荷量为q 2,再与第二个小球接触,电荷量平分,变为q 2′=q +q 22=34q ,库仑力F 电′=k q 1′q 2′4r 2=k q 2·34q4r 2=3kq 232r 2=332F .]10.(8分)如图123所示,三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 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( )图123A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4B [据“同电性相斥,异电性相吸”规律,确定小球c 受到a 和b 的库仑力F ac 、F bc 的方向,若F bc =F ac ,则两力的合力沿水平方向,考虑到a 的带电荷量小于b 的带电荷量,故F bc 大于F ac (如图所示),F bc与F ac 的合力只能为F 2,故选B.]11.(8分)(多选)半径相同的金属球A 、B 带有等量电荷,相距一定距离时,两球间的相互作用的库仑力为F .今让第三个与A 、B 相同的不带电的金属球C 先后与A 、B 接触后再移开,此时A 、B 的相互作用力大小可能是( )【导学号:37032015】A .F 8B .3F 8C .3F 4D .F 4 AB [金属球A 、B 之间存在着相互作用力即库仑力,利用库仑定律F =k Q 1Q 2r 2可知,若当两小球的距离不变时,两球之间的相互作用力的大小与它们之间的带电荷量的乘积成正比.因两个小球的带电性不明确,所以两个小球可能带同种电荷也可能带异种电荷,故两个小球之间的作用力可能是相互吸引力,也可能是相互排斥力.若两个小球带同种电荷,C 分别与A 、B 相接触后,电荷量直接平均分配,最后A 、B 的带电荷量剩下原来的12和34.故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的38,即3F 8. 若两个小球带异种电荷,C 分别与A 、B 相接触后,电荷量先中和,再平均分配,最后A 、B 的带电荷量剩下原来的12和14,故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的18,即18F .]12.(8分)把一电荷Q 分为电荷量为q 和(Q -q )的两部分,使它们相距一定距离,若要使它们之间有最大的斥力,则q 和Q 的关系是________.【解析】 根据库仑定律,有F =kq Q -q r 2,其中q (Q -q )=-q 2+qQ =-(q 2-qQ )=-(q 2-qQ +Q 24)+Q 24=-(q -Q 2)2+Q 24,当q =Q 2时,静电力F 有最大值. 【答案】 q =Q 213.(8分)两个带同种电荷的金属点电荷,电量分别为2×10-3 C 和6×10-3 C ,相距为1 m ,则:(1)二者间的库仑力大小是多少?(2)若将二者接触后放回原位,库仑力大小是多少?(k =9.0×109 N·m 2/C 2) 【解析】 (1)根据库仑定律,则有:F =kQq r 2=9×109×2×10-3×6×10-312=1.08×105 N. (2)两带同种电荷的小球相互接触后,电量均分,故:q ′=12(Q +q )=4×10-3 C 又由库仑定律得:F ′=kq ′q ′r 2=9×109×4×10-3×4×10-312=1.44×105 N. 【答案】 (1)二者间的库仑力大小是1.08×105N(2)若将二者接触后放回原位,库仑力大小是1.44×105 N14. (10分)如图124所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球B ,静止在图示位置;若固定的带正电的小球A 带电荷量为Q ,B 球的质量为m ,带电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处于真空中,求A 、B 两球之间的距离为多少?【导学号:37032016】图124【解析】 选B 球为研究对象,受力分析如图,因为B 静止,处于平衡状态,根据力的合成及几何知识,得F 电=mg tan θ,根据库仑定律F 电=k Qq r 2,得r = kQq mg tan θ= 3kQq mg . 【答案】3kQq mg3 电场课时分层作业(三)[基础达标练](15分钟 48分)1.(6分)由电场强度的定义式E =F q 可知,在电场中的同一点( )A .电场强度E 跟F 成正比,跟q 成反比B .无论放入的点电荷所带的电荷量如何变化,F q 始终不变C .电场中某点的场强为零,放在该点的电荷受到的电场力不一定为零D .一个小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零B [电场强度由电场本身决定,与q 、F 无关,若某点E =0,由F =Eq 可知F =0,故B 选项正确.ACD 均不正确.]2.(6分)在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右.当放入负电荷时受到的电场力方向向左,下列说法正确的是( )A .当放入正电荷时,该点的场强方向向右;当放入负电荷时,该点的场强方向向左B .只有在该点放入电荷时,该点才有场强C .该点的场强方向一定向右D .关于该点的场强,以上说法均不正确C [电场是一种客观存在的物质,一旦电场确定,则电场中任何一点的电场强度的大小和方向就被确定,与放入电场中电荷所带的电性、电荷量的多少和是否在该点放入电荷无关.电场中任何一点电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向,与负电荷受力的方向相反.综上所述,正确选项为C.]3.(6分)(多选)关于电场线的下列说法中正确的是( )【导学号:37032022】A .电场线上每点的切线方向都跟该点正电荷受力方向一致B .电场线就是电荷在电场中的轨迹线C .在电场中有电场线的地方场强一定不为零D .电场线是假想的曲线,用来形象地描述电场ACD [A 、电场线可以形象表示电场的方向,电场线上每点的切线方向都跟该点的场强方向一致,故A 正确;B 、电场线与电荷的运动轨迹不同,只有当电场线是直线、而且电荷从静止开始或初速度方向与加速度在同一直线上,只受电场力时,电场线与轨迹重合,故B 错误;C 、电场线的疏密程度反映电场的强弱,在电场中有电场线的地方场强一定不为零,没有电场线的地方场强也不一定为零,故C 正确;D 、电场线和磁感线都是为了形象的描述电场和磁场而引入的曲线,是假想的,并不是实际存在的线,故D 正确.]4.(6分)对于由点电荷Q 产生的电场,下列说法正确的是( )【导学号:37032023】A .电场强度的定义式E =F Q ,式中的Q 就是产生电场的点电荷的电荷量B .在真空中,电场强度的表达式为E =kQ r 2,式中Q 就是产生电场的点电荷的电荷量C .在真空中,电场强度的表达式E =kQ r 2,式中Q 是检验电荷的电荷量D .在Q 的电场中某点,分别放置电量不同的正、负检验电荷,电场力大小、方向均不同,则电场强度也不同B [电场强度的定义式E =F Q ,式中Q 指的试探电荷的电荷量,所以A 错误;点电荷作为场源,其电场强度的决定式为E =kQ r 2,Q 为场源电荷的电荷量,r 为某点到场源的距离,则B 正确,C 错误;电场强度是由电场本身决定,与试探电荷无关,与受力无关,D 错误.故选B.]5.(6分)图137中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a 、b 两点,用E a 、E b 表示a 、b 两点的场强大小,则( )图137A .a 、b 两点场强相同B .电场线从a 指向b ,所以E a >E bC .电场线是直线,所以E a =E bD .不知道a 、b 附近的电场线分布,E a 、E b 的大小不能确定D [该电场线为一条直线,由图可知,电场线上各点的场强的方向相同,a 、b 两点在一条电场线上,由于无法判断电场线的疏密,也就无法判断a 、b 两点电场强度的大小,故A 、B 、C 错误,D 正确.]6.(6分)法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,图138为点电荷a 、b 所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是( )图138A.a、b为异种电荷,a带电荷量大于b带电荷量B.a、b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带电荷量D.a、b为同种电荷,a带电荷量小于b带电荷量B[由电场线的特点可知,a、b为异种电荷,但无法判定a、b的电性;由电场线疏密程度不同,b周围电场线比a周围电场线密,说明b带电荷量大于a带电荷量.] 7.(6分)(多选)关于电场线的叙述,正确的是( )A.沿着电场线的方向电场强度越来越小B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交C.电场线是人们假想的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在D.电场线是非闭合曲线,始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷BCD[电场线的疏密反映电场强度的大小,电场线越密的区域,电场强度就越大.在不同电场中沿着电场线的方向电场强度可能变大(如负点电荷的电场)、可能变小(如正点电荷的电场)、也可能不变(如匀强电场)或更复杂,故A错误.如果两条电场线相交,根据电场线的物理意义,则该点有两个电场方向.而实际上电场中某点的场强方向是惟一确定的,所以电场中任意两条电场线不会在元电荷处相交,故B正确.电场线是一种物理模型,是为了形象描述电场而引入的,不是实际存在的线,故C正确.静电场中电场线始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷,电场线不是闭合曲线,故D正确.]8.(6分)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的场强大小与方向.如图139是两个不等量异种点电荷形成电场的电场线,A、B是电场中的两点,则( )图139A.E A<E B,方向不同B.E A<E B,方向相同C.E A>E B,方向不同D.E A>E B,方向相同C[a处电场线比b处密,因此A处电场强度比B处大,电场强度的方向为该点的切线方向,根据电场线可知,A、B场强方向不同,故A、B、D错误,C正确.][能力提升练](25分钟50分)9.(6分)A、B为带电荷量分别为+Q和-Q的两个等量异种点电荷,c、d为A、B连线上的两点,且Ac=Bd,如图1310 所示,关于c、d两点间电场强度的情况是( )图1310A.由c到d电场强度由大变小B.由c到d电场强度由小变大C.由c到d电场强度不变D.由c到d电场强度先变小后变大D[c、d两点处于A、B两异种点电荷所形成的叠加场中,各点场强可由E A+E B表示,但计算起来较为繁杂,可借助电场线来描绘,如图所示,从电场线分布看,从c→d过程中电场线密→疏→密,因此电场强度先变小后变大.]10. (6分)图1311中实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点.若带电粒子在运动过程中只受静电力作用,下列判断错误的是( )【导学号:37032024】图1311A.带电粒子带负电荷B.带电粒子带正电荷C.带电粒子所受静电力方向与电场线方向相反D.带电粒子做匀变速运动B[由图可以看出,带电粒子通过该电场区域时,不论是由a向b还是由b向a运动,运动轨迹都向左弯曲,表明带电粒子所受静电力方向与电场方向相反,带电粒子应带负电.因带电粒子在匀强电场中所受的静电力是恒力,故运动的加速度大小和方向不变,做匀变速曲线运动.]11. (6分)一负电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,运动到B点的过程中,它运动的v t图象如图1312所示,则A、B两点所在区域的电场分布情况可能是下图中。
2019-2020年教科版物理选修1-1课时分层作业5+磁场对通电导线的作用力+Word版含解析
课时分层作业(五)磁场对通电导线的作用力[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.一小段通电导线放在磁感应强度B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零B.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零C.放置在磁场中1 m长的通电导线,通过1 A的电流,受到的磁场力为1 N,则该处的磁感应强度就是1 TD.磁场中某处的磁感应强度B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同A[根据F=BIL,当B为零时F一定为零,所以A正确,通电导线与磁场平行时,即使磁感应强度不为零,磁场力仍为零,所以B错误,C选项缺少导线与磁场垂直这一前提条件,所以C错误,B与F方向一定垂直,所以D错误.] 2.(6分)下列通电导线放在如图所示的磁场中,所受安培力的方向垂直于纸面向里的是()B[根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向下,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指垂直于纸面指向外,故安培力方向垂直纸面向外,故A错误;根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向上,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指垂直于纸面指向里,故安培力方向垂直纸面向里,故B正确;根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向里,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指平行于纸面垂直电流指向下,故安培力方向垂直电流向下,故C错误;根据左手定则,让磁感线穿过手心,即手心向外,四指指向电流方向,即指向右侧,大拇指垂直于电流指向上,故安培力方向垂直电流指向上,故D错误.] 3.(6分)关于磁通量,下列说法中正确的是()A.磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量B.磁通量越大,磁感应强度越大C.通过某一平面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零D.磁通量就是磁感应强度C[磁通量不仅有大小,而且有方向,但磁通量是标量;故A错误;磁通量Φ=BS,所以磁通量的大小有两个因素决定,磁通量越大,磁感应强度不一定越大,故B错误;磁通量Φ=BS,通过某一平面的磁通量为零,可能是磁场与平面平行,所以该处磁感应强度不一定为零,故C正确;磁通量Φ=BS,磁通量不是磁感应强度,故D错误;综上所述本题答案是C.]4.(6分)在匀强磁场内放一面积为S的正方形线框,当线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框所围面积的磁通量为Φ,则磁感应强度为()A.ΦS B.ΦSC.SΦD.0B[当线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框所围面积的磁通量为Φ,则磁感应强度为B=ΦS,故B正确,A、C、D错误.]5.(6分)下列说法中正确的是()A .沿着磁感线的方向磁感应强度一定减小B .若电流元在某处不受安培力作用,则该处的磁感应强度一定为零C .知道电流的方向,同时知道该电流在磁场中某点所受到的安培力的方向,就能确定该点的磁场方向D .电流所受到的安培力的方向一定与电流的方向垂直,也与电流所在处的磁场方向垂直D [磁感应强度大小与磁感线疏密有关,A 错误.电流元不受安培力可能是B 为0,也可能是B 与I 平行,所以B 错误.已知I 、F 的方向不能确定B 的方向,C 错误.F 垂直于B 、I 形成的平面,则D 正确.]6.(6分)如图所示,导线框中电流为I ,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B ,AB 与CD 相距为d ,则导体棒MN 所受安培力大小( )A .F =BIdB .F =BId sin θC .F =BId cos θD .F =BId sin θD [电流的方向与磁场方向垂直,则F =BIL =BId sin θ,L 为MN 在导体框间的长度.故D 正确,A 、B 、C 错误.]7.(6分)地球本身是一个大磁体,在赤道上空东西方向放置一通电直导线,若通电电流足够大时,直导线可以静止于空中,则电流的流向是( )A .由东向西B .由西向东C .以上都可以D .以上都不可能B [先确定赤道上空地磁场的方向是由南指向北,然后根据直导线静止于空中,受力平衡,确定出安培力的方向向上,再根据左手定则,电流方向应该是由西向东.]8.(6分)如图所示,矩形线框abcd 放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sin α=45,回路面积为S ,磁感应强度为B ,则通过线框的磁通量为( )A .BSB .45BSC .35BSD .34BSB [Φ=BS sin α=45BS ,选B .][能力提升练](25分钟 50分)9.(8分)(多选)一根长为0.2 m 、电流为2 A 的通电导线,放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是( )A .0.4 NB .0.2 NC .0.1 ND .0 BCD [当导线与磁场垂直放置时安培力最大,F =BIL =0.2 N .但本题中导线如何放置不明确,所以F ≤0.2 N 都有可能.]10.(8分)(多选)如图所示,一根通有电流I 的直铜棒MN ,用导线挂在磁感应强度为B 的匀强磁场中,此时两根悬线处于张紧状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )A .适当增大电流B .使电流反向并适当减小C .保持电流I 不变,适当增大BD .使电流I 反向,适当减小AC [由图可知,棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有方向从M 流向N 的电流,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,由于此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,必须增加安培力,根据安培力公式F=BIL可知,可适当增加电流强度,或增大磁场,故A、C正确,B、D错误.]11.(8分)如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度为B,用下述哪个方法可使线圈的磁通量增加一倍()A.把线圈匝数增加一倍B.把线圈面积增加一倍C.把线圈的半径增加一倍D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行B[把线圈的匝数增加一倍,穿过线圈的磁感线的条数不变,磁通量不变,故A错误;根据Φ=BS sin θ,把线圈面积增加一倍,线圈的磁通量增加一倍,故B正确;线圈的半径增加一倍,线圈的面积S=πR2变为原来的4倍,磁通量为原来的4倍,故C错误;线圈的轴线与磁场方向成30°角时,磁通量为Φ1=BS sin 60°=32BS,当轴线与磁场方向平行时,磁通量为Φ2=BS,即Φ1Φ2=32,故选项D错误.]12.(8分)如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其中正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通一垂直纸面向外的电流,则()A.磁铁对桌面的压力减小,不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用A[如图所示,画出一条通过电流I处的磁感线,电流I处的磁场方向水平向左.由左手定则知电流I受安培力方向竖直向下,根据牛顿第三定律知,电流对磁铁的作用力方向竖直向上,所以磁铁对桌面压力减小.由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势,故桌面对磁铁无摩擦力作用.]13.(10分)把一根长为L=10 cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.(1)当导线中通以I1=2 A的电流时,导线受到的安培力F1大小为1.0×10-7 N,试求该磁场的磁感应强度的大小B;(2)若该导线中通以I2=3 A的电流,试求此时导线所受安培力大小F2.[解析](1)由B=F1,代入数据得B=5×10-7 T,故磁场的磁感应强度为5×10I1L-7 T.(2)由F=BIL,代入数据得F2=BI2L=1.5×10-7 N[答案](1)5×10-7 T(2)1.5×10-7 N14.(10分)如图所示,在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源,在相距1 m的平行导轨上放一质量为m=0.3 kg的金属棒ab,通以从b→a、I=3 A 的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止.求:(1)匀强磁场磁感应强度的大小;(2)ab棒对导轨的压力.(g取10 m/s2)[解析] 金属棒ab 中电流方向由b →a ,它所受安培力方向水平向右,它还受竖直向下的重力,垂直斜面向上的支持力,三力合力为零,由此可以求出安培力,从而求出磁感应强度B ,再求出ab 对导轨的压力.(1)ab 棒静止,受力情况如图所示,沿斜面方向受力平衡,则:mg sin θ=BIL cos θ.B =mg tan 60°IL =0.3×10×33×1 T =1.73 T. (2)对导轨的压力为N ′=mg cos 60°=0.3×1012N =6 N.[答案] (1)1.73 T (2)6 N。
2018版物理教科版新课堂同步选修1-1文档:第2章 1 电
学业分层测评(四)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.下列说法中错误的是()A.磁场是一种看不见、摸不着的物质B.磁极间的相互作用是通过磁场进行的C.磁铁吸引铁钉、铁屑的作用是通过磁场进行的D.磁场只存在于磁铁内部【解析】磁场是磁体周围存在的一种物质.磁极间相互作用就是通过磁场进行的,A、B、C均正确,磁场在磁铁内外部都存在,D错误.故选D.【答案】 D2.(多选)关于磁场,下列说法正确的是()A.磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用B.磁场看不见、摸不着,实际不存在,而是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D.磁场的存在与否取决于人的思想,想其有则有,想其无则无【解析】由磁场的定义和磁体或电流周围存在一种特殊物质,可以对其中的磁体和电流有力的作用,这种特殊物质为磁场,故选项A、C正确.【答案】AC3.在导线周围放置些小磁针,关于奥斯特的发现,下列说法错误的是() A.当导线中有电流并与小磁针平行放置时,小磁针的方向会发生偏转B.当导线中电流方向发生改变时,小磁针的指向也会发生改变C.小磁针方向发生改变说明电流能够产生磁场,使人们认识到电和磁之间存在着联系D.小磁针方向发生偏转是因为地球对小磁针的磁力在改变【解析】奥斯特实验的结果是,当导线中有电流并与小磁针平行放置时,小磁针的方向会发生偏转,并不是因为地球对小磁针的磁力在改变,A、B、C 正确,D错误.【答案】 D4.(多选)一束带电粒子在水平方向沿虚线飞过磁针正上方,并与磁针方向平行,能使磁针S极转向读者,那么这束带电粒子可能是()【导学号:18792015】图2-1-9A.向右飞的正粒子B.向左飞的负粒子C.向右飞的负粒子D.向左飞的正粒子【解析】带电粒子在水平方向沿虚线方向飞过小磁针的正上方,并与磁针方向平行,S极转向读者,则可知电流在小磁针所在处产生的磁场是垂直纸面向里的,依据安培定则可判断,电流方向水平向右.因此,如果这束带电粒子是正粒子,则向右飞行;如果是负粒子则向左飞行.所以AB正确.【答案】AB5.(多选)如图2-1-10所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图,下列说法正确的是()图2-1-10A.(a)图中a端是磁铁的S极,b端是磁铁的N极B.(a)图中a端是磁铁的N极,b端是磁铁的S极C.(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图,c端是N极.d端是S极D.(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图,c端是S极,d端是N极【解析】题图(a)是条形磁铁外部磁感线分布示意图,外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来,进入磁铁的S极,故A正确,B错误.题图(b)是两异名磁极间的磁感线分布示意图,磁感线仍然是从N极出来,进入磁铁的S极,故C 错误,D正确.【答案】AD6.磁感线分布如图2-1-11,下列说法正确的是()图2-1-11A.A处磁场最强B.B处磁场最强C.C处无磁场D.以上说法都不对【解析】磁感线密处磁场强,无磁感线处同样存在磁场.【答案】 A7.我国古代所用的导航工具罗盘的工作原理是()A.同名磁极相斥,异名磁极相吸B.磁场的方向为小磁针静止时北极的受力方向C.磁体的磁场磁极处最强D.磁感线是闭合的曲线【解析】地球是个大磁体,并且地理北极与地磁南极基本重合,罗盘相当于小磁针,当罗盘静止时,在地磁场的作用下其N极指北.所以选项B正确.【答案】 B8.如图2-1-12所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当亥姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时,则()图2-1-12A.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】由安培定则可知,螺线管内部的磁感线向里,小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向.【答案】 A[能力提升]9.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针,磁针指向如图2-1-13所示,则()图2-1-13A.螺线管的P端为N极,a接电源的正极B.螺线管的P端为N极,a接电源的负极C.螺线管的P端为S极,a接电源的正极D.螺线管的P端为S极,a接电源的负极【解析】由小磁针静止时N极指向可判定螺线管内部磁场方向由Q指向P,由安培定则可判定P端为N极,电流由b流入螺线管,即b接电源正极,a 接负极,故B项正确.【答案】 B10.磁铁的磁性变弱,需要充磁.充磁的方式有两种,如图2-1-14(甲)是将条形磁铁穿在通电螺线管中,(乙)图是将条形磁铁夹在电磁铁之间,a、b和c、d接直流电源.下列接线正确的是()【导学号:18792016】图2-1-14A.a接电源正极,b接电源负极,c接电源正极,d接电源负极B.a接电源正极,b接电源负极,c接电源负极,d接电源正极C.a接电源负极,b接电源正极,c接电源正极,d接电源负极D.a接电源负极,b接电源正极,c接电源负极,d接电源正极【解析】充磁时应该使螺线管产生的磁场与磁铁的磁场方向一致,注意通电螺线管内部和外部磁感线的方向特点,根据安培定则可以判断a、d接电源正极,b、c接电源负极,所以B正确.【答案】 B11.(多选)以下情况中能比较正确地反映奥斯特实验结果的是()A.电流由南向北时,其下方的小磁针N极偏向东边B.电流由东向西时,其下方的小磁针N极偏向南边C.电流由南向北时,其下方的小磁针N极偏向西边D.电流由东向西时,其下方的小磁针N极偏向北边【解析】电流沿南北方向时,其下方小磁针才沿东西方向,没有电流或电流由西向东时其下方小磁针都沿南北方向,电流由东向西时,由安培定则可判断其下方向的小磁针N极偏向南方.故B、C正确.【答案】BC12.如图2-1-15所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()【导学号:18792017】图2-1-15A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右【解析】沿OO′方向看,金属环顺时针转动,因带负电,负电荷顺时针转动,等效电流的方向为逆时针,由安培定则知过圆心的磁感线从O′指向O,所以小磁针最后N极沿轴线向左,选项C正确.【答案】 C13.若地磁场是由地球表面带电产生的,则地球表面带电情况为()A.正电B.负电C.南半球为正电,北半球为负电D.无法确定【解析】假定地磁场是由环形电流形成的,由于地磁场的N极在地理南极附近,则由安培定则可知,环形电流的方向为由东向西.但由于地球的自转方向为自西向东,所以要想形成由东向西的环形电流,则地球表面必须带负电.【答案】 B14.(多选)如图2-1-16所示是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云,在放电的过程中,两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A、B的带电情况说法中,正确的是()图2-1-16A.带同种电荷B.带异种电荷C.B带正电D.A带正电【解析】云层间的闪电必须发生在异种电荷之间,且放电过程中在放电通道上形成等效电流.由于闪电必须发生在异种电荷之间,故选项A错误,选项B 正确.由题意知,放电过程相当于有电流从小磁针的下方通过,由小磁针N极转向纸里可知,小磁针所在处的磁场方向指向纸里,由于该位置在等效电流上方,故由安培定则可知电流方向由A→B,则A带正电,B带负电,即选项D正确.因此四种说法中正确的是选项B、D.【答案】BD。
2018-2019版高中物理教科版选修1-1文档:第1章 第3节
第3节电场[目标定位] 1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的.2.理解电场强度,会根据电场强度定义式进行有关计算.3.知道电场强度是矢量,方向就是电场的方向.4.知道电场线的特点和匀强电场的特点.一、电场概念的引入电荷周围存在着电场,电荷之间的相互作用是通过电场发生的.想一想:电场看不见、摸不着,我们如何确定电场的存在?答案若把电荷放在某处,电荷受到力的作用,说明该处有电场.二、电场强度1.电场的重要性质:对放入场中的电荷有力的作用.2.电场强度(1)定义:用检验电荷在电场中所受电场力与其电荷量的比值来描述该电场的力的性质,这个比值称为电场强度,简称场强,用符号E表示.(2)定义式:E=F q.(3)单位:牛顿/库仑,用符号表示为N/C.说明:电场中任一点电场强度的大小和方向与单位正电荷在该点所受电场力的大小和方向相同.想一想:有同学据电场强度的定义式E=Fq得出,“电场强度的大小与电场力成正比,与检验电荷的电荷量成反比”.这种说法正确吗?为什么?答案不正确.电场中某点的场强大小由电场本身决定,与检验电荷的电荷量q及其受力F大小无关.比值Fq只是电场强度的定义式,并不能由此式得出场强与检验电荷受到的电场力成正比或与电荷量成反比.三、电场线1.定义:在电场中作一系列曲线,使这些曲线上每一点的切线方向都和该点场强方向一致,这些曲线就叫做电场线.2.电场线的性质(1)电场线只是一种描述手段,实际上并不存在.(2)电场线从正电荷发出(或者来自无穷远处),终止于负电荷(或者无穷远处).(3)电场线不会相交.(4)电场线密的地方,场强大;电场线疏的地方,场强小.3.匀强电场(1)定义:如果在某区域中电场强度的大小和方向处处都相同,那么这个区域的电场叫做匀强电场.(2)特点:匀强电场的电场线是距离相等的平行直线.想一想:电场线密的地方,场强大;电场线疏的地方,场强小.那么没有画电场线的地方是不是场强为零?答案不是.电场线是人为引入的,电场线的疏密程度只是为了形象的描述场强的强弱,虽然某处没有画电场线,并不代表场强为零.一、对电场、电场强度、电场力的理解1.对电场的理解(1)电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,并非由分子、原子组成,但客观存在.(2)电场的基本性质:是对放入其中的电荷有力的作用,电荷间的相互作用是通过电场发生的.(3)电场的方向:电场是有方向的,正电荷在电场中某点的受力方向为电场方向,负电荷在电场中某点的受力方向与电场方向相反.2.对电场强度的理解(1)电场强度E=Fq由电场本身决定,与放入其中的检验电荷无关.(2)电场强度是矢量,它遵循矢量的特点和运算法则.3.电荷受到的电场力:知道了电场强度,就可以求电荷在电场中受到的电场力F=qE.4.点电荷的电场强度(1)大小:E =k Q r 2,其中Q 为点电荷的电荷量,k 是静电力常量,r 是到点电荷Q的距离.(2)方向:正点电荷在P 点的场强方向背离正点电荷,负点电荷在P 点的场强方向指向负点电荷.如图1所示:图1【例1】 (单选)(2018·宿迁学业水平模拟)在电场中某点放一个检验电荷,电荷量为q ,检验电荷受到的电场力为F ,则该点电场强度为E =F q ,下列说法正确的是( )A.若移去检验电荷,该点的电场强度就变为零B.若在该点放一个电荷量为2q 的检验电荷,该点的场强就变为E 2C.若在该点放一个电荷量为-2q 的检验电荷,则该点电场强度大小仍为E ,但电场强度的方向与原来的方向相反D.若在该点放一个电荷量为2q 的检验电荷,则该点的电场强度大小仍为E ,电场强度的方向也还是原来的电场强度方向解析 因为电场中某点的电场强度的大小和方向由电场本身决定,跟检验电荷无关,所以,移去检验电荷或在该点放电量为2q 或-2q 的检验电荷,该点电场强度均不变.故D 正确,A 、B 、C 错误.答案 D[针对训练1] (多选)下列各图是电场中某点的电场强度E 与放在该点处检验电荷量q 及检验电荷所受静电力F 与电荷量q 之间的函数关系图像,其中正确的是( )解析 电场中某点的场强E 只取决于电场本身,比值法E =F q 定义E ,而大小与F、q无关,故A、D对,B、C错.答案AD二、对电场线的理解1.电场线:为形象地描述抽象的电场而引入的假想曲线.电场线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致.2.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷.(2)电场线在电场中不相交.(3)同一幅图中,电场线的疏密程度可定性地表示电场强度的大小.电场线越密的地方,场强越大;电场线越稀的地方,场强越小.(4) 电场线任一点顺着电场线的切线方向,就表示该点电场强度的方向,如图2所示.图2(5)电场线不是实际存在的曲线,是为了形象描述电场而假想的.3.几种常见的电场线(如图3所示)图3【例2】(多选)(2018·盐城学业水平模拟)如图所示电场可能存在并且属于匀强电场的是()解析 匀强电场中电场线是等间距的平行直线,A 选项尽管平行但不等间距,并且这样的电场不存在,所以A 项错误;C 选项尽管等间距,但不是平行的直线,所以C 错误;只有B 、D 符合题设条件.答案 BD[针对训练2] (单选)(2018·连云港学业水平模拟)下列电场中,A 、B 两点电场强度相同的是( )解析 电场强度是矢量,A 、B 两点电场强度相同,必须大小和方向都相同,故C 正确.答案 C对电场、电场强度的理解1.(单选)(2018·江苏扬州学业水平考试模拟)关于电场强度的定义式E =F q ,下列说法中正确的是( )A.E 和F 成正比,F 越大E 越大B.E 和q 成反比,q 越大E 越小C.E 的方向与F 的方向相同D.E 的大小可由F q 计算解析 E =F q 是电场强度的定义式.可以根据该式计算某点的电场强度的大小,但是电场强度的大小和方向由电场本身决定,跟检验电荷及其受力情况无关,选项A 、B 错误,D 正确;电场强度的方向可以与F 方向相同也可以与F 方向相反,选项C 错误.答案 D2.(单选)关于电场强度,下列说法正确的是( )A.以点电荷为球心、r 为半径的球面上,各点的场强相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场场强大C.若放入正电荷时,电场中某点的场强向右,则当放入负电荷时,该点的场强仍向右D.电荷所受到的电场力很大,即该点的电场强度很大解析 以点电荷为球心,r 为半径的球面上,各点的场强大小相等,方向不同,A 错误;由E =kQ r 2知,点电荷周围的场强大小仅与Q 及r 有关,与电荷的正、负无关,B 错误;电场中某点场强的方向为恒定的,不会随着放入的检验电荷的电性变化而变化,C 正确;由E =F q 知,电场力F 很大,场强不一定大,D 错误.答案 C对电场线的理解3.(单选)(2018·扬州学业水平模拟)某电场的电场线如图4所示,电场中M 、N 两点的场强大小分别为E M 和E N ,由图可知( )图4A.E M =E NB.E M >E NC.E M <E ND.无法比较E M 和E N 的大小解析 电场线的疏密程度表示场强的大小,电场线越密说明场强越大,所以 E M <E N ,选项C 正确.答案 C图54.(单选)(2018·江苏学业水平测试)如图5所示,为某一点电荷产生的电场线,A、B、C点的场强大小分别为2E、E、E,则()A.该点电荷在A点的左侧B.该点电荷为正电荷C.B、C两点场强相同D.负电荷在A点受到的电场力方向与该点的场强方向相同解析由点电荷的电场线分布情况可知,点电荷在A点的左侧,且为负电荷,选项A正确,B错误;场强是矢量,由题意可知B、C两点的场强大小相等,但是它们的方向不同,选项C错误;负电荷在A点受到的电场力方向与该点的场强方向相反,选项D错误.答案 A(时间:30分钟)题组一、对电场、电场强度的理解1.(多选)下列说法正确的是()A.电荷只有通过接触才能产生力的作用B.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场C.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的D.电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用解析电荷间相互作用是通过电场相互作用的,所以不需要通过接触就能产生力的作用,故A错误;只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场,故B正确;电场是一种物质,看不见也摸不着,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的,故C正确;电荷间的相互作用是通过电场产生的,电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,故D正确.答案BCD2.(多选)下列选项中属于物理学中的理想化模型的是()A.电场强度B.质点C.点电荷D.元电荷解析电场强度采用了比值定义法,质点和点电荷忽略了物体或带电体的形状和大小,属于理想化模型,元电荷是最小的电荷量,选项B、C正确,A、D错误. 答案BC3.(多选)电场中有一点P,下列说法正确的是()A.若放在P点的检验电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B.若P点没有检验电荷,则P点的场强为零C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的静电力越大D.P点的场强方向为正检验电荷在该点所受静电力的方向解析电场强度是源电荷(产生电场的电荷)电场的属性,与放入电场中的电荷无关,A、B错误;电场强度的定义式提供了通过检验电荷确定场强大小和方向的途径,如果已知E,则由E=Fq的变式F=qE,可以确定静电力的大小和方向.故C、D正确.答案CD4.(多选)真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处,放一个带电荷量为q(q≪Q)的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为()A.FQ B.F qC.k qr2 D.k Q r2解析由电场强度的定义式,可得场强E=Fq,选项A错误,B正确;由库仑定律可得F=k Qqr2,所以场强E=Fq=kQr2,选项C错误,D正确.答案BD题组二、对电场线的理解5.(单选)(2018·江苏省学业水平考试)下列各图中,正确描绘一个负电荷电场线的是()答案 A6.(单选)(2018·连云港学业水平模拟)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b 两点,其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()解析A图中与点电荷等距的a、b两点,场强大小相同,方向不同但不相反,A错误;对B图来说,根据电场线的疏密及对称性可判断,b点和a点场强大小、方向均相同,B错误;C图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点,场强大小相同,方向相反,C正确;对D图来说,根据电场线的疏密可判断,b点的场强大于a点的场强,D错误.答案 C7.(多选)如图1所示,为某一电场中的一条电场线,a、b为线上的两点,则下列判断正确的是()图1A.这是一个匀强电场B.a点场强一定比b点场强大C.a点场强可能比b点场强小D.不知a、b附近电场线的分布情况,场强大小不能确定解析电场线的疏密表示电场的强弱,一条电场线无法判断疏密,当然也就无法判断强弱.答案CD8.(单选)一个正点电荷的电场线分布如图2所示,A、B是电场中的两点,E A和E B分别表示A、B两点电场强度的大小,关于E A和E B的大小关系,下列说法正确的是()图2A.E A>E BB.E A=E BC.E A<E BD.无法比较E A和E B的大小解析电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密说明场强越大,所以E A>E B,选项A正确.答案 A9.(2018·连云港学业水平模拟)在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球,电荷量分别为+2q和-q,用长为l的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O处,处于平衡状态,如图3所示,重力加速度为g.则细线对O点的作用力等于________.图3解析两球均处于静止,用平衡条件求解.解法一:隔离法,分别对两球进行受力分析,列两个方程联立求解;解法二:整体法.进行受力分析,列方程联立求解.答案2mg+Eq10.(2018·镇江学业水平模拟)如图4所示的电场中,A点的电场强度E=2.0×118 N/C.将电荷量q=+2.0×10-8 C的点电荷放在A点.图4(1)求该点电荷在A点所受静电力F的大小;(2)在图中画出该点电荷在A点所受静电力F的方向.解析(1)电场力F=qE=2.0×10-8 C×2.0×118 N/C=4.0×10-4 N(2)正电荷在某点所受电场力的方向与该点的场强方向相同,所以该点电荷在A 点所受静电力F的方向如答案图所示.答案(1)4.0×10-4 N(2)点电荷在A点所受静电力的方向如图所示。
2018-2019版高中物理教科版选修1-1文档:第1章 章末
章末整合一、对电荷守恒定律的理解1.“总量”:指电荷的代数和.2.起电过程的本质:电子发生了转移,也就是说物体所带电荷的重新分配.3.两个完全相同的金属球接触后将平分电荷,即Q1′=Q2′=Q1+Q22,Q1和Q2可以是同种电荷,也可以是异种电荷.【例1】(多选)下面关于电现象的叙述,正确的是()A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B.摩擦可以起电,是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总同时带等量的异种电荷C.摩擦带电现象的本质是电子的转移,呈电中性的物体得到电子就一定显负电性,失去电子就一定显正电性D.摩擦起电的过程,是通过摩擦创造了等量异种电荷的过程解析物体间通过摩擦做功,使电子获得能量摆脱原子核的束缚而发生转移,哪个物体失去电子决定于其原子核对电子的束缚程度,因此,对同一物体用不同的物体摩擦,该物体可能带正电,也可能带负电,故A错误;但两物体间摩擦时一个物体得到多少电子对方必定失去多少电子,故B正确;呈电中性的物体得到电子必定带负电,反之带正电,故C正确;摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷的转移,故D错误.答案BC[针对训练1](多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,然后,乙、丙分开,最后,得知甲物体带正电1.6×10-15C,丙物体带电8×10-16C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()A.乙物体一定带有负电荷8×10-16 CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16 CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16 C解析由于甲、乙、丙原来都不带电,即都没有净电荷,甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10-15 C而带正电,乙物体得到电子而带1.6×10-15 C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知,乙最终所带负电荷为1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正确.答案AD二、库仑定律的理解及应用1.大小:依据F=k Q1Q2r2,Q1、Q2代入绝对值计算.2.方向:沿连线方向,且同种电荷相斥,异种电荷相吸.3.相互性:两个点电荷间的库仑力为相互作用力,满足牛顿第三定律.【例2】(单选)关于库仑定律的理解,下面说法正确的是()A.对任何带电体之间的静电力计算,都可以使用库仑定律公式B.只要是点电荷之间的静电力计算,都可以使用库仑定律公式C.两个点电荷之间的静电力,无论是在真空中还是在介质中,一定是大小相等、方向相反的D.摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑,说明碎纸屑一定带正电解析 库仑定律的适用条件为真空中的两点电荷,库仑力作用满足牛顿第三定律.答案 C[针对训练2] (单选)真空中有甲、乙两个点电荷,相距为r ,它们间的静电力为F .若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的13,距离变为2r ,则它们之间的静电力变为( )A.3FB.F 6C.8F 3D.2F 3解析 设甲、乙两点电荷原来的电荷量分别为Q 1、Q 2,则F =k Q 1Q 2r 2,改变两点电荷位置及电荷量后,设两点电荷电荷量分别为Q 1′、Q 2′,则F ′=k Q 1′Q 2′r ′2,将Q 1′=2Q 1,Q 2′=13Q 2及r ′=2r 代入有F ′=16F .答案 B三、对电场强度、电场线的理解1.(1)电场强度E =F q 由电场本身决定,与放入其中的检验电荷无关.(2)点电荷的电场强度E =kQ r 2,由点电荷的电荷量Q 和距点电荷Q 的距离r 决定.2.电场线是为形象地描述抽象的电场而引入的假想曲线.电场线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致.3.同一幅图中,电场线的疏密程度可定性地表示电场强度的大小.电场线越密的地方,场强越大;电场线越稀的地方,场强越小.4.电场线任一点顺着电场线的切线方向,就表示该点电场强度的方向,如图1所示.图1【例3】 (单选)(2018·宿迁学业水平模拟)一负电荷由电场中的A 点静止释放,只受静电力作用,沿电场线运动到B 点,它运动的v -t 图像如图2所示,则A 、B两点所在区域的电场线分布情况可能是()图2解析由v-t图像可知负电荷做加速运动,故静电力方向指向B,则电场方向应指向A,A、D错误;由v-t图像可知加速度逐渐增大,表示场强越来越大,所以C正确,B错误.答案 C【例4】(2018·宿迁学业水平模拟)在如图3所示的匀强电场中,有一轻质棒AB,A点固定在一个可以转动的轴上,B端固定有一个大小可忽略、质量为m,带电荷量为Q的小球,当棒静止后与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,求匀强电场的场强.图3解析小球受重力mg、棒拉力T,还应受到水平向右的电场力F,故Q为正电荷,由平衡条件:T sin θ-F=0T cos θ=mg所以F=mg tan θ又由F=QE,得E=mg tan θQ.答案mg tan θQ章末检测(时间:50分钟) 一、单项选择题1.根据电场强度的定义式E=Fq,在国际单位制中,电场强度的单位是()A.牛/库B.牛/焦C.焦/库D.库/牛答案 A2.下列与静电有关的图中,属于防范静电的是()解析下雨天,云层带电打雷,往往在屋顶安装避雷针,是导走静电,防止触电,故A属于静电防范.静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法,故B属于静电利用;复印机复印文件资料,就是利用静电墨粉成在鼓上.故C属于静电利用;静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,故D属于静电应用.答案 A3.(2018·盐城学业水平模拟)两个放在绝缘架上的相同金属球相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的同种电荷,相互斥力为3F.现将这两个金属球接触.然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为()A.0B.FC.3FD.4F解析由于金属球间的距离远大于其半径.所以可看成点电荷,符合库仑定律,当两球接触时电荷量平分,分别为2q .故由库仑定律得,它们的排斥力变为4F ,D 正确.答案 D4.(2018·连云港学业水平模拟)关于电场线,下列说法中正确的是( )A.电场线是客观存在的B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的C.电场线上某点的切线方向与该点的场强方向一致D.沿电场线方向,场强一定越来越大解析 电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假想线,选项A 错误;由静止开始运动的电荷所受静电力方向应是该点切线方向,下一时刻位置可能在电场线上,也可能不在电场线上,轨迹可能与电场线不一致.何况电荷可以有初速度,运动轨迹与初速度的大小、方向均有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的,选项B 错误;根据电场线的定义,选项C 正确;场强大小与场强的方向也无关,与电场线方向无关,选项D 错误.答案 C5.关于点电荷的说法,不正确的是( )A.体积小的带电体,也不一定能看作点电荷B.体积很大的带电体也可能看作点电荷C.点电荷一定是电荷量很小的电荷D.两个均匀带电的金属小球,在一定条件下可以视为点电荷解析 看作点电荷的条件是:当带电体的形状或大小远远小于它们之间的距离时,带电体可看作点电荷,故A 、B 、D 正确,C 错误.答案 C6.关于电场强度,下列说法正确的是( )A.由E =F q 知,若q 减半,则该处电场强度为原来的2倍B.由E =k Q r 2知,E 与Q 成正比,而与r 2成反比C.由E =k Q r 2知,在以Q 为球心,以r 为半径的球面上,各处场强均相同D.电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向解析因E=Fq为场强定义式,而电场中某点场强E只由电场本身决定,与是否引入检验电荷及q的大小、正负无关,故A错误;E=k Qr2是点电荷Q的电场中各点场强决定式,故E∝Qr2是正确的,即B正确;因场强为矢量,E相同意味着大小、方向都相同,而在该球面上各处E方向不同,故C错误;因为所放电荷的电性不知,若为正电荷,则E与电荷受力方向相同,否则相反,故D错误. 答案 B7.把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为()A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上解析两导体接触时,是自由电子从一个物体转移到另一物体.B球的负电荷移到A球中和掉部分正电荷,而自身剩余与负电荷等量的正电荷.故选项B正确. 答案 B8.(2018·连云港学业水平模拟)下列图中,A、B两点电场强度相等的是()解析A图是负点电荷形成的电场,处在同一球面上的A、B两点,由E=kQ r2可知,它们场强的大小相等,但方向不同,故E A≠E B,A错误;B图中E A≠E B,B错误;C图中是两块带电平行板间的电场,为匀强电场,故C正确;D图中A、B两点电场线的疏密程度不同,且方向也不同,E A≠E B,故D错误.答案 C9.(2018·盐城学业水平模拟)下列说法正确的是()A.摩擦起电是创造电荷的过程B.接触起电是电荷转移的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫做电荷的湮灭 解析 任何起电过程的本质都是电荷的转移,电荷不会被创造,故A 项错误,B 项正确;玻璃棒和其他物体摩擦可能带正电也可能带负电,所以C 项错误;D 选项中,电荷并没有消失或湮灭,只是正负电荷数目相等,表现为中性,故D 项错误.答案 B10.两个点电荷相距r 时,相互作用力为F ,则( )A.电荷量不变距离加倍时,作用力变为F 2B.其中一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,作用力变为2FC.每个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,作用力为4FD.一个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时,作用力不变解析 本题考查了对库仑定律的应用.真空中两点电荷间的作用力大小与两电荷电荷量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比.A 选项中电荷量不变距离加倍时,相互作用力变为原来的14,A 错误;B 选项中,一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,则作用力变为原来的2倍,B 正确;C 选项中,每个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时,则相互作用力不变,故C 错误;D 选项中,一个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时,由库仑定律可知,作用力变为原来的1n ,D 错误.答案 B11.(2018·扬州学业水平模拟)如图1所示a 、b 为以负点电荷Q 为圆心的同一圆周上的两点,a 、c 两点在同一条电场线上,则以下说法中正确的是( )图1A.a 、b 两点场强相等B.同一检验电荷在a 、b 两点所受静电力相同C.a 、c 两点场强大小关系为E a >E cD.a 、c 两点场强方向相同解析 由点电荷产生的场强的特点知,a 、b 两点场强大小相等,但方向不同,a 、c 两点场强方向相同,但大小不等,越靠近点电荷场强越大,故只有D 正确. 答案 D12.(2018·镇江学业水平模拟)如图2所示,空间有一电场,电场中有两个点a 和b .下列表述正确的是( )图2A.该电场是匀强电场B.a 点的电场强度比b 点的大C.b 点的电场强度比a 点的大D.正电荷在a 、b 两点所受电场力方向相同解析 由图可以看出a 处的电场线比b 处密,故选项A 、C 错误,B 正确;a 点的切线方向与b 点不同,故D 错误.答案 B二、填空和实验题13.(2018·宿迁学业水平模拟)电荷所带电荷量q =3.0×10-10 C ,在电场中的某一点所受的电场力F =6.3×10-7 N ,方向竖直向上,则这一点的电场强度为________.若在这一点放一电荷量为q 1=6.0×10-10 C 的电荷时,那么电荷所受电场力为________________,若在这一点不放电荷时,这一点的场强_____________________________________________________________________.解析 电场强度是电场本身固有的性质,它不因电场中是否放有检验电荷而改变.电荷在电场中某处所受的电场力是由该处的场强和带电体的电荷量共同决定的. 根据场强的定义式可知:E =F q =6.3×10-73.0×10-10N/C =2.1×118 N/C ,方向竖直向上 电荷q 1在该点所受的电场力为:F 1=Eq 1=2.1×118×6.0×10-10 N =1.26×10-6 N若在该点不放电荷,该点的场强的大小仍为E =2.1×118 N/C ,方向竖直向上.答案 2.1×118 N/C ,方向竖直向上 1.26×10-6 N2.1×118 N/C ,方向竖直向上14.真空中有两个静止的点电荷A 、B ,其带电荷量 q A =2q B ,当两者相距0.01 m 时,相互作用力为 1.8×10-2N ,则其带电量分别为q A =________C ,q B =________C.解析 由库仑定律 k q A q B r 2可得,9×118×2q B q B (0.01)2=1.8×10-2,解得q B =1.0× 10-8C ,q A =2q B =2.0×10-8C.答案 2.0×10-8 1.0×10-815.如图3所示,A 是一个带正电且电荷量为Q 的带电体,在距它中心L 处的B 点,放一带负电且电荷量为q 的点电荷(q ≪Q ),所受库仑力为F .移去点电荷q 后,B 点的场强大小为________,方向与力F 的方向________.图3解析 由题意可知,放一带负电且电荷量为q 的点电荷(q ≪Q ),所受库仑力为F .根据电场强度的定义可知,E =F q ;因此B 点的电场强度的大小为F q ;由于带负电荷,因此负电荷的电场力方向与该点的电场强度的方向相反.答案 F q 相反三、计算题16.(2018·盐城学业水平模拟)如图4所示,A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点∠B =30°,现在A 、B 两点放置两点电荷q A 、q B ,测得C 点场强的方向与AB 平行,则q A 带什么电,q A ∶q B 是多少?图4解析 放在A 点和B 点的点电荷在C 处产生的场强方向在AC和BC 的连线上,因C 点场强方向与BA 方向平行,故放在A点的点电荷和放在B 点的点电荷产生的场强方向只能如图所示,由C →A 和由B →C .故q A 带负电,q B 带正电,且E B =2E A ,即k q B BC 2=2k q A AC 2,又由几何关系知BC =2AC ,所以q A ∶q B =1∶8.答案 负电 1∶817. (2018·常州学业水平模拟)如图5所示,在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ,A 带电+Q ,B 带电-9Q ,现引入第三个点电荷C ,恰好使三个点电荷都处于平衡状态,问:C 应带什么性质的电荷?应处于何处?所带电荷量为多少?图5解析 根据平衡条件判断,C 应带负电,放在A 的左边且和AB 在一条直线上.设C 带电荷量为q ,与A 点相距为x ,则以A 为研究对象,由平衡条件:k qQ A x 2=k Q A Q B r 2①以C 为研究对象,则k qQ A x 2=k qQ B (r +x )2② 解①②得x =12r =0.2 m ,q =-94Q故C 应带负电,放在A 的左边0.2 m 处,带电荷量为-94Q . 答案 C 应带负电 放在A 的左边0.2 m 处 -94Q18.如图6所示,一个质量为m ,带电量为-q 半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中(电场线与水平面平行)当小球静止时,测得悬线与竖直线夹角为30°,重力加速度为g .求该匀强电场的场强大小及方向.图6解析 小球在电场中受重力、电场力、拉力三个力,合力为零,则知电场力的方向水平向左,而小球带负电,电场强度的方向与负电荷所受电场力方向相反,所以匀强电场场强方向水平向右.由图,根据平衡条件得qE =mg tan 30°得E =mg tan 30°q . 答案 大小为mg tan30°q 方向水平向右。
人教版高考物理选修1-1课时训练同步测试课时分层作业14 交变电流
课时分层作业(十四)[基础达标练](15分钟分值:50分)1.(6分)下列选项中属于交流电的是( )C[方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征.A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化,但其方向不变,它们所表示的是直流电.C选项中电流的方向随时间做周期性变化,故选C.] 2.(6分)(多选)下列说法正确的是( )A.使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值B.用交流电流表和电压表测得的数值是有效值C.照明电路电压为220 V指的是有效值D.所有交变电流的有效值和最大值之间均存在E e=E m2,U e=U m2和I e=I m2的关系BC[各种使用交流电的用电器铭牌上所标的数值均为有效值,故A项错误;交流电表测量值为有效值,故B项正确;照明电路电压为220 V是有效值,故C项正确;E e=E m2,U e=U m2,I e=I m2是正(余)弦交变电流有效值和最大值的关系,故D项错误.]3.(6分)一个白炽灯泡上标有“220 V 40 W”,那么为了使它正常发光,所使用的正弦交流电应是( ) A.电压最大值为220 V,电流最大值约为0.18 AB.电压最大值为311 V,电流最大值约为0.26 AC.电压有效值为220 V,电流有效值约为0.26 AD.电压有效值为311 V,电流有效值约为0.18 AB[电器上的标识一般不加特殊说明皆指交流电的有效值.由P=UI解得I=0.18 A,U m=311 V,I m=0.26 A,故B正确.]4.(6分)(多选)一个按正弦规律变化的交变电流的i t 图象如图339所示.根据图象可以判定( )图339A .交变电流的频率f =0.2 HzB .交变电流的最大值I m =20 AC .交变电流瞬时值表达式i =20 sin(0.02t)AD .在t =T8时刻,电流的大小为102 ABD [从图中可以看出, 交变电流的最大值为I m =20 A. 交变电流的周期为T =0.02 s ,所以f =1T =50 Hz.交变电流的瞬时值表达式为i =I m sin ωt =I m sin(2πft)=20 sin(314t)A. 在t =T8时,交变电流的瞬时值为i =I m sin 2πT t =I m sin π4=102A ,所以答案为B 、D.]5.(6分)2 A 的直流电流通过电阻R 时,t 时间内产生的热量为Q.现让一正弦式电流通过电阻R ,若2t 时间内产生的热量为Q ,则交变电流的最大值为( ) A .1 A B .2 A C.2 AD .22 AB [设交变电流有效值为I ,则I 2·R ·2t =(2A)2·R ·t ,故I =2A .交变电流的最大值I m =2I =2 A .故选项B 正确.]6.(6分)一只“220 V 100 W ”的灯泡接在u =311sin 314t V 的交流电源上,则下列说法中错误的是( )【导学号:41942091】A .通过灯泡的电流I =0.64 AB .与灯泡串联的电流表示数为I =0.45 AC .灯泡能正常发光D .与灯泡并联的电压表示数为U =220 VA [该交流电源的有效值为U =U m /2=3112V ≈220 V ,选项C 、D 正确;通过灯泡的电流为I =UR =2202202/100A ≈0.45 A ,选项B 正确.]7.(6分)下列对“交变电流可以‘通过’电容器”的理解正确的是( ) A .因为交流,所以电荷可以从电容器极板间通过B .极板之间的电介质中有电荷通过,连接极板的导线中有电流不断地流动C .连接极板的导线中不断地有电流通过,是因为电容器在反复地充放电D .电容器两极板间有电介质,所以交变电流才能从电容器中通过C [电容器的两极板之间是相互绝缘的,不论是恒定电流还是交变电流,自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体(电介质).通常所说的交变电流“通过”电容器,并不是自由电荷穿过了电容器,而是在交流电源作用下,电容器反复不断地充电和放电,使电路中有持续的交变电流.]8.(8分)如图3310中画出了六种电流随时间变化的图象.这六个图中的电流,都随时间t 做周期性变化,其中属于交流的是_______,属于正弦式电流的是_______.图3310[解析] 大小和方向随时间作周期性变化的电流为交流电,b 、d 中方向不变不是交流电. [答案] (a)(c)(e)(f) (c)[能力提升练] (25分钟 分值:50分)9.(6分)在两个阻值相同的电阻上分别通以如图3311甲所示的正弦交变电流和如图乙所示方形波电流,它们的峰值和周期都相同.则两电阻在相同时间内产生的热量之比为( )图3311A .1∶1B .1∶2C .2∶1D .2∶3B [正弦交变电流的有效值为I =I m 2.它流经电阻R 在时间t 内产生的热量为Q =I 2Rt =12I 2m Rt方形波电流经过电阻R 在时间t 内产生的热量为Q 2=I 2m Rt 所以Q 1Q 2=12.]10.(6分)正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图3312甲所示的方式连接,R =10 Ω,交流电压表的示数是10 V .图乙是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象.则下列说法正确的是( )图3312A .通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos 100πt(A)B .通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =sin 50πt(V)C .R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =10cos 100πt(V)D .R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =102cos 50πt(V)A [交流电压表的示数是10 V ,则电压表的最大值为U m =2 U =102 V ;而周期T =2×10-2s ;因此ω=2πT=100π rad/s ;交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象,则输出电压u 随时间t 的表达式为u =102cos 100πt(V);因此通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =UR =2cos 100πt(A);而R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =102cos 100πt(V),故A 正确,B 、C 、D 错误.]11.(6分)(多选)如图3313所示,甲为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示.发电机线圈内阻为1 Ω,外接灯泡的电阻为9 Ω,则( )【导学号:41942092】图3313A. 电压表的示数为6 VB. 发电机的输出功率为4 WC. 在1.0×10-2 s 时刻,穿过线圈的磁通量最大D. 在0.5×10-2 s 时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大CD [发电机相当于一个电源,电压表测量路端电压,电源电动势为E =622V =6 V ,根据闭合回路欧姆定律可得路端电压,即电压表示数为U =R R +r E =99+1×6 V =5.4 V ,A 错误;发电机的输出功率为P输出=U 2R =5.429 W =3.24 W ,B 错误;在1.0×10-2s 时刻,瞬时电流为零,即此时磁通量最大,磁通量变化率最小,在0.5×102 s 时刻,瞬时电压对应峰值,此时磁通量变化率最大,磁通量为零,故C 、D 正确.] 12.(6分)如图3314甲所示的正弦交流电,接入图乙所示电路的M 、N 两端.已知图乙电路中的定值电阻R =110 Ω,电流表A 为理想电流表,C 为击穿电压为250 V 的电容器,D 为熔断电流I 0=2.5 A 的保险丝.则下列说法中正确的有( )图3314A .电流表读数为2.82 AB .若将电容器C 接到P 、Q 两点之间,电容器C 不会被击穿 C .保险丝D 接入电路中的图示位置,肯定会被熔断D .若保险丝不被熔断,在10个周期内,电阻R 发出的热量为88 J D [由题给交流电压图象可知,该交流电压的最大值U m =311 V ,周期T = 0.02 s.交流电流表所测得的电流值为有效值,因而电流表读数为I =U R =220110A =2 A ,选项A 错误.电容器的击穿电压是指电容器被击穿时电压值的下限.因而与之相对应的应该是交流电压的最大值,亦即电容器C 只能接入电压的最大值小于250 V 的交流电路中,今将其接入P 、Q 两点之间会被击穿,选项B 错误.保险丝的熔断是由于电流的热效应所致,熔断电流值指的是电流的有效值,I 0=2.5 A >2 A ,所以保险丝D 不会被熔断,选项C 错误.交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的,所以计算电阻R 上发出热量则应该用有效值计算,10个周期内电阻R 上发出热量Q =I 2Rt =(220/110)2×110×10×0.02 J =88 J ,选项D 正确.]13.(12分)一交流电流的图象如图3315所示,由图可知,该交变电流瞬时值表达式为i =________ A ,用电流表测该电流,示数为________ A ,若该交流电流通过10 Ω的电阻时,电阻消耗的电功率为________ W.图3315[解析] 要写出正弦电流的表达式,需确定最大值和角速度,由图象可知最大值为102 A ,角速度是200π,即可写出表达式为i =I m sin 200πt ,示数为I =I m 2=10 A .电功率为P =I 2R ′=1 000 W.[答案] 10 2sin 200πt 10 1 00014.(14分)一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为400 V ,线圈匀速转动的角速度为314 rad/s ,试写出电动势瞬时值的表达式.如果该发电机与只含电阻的负载组成的闭合电路的总电阻为2 000 Ω,则电路中电流的峰值为多少?电流的瞬时值表达式怎样?【导学号:41942093】[解析] 根据电动势瞬时值的公式e =E m sin ωt ,由E m =400 V ,ω=314 rad/s , 所以e =400sin 314t V又因为I m =E mR,i =I m sin ωt ,R =2 000 Ω所以I m =4002 000 A =0.2 Ai =0.2sin 314t A.[答案] e =400sin 314t V 0.2 A i =0.2sin 314t A。
人教版高考物理选修1-1课时训练同步测试课时分层作业12 电磁感应现象
课时分层作业(十二)[基础达标练](15分钟分值:50分)1.(6分)下列现象中属于电磁感应现象的是( )A.磁场对电流产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路中产生电流C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场B[电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象,选项B是正确的.]2.(6分)关于磁通量的概念,下面的说法正确的是( )A.磁场中某处的磁感应强度越大,面积越大,则穿过线圈的磁通量就一定越大B.放在磁场中某处的一个平面,穿过它的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而产生的D.磁场中某处的磁感应强度不变,放在该处线圈的面积也不变,则磁通量一定不变C[根据磁通量的定义,当平面与磁场垂直时,磁通量为磁感应强度B与面积S的乘积;当平面与磁场平行时,磁通量为零,可知A、B项错误;磁通量既与磁场有关,也与面积S有关,所以磁通量的变化不一定仅由磁场的变化引起,也可能由于面积的变化引起,C项正确;当平面与磁场的夹角发生变化时,穿过平面的磁感线的条数也会变化,D项错误.]3.(6分)如图3113所示,虚线框内有匀强磁场,1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量,则有( )图3113A.Φ1>Φ2B.Φ1=Φ2C.Φ1<Φ2D.无法确定B[由题图知,穿过圆环1、2的磁感线条数相等,故Φ1=Φ2.]4.(6分)如图3114所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路,在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是( )【导学号:41942081】图3114A.线圈不动,磁铁插入线圈时B.线圈不动,磁铁拔出线圈时C.磁铁插在线圈内不动D.磁铁和线圈相对移动时C[根据电磁感应现象产生的条件,不论哪部分移动,只要磁体与线圈的相对位置发生变化,线圈所在处的磁场都会发生变化,所以选项A、B、D中都会产生感应电流,C中不会产生感应电流.]5.(6分)如图3115所示是“探究电磁感应产生条件”的实验装置,下列情况不会引起电流表指针偏转的是( )图3115A.闭合开关时B.断开开关时C.闭合开关后拔出线圈A时D.断开开关后移动变阻器的滑片时D[“不会引起指针偏转”说明线圈B中磁通量不变,而闭合、断开开关时线圈A中的磁场变化,闭合开关后拔出线圈A会引起线圈B中磁通量变化;但断开开关后移动滑动变阻器滑片时,A线圈中无磁场,则不会引起B线圈磁通量的变化,电流表指针不会偏转,选项D正确.]6.(6分)如图3116所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直平面内,有一根通电导线ef,已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面的磁通量将( )图3116A.逐渐增加B.逐渐减少C.始终为零D.不为零,但保持不变C[利用安培定则判断直线电流产生的磁场,作出俯视图如图所示.考虑到磁场具有对称性,故穿入线圈的磁感线条数与穿出线圈的磁感线条数相等.故应选C.]7.(6分)如图3117所示,一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内,下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )图3117A.将磁铁竖直向上平移B.将磁铁水平向右平移C.将磁铁在图示的平面内,N极向上、S极向下转动D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内D[图示状态下,穿过圆形线圈的磁通量为零,而选项A、B、C中的做法不会引起线圈中磁通量的变化,故无感应电流.]8.(8分)如图3118所示,电流表与螺线管组成闭合电路,将磁铁插入螺线管的过程中穿过线圈的磁通量______(填“增大”“减小”或“不变”),电流表指针将______(填“不动”或“偏转”).图3118[解析]由磁铁磁场的分布可知,将磁铁插入螺线管的过程中穿过线圈的磁通量将增大;电流表与螺线管组成闭合电路的磁通量发生变化而产生感应电流,电流表指针将发生偏转.[答案]增大偏转[能力提升练](25分钟分值:50分)9.(6分)如图3119所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L过M的圆心,且通以向上的电流I,则( )【导学号:41942082】图3119A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流B.当M左右平移时,环中有感应电流C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流D[由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆,故只要L与M保持垂直,穿过金属环M的磁通量就为零,保持不变,环中均无感应电流产生.故选项D正确.]10.(6分)如图3120所示,一线圈放在通电螺线管的正中间A处,现向右移动到B处,则在移动过程中通过线圈的磁通量如何变化( )图3120A.变大B.变小C.不变D.无法确定B [螺线管内部磁场向左穿过线圈,设向左穿过线圈的磁通量为Φ1,螺线管外部磁场向右穿过线圈,设穿过的磁通量为Φ2,则净磁通量为Φ=Φ1-Φ2.线圈从正中间A 处,现向右移动到B 处Φ2增大,Φ1不变.则Φ减小.故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B.]11.(6分)如图3121所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d.一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域.若d>L ,则线框穿过磁场区域的过程中,线框中产生感应电流的时间为( )图3121A.d vB.L vC.2L vD.d +2L vC [在线框进入和穿出磁场的过程中,穿过线框的磁通量分别增大和减小,闭合线框中有感应电流产生;整个线框在磁场中运动时,线框中无感应电流产生,所以,线框中有感应电流的时间为2L v.] 12.(6分)(多选)在图3122的电路中,当开关S 闭合后,为使灵敏电流计的指针偏转,下列说法中可行的是( )【导学号:41942083】图3122A .将A 线圈向左靠近B 线圈B .将开关S 突然断开C .保持右边电路电流不变D .将滑动变阻器的阻值调小ABD[在螺线管A中有磁通量的变化就引起螺线管B中的磁通量变化,所以将滑动变阻器的阻值调小,将开关S突然断开都能使磁通量发生变化,产生感应电流,使灵敏电流计的指针偏转,选项B、D对;当线圈靠近的时候也可以使穿过B螺线管的磁通量变化,所以选项A也对.]13.(12分)在一段时间里,法拉第记下了大量实验失败的日记,然而他却一如既往,没有放弃追求,坚信既然“电能生磁”,那么“磁也一定能产生电”.正是在这种执着的追求中,1831年法拉第终于获得了成功.他制作了两个线圈,分别绕在铁环上,一个线圈与伏特电池连接,另一个线圈的两端用一根铜线连接起来,这根铜线的下方放有一根小磁针.法拉第在实验中发现,当开关接通或断开的刹那间,小磁针都发生微小摆动,而在电流稳定不变时,即使所通电流很大,小磁针也不发生任何摆动.这就是人类发现电磁感应现象的最初实验,它是物理学上一个重要的里程碑.法拉第磁生电实验示意图图3123问题:小磁针偏转是什么原因导致的?为什么电流稳定不变时小磁针不偏转?[答案]感应电流的磁场使小磁针偏转.电流稳定时铁环中的磁通量不发生变化,在无电源的线圈中不能产生感应电流.14.(14分)“摇绳能发电吗”?把一条大约10 m长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路.两个同学迅速摇动这条电线,可以发电吗?简述你的理由.图3124[解析]从探究实验来看,在地磁场中闭合电路的部分导体——“摇绳”在做切割磁感线运动;从磁通量变化来看,在“摇绳”运动的过程中,B不变,S变化.可见,发生电磁感应,产生感应电流.[答案]见解析。
教科版选修1-1课时分层作业:第6章+1、216+Word版含解析.doc
课时分层作业(十六)(40分钟70分)1.(5分)(多选)电磁学与电磁技术的早期研究有怎样的特点()A.电、磁的研究是共同进行的B.电、磁的研究是分别进行的C.主要是定性研究D.已经开始定量计算BC[早期电与磁是分别进行的,指南针的发明、地磁场的发现、电池的发明都属于这一时期,主要是定性研究,故B、C正确.]2.(5分)(多选)关于电力技术的产生与发展说法正确的是()A.法拉第制造了第一台永磁式发电机B.安培制造了第一台电动机C.爱迪生发明了电灯D.爱迪生建成世界上第一座发电站CD[法国电气工程师皮希克根据法拉第电磁感应定律制成第一台永磁发电机,德国电气工程师雅可比根据安培定理制成了第一台电动机,故A、B错误.爱迪生发明了电灯之后,又建成第一座发电站,故C、D正确.] 3.(5分)关于电信息技术的产生与发展说法不正确的是()A.第一台电报装置由莫尔斯与亨利共同研制成功B.贝尔发明了电话C.布朗利和洛齐实现了飞跃英吉利海峡的通信D.马可尼与波波夫电波通信的成功,开辟了无线电通信的新时代C[1898年马可尼实现了飞跃英吉利海峡的通信,故C错误,其他均正确.] 4.(5分)为电信息的应用提供了科学原理与技术思路的是()A.电流磁效应的发现B.电磁波的发现C.电磁学的建立D.发电机的发明C[电磁学的建立为电信息的应用提供了科学原理与技术思路,C正确,其他选项均错误.]5.(5分)下列说法正确的是()A.电能的大规模应用在历史上称为第一次产业革命B.内燃机的应用在历史上称为第二次产业革命C.蒸汽机的应用在历史上称为第一次产业革命D.电子计算机的广泛应用在历史上称为第二次产业革命C[第一次产业革命是指蒸汽机的广泛应用,第二次产业革命是指电能的大规模应用,故C正确,其他选项错误.]6.(5分)(多选)下列关于电磁领域重大技术发明的说法正确的是()【导学号:37032117】A.发明电灯的科学家是爱迪生B.发现电磁感应定律的科学家是法拉第C.发现电流的磁效应的科学家是安培D.发明电话的科学家是赫兹AB[发明电灯的科学家是爱迪生,选项A正确;发现电磁感应定律的科学家是英国科学家法拉第,选项B正确;发现电流的磁效应的科学家不是安培,是奥斯特,选项C错误;发明电话的科学家是贝尔,选项D错误.] 7.(5分)下列说法不正确的是()A.科学技术的发展与进步使人类的许多梦想都变成了现实B.所有的电磁辐射都是有害的C.电磁污染对人和动物、植物都是有害的D.电能的利用也会造成环境污染,生态破坏B8.(6分)“指南针”是我国四大发明之一,这一伟大发明在航海、探险、军事方面都有重要的实用价值.指南针能指方向,是因为指南针受到了________磁场的作用.指南针静止时北极所指的方向是在地理的________极附近.【解析】指南针受到了地磁场的作用而指向南北方向;地磁的北极在地理的南极,且不完全重合.所以指南针静止时北极所指的方向是在地理的北极附近.【答案】地北9.(5分)(多选)电磁技术应用带来的负面影响包括()A.火力发电不仅消耗大量不可再生资源,而且造成严重的环境污染B.电器元件设备的制造,消耗了大量的金属矿,并且也造成严重的环境污染C.电子垃圾已成为严重环境问题D.氟利昂制冷剂破坏臭氧层ABCD[电磁技术的负面影响归结起来,主要是资源的消耗及环境污染两方面的问题,ABCD都是负面影响的表现.]10.(8分)列举电磁污染的危害.【解析】(1)所有用电设备都辐射电磁波,会对其他电子仪器设备的正常工作产生干扰,对生物体也有危害,例如长期过量的电磁辐射会损害人的中枢神经系统、心血管系统、内分泌系统、生殖系统等.(2)电能的获得伴随着环境污染和生态破坏等.【答案】见解析11.(8分)社会可持续发展的对策有哪些?【解析】(1)大力发展利用可再生资源,减少对不可再生资源的消耗.(2)重视技术创新、发展循环经济、研究与开发清洁生产技术,使各种污染物在材料的生产过程中自行转化而不造成泄漏.(3)尊重科学,加强管理,制定有关技术措施及政策,解决电子垃圾、电磁辐射等引起的环境及生态问题.12.(8分)电磁技术对人类社会发展的三次重大贡献是指什么?【解析】电磁技术对人类社会发展的三次重大贡献是指:(1)指南针与地理发现,在欧洲人远航探险、发现美洲等一系列事件中,指南针起到了重要的作用.(2)电能的应用与产业革命,电能的大规模应用,在历史上称为第二次产业革命,它对人类社会的发展产生了巨大的推动作用.(3)电信息的应用与信息社会的到来,电报、电话、无线电通信的发明及应用,满足了信息的远距离、快传递的要求,电子计算机、多媒体技术以及信息网络的出现等极大地加快了人类文明的进步.【答案】见解析经典语录1、最疼的疼是原谅,最黑的黑是背叛。
教科版选修1-1课时分层作业:第2章+3+磁场对运动电荷的作用力6+Word版含解析.doc
课时分层作业(六)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将()A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地点,稍向东偏转C.相对于预定地点,稍向西偏转D.相对于预定地点,稍向北偏转B[地球表面地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电.根据左手定则可判定,质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东.] 2.(6分)(多选)如图所示为带电粒子在磁场中的运动情况,其中B、v分别为晓宇同学用左手定则判断粒子所为磁感应强度方向和粒子运动的速度方向,f洛受的洛伦兹力方向,则晓宇同学判断正确的是()BD[洛伦兹力的方向应垂直于带电粒子的速度方向与磁场方向所在的平面,所以A错误.由左手定则判断B正确.带电粒子速度方向和磁感应强度方向平行,不受洛伦兹力,所以C错误.由左手定则判断,其中负电荷运动方向与电流方向相反,所以D正确.]3.(6分)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一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B[当通电直导线放置的方向与匀强磁场的方向平行时,通电直导线不受安培力的作用,则A错误;安培力是大量运动电荷所受的洛伦兹力的宏观表现,B 正确;带电粒子所受的洛伦兹力的方向与粒子的速度方向始终是垂直的关系,因此洛伦兹力不做功,C错误;由左手定则可知,磁场的方向与安培力的方向垂直,D错误.]4.(6分)一个长螺线管中通有交变电流,把一个带电粒子沿管轴线射入管中,不计重力,粒子将在管中()【导学号:37032048】A.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动D[螺线管内部的磁场方向始终与轴线平行,带电粒子沿着磁感线运动时,不受洛伦兹力作用,所以粒子将在管中做匀速直线运动.故D对.] 5.(6分)关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是()A.F、B、v三者必定均保持垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于BB[根据左手定则,F一定垂直于B、v;但B与v不一定垂直.]6.(6分)如图2-3-6为阴极射线管的结构示意图,阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动,如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则电子束的偏转方向为()图2-3-6A.向上偏转B.向下偏转C.向纸内偏转D.向纸外偏转B[带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力方向时,四指应指向电子运动的反方向,磁场垂直穿过手心,则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.]7.(6分)竖直放置的螺线管通有如图2-3-7所示的电流,一质子从螺线管的正上方以水平向右的速度进入该螺线管产生的磁场中,此后质子将()图2-3-7A.向上偏转B.向下偏转C.向纸外偏转D.向纸内偏转D[首先根据安培定则判断通电螺线管上边的磁场的方向向下.正电荷向右运动,根据左手定则判断可知:粒子受到通电螺线管磁场的作用力的方向垂直于纸面向里,所以粒子将向纸内偏转.故ABC错误,D正确.]8.(6分)一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛伦兹力F的方向如图2-3-8所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是()图2-3-8A.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A[若粒子带负电,由左手定则可判断粒子运动的方向向下;若粒子带正电,由左手定则可判定粒子运动方向向上.][能力提升练](25分钟50分)9.(6分)宇宙射线中存在高能带电粒子,假如大气层被破坏,这些粒子就会到达地球,从而给地球上的生命带来危害,根据地磁场的分布特点,判断下列说法中正确的是()【导学号:37032049】A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极最弱C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用B[当带电粒子的运动方向与磁感线的方向在一条直线上时,磁场对它没有作用力,当带电粒子的运动方向与磁感线的方向垂直时,磁场对它的作用力最大,根据地磁场的方向和宇宙射线的入射方向可以判定,选项B正确.] 10.(6分)(多选)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中,下面利用了此物理原理的装置有()AB[磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力向A、B两极偏转,从而保证A、B两极间有足够的正负电荷形成电源两极;电子显像管是利用磁场中电子受洛伦兹力偏转打到荧光屏上显像;电熨斗是利用了电流的热效应;洗衣机是磁场对电流产生安培力,从而使洗衣机转动,则选项AB正确,CD错误;故选AB.]11.(6分)(多选)如图2-3-9所示,匀强磁场沿水平方向垂直纸面向里,正、负粒子以相同的速度沿水平方向垂直射入匀强磁场时,不计粒子间相互作用力,下列说法正确的是()图2-3-9A.正粒子所受洛伦兹力方向向上B.正粒子所受洛伦兹力方向向下C.负粒子所受洛伦兹力方向向上D.负粒子所受洛伦兹力方向向下AD[磁场的方向向里,正电荷运动的方向与电流的方向是相同的,方向向右,由左手定则可知,正电荷受到的洛伦兹力的方向平行于纸面向上.故A正确,B错误.磁场的方向向里,负电荷运动的方向与电流的方向是相反的,所以负电荷的等效电流方向向左,由左手定则可知,负电荷受到的洛伦兹力的方向平行于纸面向下.故C错误,D正确.]12. (6分)如图2-3-10所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电子流方向向上,由于磁场作用,则()图2-3-10A.板左侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势B.板左侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势C.板右侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势D.板右侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势D[由左手定则判断,电子向右侧偏转.]13.(6分)(多选)在真空环境中,原来做匀速直线运动的电子进入到与它运动方向垂直的匀强磁场中,在洛伦兹力的作用下,形成圆弧运动轨迹,下面的说法中正确的是()A.电子所受的洛伦兹力是恒力B.进入磁场后电子动能不变C.进入磁场后电子的速度不变D.电子所受洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直BD[电子所受的洛伦兹力方向总与速度方向垂直,洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,对电子总不做功,故B、D正确,A、C错误.]14. (6分)如图2-3-11所示,带负电物体由静止开始从粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v.若加上一垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时()图2-3-11A.v变大B.v变小C.v不变D.无法确定B[加上磁场后,小物体受到垂直于斜面向下的洛伦兹力作用,物体与斜面正压力变大,摩擦力变大,所以物体滑到底端时速度要变小,故选B.]15. (8分)如图2-3-12是等离子体发电机的示意图,磁感应强度为B,两板间距离为d,要使输出电压为U,则等离子的速度v为__________,a是电源的__________极.图2-3-12【解析】带电粒子在磁场中发生偏转,使上下极板间出现电势差,形成了电场.这时板间的带电粒子除受洛伦兹力外,还受电场力.当两力大小相等时,粒子不再偏转,极板间形成稳定的电势差,由q v B=Uqd,得v=UBd.【答案】UBd正16.(6分)电视机显示器接收到摄影信号时,电子束从荧光屏左上角开始从左向右扫描出一条水平线,之后再扫描下一条水平线,如此高频率地从上而下扫描,使荧光屏上的亮点构成了我们看到的影像,是利用了人眼的________效应.【导学号:37032050】【解析】电子打在荧光屏上形成一个亮点,每次只打出一个图像点,要想看到连续的画面需要高频率地对整个屏幕逐点扫描,由于眼睛的视觉暂留,我们无法分辨出分立的点而是看到连续的画面.【答案】视觉暂留经典语录1、最疼的疼是原谅,最黑的黑是背叛。
人教版高考物理选修1-1课时训练同步测试课时分层作业16 高压输电
课时分层作业(十六)[基础达标练] (15分钟 分值:50分)1.(6分)远距离输电时,在输送电功率不变的条件下( ) A .只有增大导线的电阻,才能减小输电电流,提高输电效率 B .提高输电电压,能减小输电电流,提高输电效率 C .提高输电电压,会增大输电线上的能量损耗 D .提高输电电压,会增大输电线中的电流B [在输电功率一定时,由P =UI 知,当U 增大时,I 减小,输电线上损耗的功率P 损=I 2R 将变小.] 2.(6分)(多选)输电线路输送4 840 kW 的电功率,采用110 kV 高压输电时,输电导线中的电流为I 1;假如用2 200 V 电压输电时,输电导线中的电流为I 2,则I 1、I 2的值是( ) A .I 1=4.4×104A B .I 1=44 AC .I 2=2.2 AD .I 2=2.2×103 ABD [由公式:P =UI ,I 1=PU =4 840 kW 110 kV =44 A ;I 2=4 840 kW2 200 V =2.2×103A ,所以选项B 、D 正确.]3.(6分)(多选)发电厂发电机升压后的输出电压为U 1,发电厂到学校的输电导线总电阻为R ,通过导线的电流为I ,学校降压变压器原线圈得到的电压为U 2,则输电线上损耗的功率可表示为( )【导学号:41942099】A.U 21R B.U 1-U 22RC .I 2RD .I(U 1-U 2)BCD [输电线上的损失的电压U 损=U 1-U 2,则P 损=U 2损R=U 1-U 22R,选项B 正确,选项A 错误;由P 损=IU 损=I(U 1-U 2)知,选项D 正确;由P 损=I 2R 知,选项C 正确.]4.(6分)(多选)为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上输电电压为U ,电流为I ,热耗功率为ΔP ;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9ΔP ,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A .输电电流为3IB .输电电流为9IC .输电电压为3UD .输电电压为13UAD [由ΔP =I 2R 线知ΔP ′=9ΔP 时,I ′=3I ,故A 对B 错;又由P =IU 得,U ′=13U ,故C 错D 对.]5.(6分)(多选)远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高到原来的n 倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是( ) A .输电线上的功率损失是原来的1nB .输电线上的功率损失是原来的1n 2C .输电线上的电压损失是原来的1nD .输电线上的电压损失是原来的1n 2BC [当输电电压升高为原来的n 倍时,输电电流减小为原来的1n,输电线上损失的功率为P损=I 2R ,所以输电线上的功率损失降低到原来的1n 2;因输电线上的电压损失U 损=IR ,所以电压损失是原来的1n ,故选项B 、C 正确.]6.(6分)我国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( ) A.P4 B.P 2 C .2PD .4PA [由P =UI 可知输出电压由500 kV 升高到1 000 kV 时,电路中的电流将减为原来的一半;由P 损=I 2R线可知电路中损耗的功率变为原来的14,选项A 正确.]7.(6分)远距离输电线路的示意图如图353所示.若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是( )图353A .升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B .输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C .当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大D .升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压C [变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的,故选项A 、B 错;用户用电器总电阻减小,由P =U 2R ,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,选项C 对;升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器的输入电压,选项D 错.]8.(8分)一座发电站,它输出的电功率是4 800 kW ,输电电压是110 kV.如果输电导线的总电阻是0.5 Ω,那么输电线上损失的电功率是多少?如果用400 kV 的电压输电,输电线上损失的电功率将是多少? [解析] 根据P =UII 1=P 出U 1=4.8×106 W1.1×105 V≈43.6 AP 损1=I 21R =(43.6 A)2×0.5 Ω=950.48 W I 2=P 出U 2=4.8×106 W400×103 V =12 AP 损2=I 22R =(12 A)2×0.5 Ω=72 W. [答案] 950.48 W 72 W[能力提升练] (25分钟 分值:50分)9.(6分)(多选)某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P 0,输电电压为U ,输电导线的总电阻为R 线.则下列说法正确的是( ) A .输电线上的电流I =URB .输电线上的电流I =P 0UC .输电线上损失的功率P =⎝ ⎛⎭⎪⎫P 0U 2·R 线D .输电线上损失的功率P =U 2R 线BC [输电线上的电流I 线=P 0U =U 线R ,故A 错误,B 正确;输电线上的功率损失P =I 2线R 线=⎝ ⎛⎭⎪⎫P 0U 2·R =U 2线R ,故C 正确.D 错误.]10.(6分)远距离输电的原理图如图354所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2,电压分别为U 1、U 2,电流分别为I 1、I 2,输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )图354A.I 1I 2=n 1n 2 B .I 2=U 2RC .I 1U 1=I 22RD .I 1U 1=I 2U 2D [根据理想变压器的工作原理解题.根据理想变压器的工作原理得I 1U 1=I 2U 2、I 1I 2=n 2n 1.U 2不是加在R 两端的电压,故I 2≠U 2R ,而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和.选项D 正确.]11.(6分)(多选)如图355所示,有一台交流发电机E ,通过理想升压变压器T 1和理想降压变压器T 2从远处为用户供电,输电线的总电阻为R.T 1的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1,它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2;T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3,它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4.设T 1的输入电压U 1一定,当用户消耗的电功率变大时,有 ( )【导学号:41942100】图355A .U 2减小,U 4变大B .U 2不变,U 3变小C .P 1变小,P 2变小D .P 2变大,P 3变大BD [由理想变压器输出决定输入可得,当用户功率增大时,升压变压器的输入功率必增大,即P 1增大,输入电压U 1为定值不变,升压变压器的匝数不变,故输出电压U 2不变,由于P 1增大,由P 1=U 1I 1=P 2=U 2I 2可知,I 1增加,P 2、I 2增加,U 3=U 2-I 2R ,故U 3减小;降压变压器原、副线圈匝数不变,所以随U 3减小,U 4减小,由于用户功率增加,即P 4增加,理想变压器无功率损耗,可得:P 3=P 4,功率P 3也增加.综上所述,选项A 、C 错误,选项B 、D 正确.]12.(6分)某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户,其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 电压输电,则下列说法正确的是( ) A .输电线上输送的电流大小为2×105 A B .输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC .若改用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD .输电线上损失的功率为ΔP =U 2r ,U 为输电电压,r 为输电线的电阻B [由P =IU 得输电线上输送的电流 I =PU =3×106×103500×103 A =6×103 A ,由ΔU =Ir 得输电线路上的电压损失 ΔU =6×103×2.5 V =15×103 V ,若改用5 kV 电压输电,输电线上损失的功率为ΔP =I ′2r =P 2U ′2r =⎝⎛⎭⎪⎫3×10652×2.5 W =9×1011 W>3×106 kW ,这是不可能的,所以选项C 错误,选项B 正确.]13.(12分)通过相同材料制成的导线向同一用户输送10 kW 的电功率,如在输送电压为110 V 和220 V 两种情况下输电线上损失的电能相同,那么两种情况下输电线的电阻之比为多少?[解析] 设输送电压为U 1时输电线上的电流为I 1,输送电压为U 2时输电线上的电流为I 2,且P =IU. 又P 相同,所以I 1U 1=I 2U 2.设输电线上损失的功率为P 损,则P 损=I 2R. 因为P 损相同,所以R 1R 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫I 2I 12=⎝ ⎛⎭⎪⎫U 1U 22=14.[答案]1414.(14分)发电机输出功率为40 kW ,输出电压400 V ,用原、副线圈的匝数比为1∶5的变压器升压后向远处供电,输电线总电阻为5 Ω,到达用户后再用变压器降为220 V ,(均为理想变压器)求: (1)输电线上损失的电功率; (2)降压变压器的原、副线圈匝数比.【导学号:41942101】[解析] 画输电示意图如图所示:(1)由U 1U 2=n 1n 2得U 2=U 1n 2n 1=400×51 V =2 000 V又P 2=P 1=U 2I 2,所以I 2=P 2U 2=40×1032 000 A =20 AΔP 损=I 22R =202×5 W =2 000 W. (2)ΔU =I 2R =20×5 V =100 VU 3=U 2-ΔU =2 000 V -100 V =1 900 V 所以n 3n 4=U 3U 4=1 900220=9511.[答案] (1)2 000 W (2)95∶11。
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1 静电现象及其应用课时分层作业(一)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍BD[元电荷是最小的电荷量,等于一个电子或一个质子所带的电荷量,但不是电子,故A、C错误,B正确;任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,故D正确.]2.(6分)属于静电利用现象的是( )A.油罐车上连接地线B.屋顶安装避雷针C.复印机复印文件资料D.印染厂车间保持湿度C[油罐车上连接地线,可以把运输过程中由于摩擦产生静电荷导走,防止静电产生火灾,故A错误.屋顶安装避雷针是将空中静电导入大地,以避免产生雷击,属于静电的防止,故B错误;复印机复印文件资料属于静电的利用,故C正确;保持印染厂车间里的空气湿度,使将产生的静电导入大地,属于静电的防止,故D错误.本题选择静电利用现象,故选C.]3.(6分)关于静电,以下说法中不正确的是( )【导学号:37032004】A.干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花,听到噼啪声,这是火花放电现象B.室内栽花种草可有效防止静电C.高压输电导线表面要很光滑,主要是为了美观D.油罐车尾装一条拖地铁链,有利于消除静电C[干燥天气里化纤的衣服摩擦后带异种电荷而出现放电现象,从而会看到火花,听到劈啪声,故A正确;B.室内栽花种草可增加空气的湿度,有效防止静电,故B正确;C.表面光滑可以减小导线上的尖端凸起,这样可以大大减少尖端放电,故C错误;D.油罐车在运动的过程中,由于里面的油在晃动,也会摩擦产生静电,后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走,有利于消除静电,故D正确.本题选不正确的故选C.]4.(6分)下列现象中不属于摩擦起电的是( )A.将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,纸屑被吸起B.在干燥的冬季脱毛绒衣时,会听到轻微的噼啪声C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬,四处飘落D.穿着化纤类织物的裤子走路时,裤腿上常容易吸附灰尘C[摩擦起电后物体带静电,能吸引轻小物体,也能产生火花放电,故选项C正确.]5.(6分)人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘,其原因是( )A.人造纤维的导电性好,容易吸引灰尘B.人造纤维的导电性好,容易导走静电,留下灰尘C.人造纤维的绝缘性好,不易除掉灰尘D.人造纤维的绝缘性好,容易积累静电,吸引灰尘D[人在工作和生活中,由于衣服的摩擦等原因要产生静电,带电物体能够吸引轻小物体,灰尘容易吸附到衣物上.人造纤维比棉纤维的绝缘性能强,更容易积累静电荷,因此更容易吸引灰尘.]6.(6分)把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这是因为( )A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上B[A、B两球相碰时,B球上的电子(负电荷)在A球上电荷的吸引力作用下,移到A球上,B球失去电子带正电,A球得到电子,中和部分电荷后,仍带正电.]7.(6分)如图112所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电,则( )图112A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→aB.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→bC.b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b→aD.a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a→bA[金属导体中能够自由移动的是电子,正电荷不移动,电流方向指正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向,故A正确.]8.(6分)绝缘细线的上端固定,下端悬挂一只轻质小球a,a表面镀有铝膜,在a的近端有一绝缘金属球b,开始时,a、b均不带电,如图113所示.现使b球带电,则( )【导学号:37032005】图113A.a,b之间不发生静电相互作用B.b立即把a排斥开C.b将吸引a,吸住后不放开D.b将吸引a,接触后又把a排斥开D[带电物体能够吸引轻小物体,故b会将a球吸引过来,a与b接触后,带同种电荷而分开;故A、B、C错误,D正确;故选D.][能力提升练](25分钟50分)9.(8分)有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是( )【导学号:37032006】A.接触前,A、B一定带异种电荷B.接触前,A、B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何净电荷D.接触后,A球一定带负电荷B[带电体具有吸引轻小物体的性质,不能认为只有异种电荷间才存在吸引力,所以A可以不带电,也可以带正电,接触后,A可能带负电,也可能带正电.]10.(8分)两个带电小球相互接触后分开,然后又靠近,这时两小球( ) A.一定互相吸引B.一定互相排斥C.一定无互相作用D.可能相互排斥,也可能无相互作用D[若两球带同种电荷,相互接触后再分开,一定相互排斥.若两球带异种电荷,相互接触后,可能不带电荷无相互作用,也可能带上同种电荷相互排斥,所以选项D正确.]11.(8分)(多选)如图114所示,将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒,移近或接触两个不带电的导体球,开始时两导体球互相接触且对地绝缘,下列说法正确的是( )图114A.毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒上的正电荷转移到毛皮B.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,移走橡胶棒,两球都不再带电C.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,分开两球再移开橡胶棒,甲球带正电,乙球带负电D.橡胶棒与甲球接触一下移开,再分开两球,甲球带负电,乙球带正电BC[橡胶棒与毛皮摩擦时,是毛皮上的电子转移到橡胶棒,而使橡胶棒带负电,A错误;橡胶棒靠近甲球时,发生感应起电,甲球带正电,乙球带负电,移走棒后,两球上的电荷中和,都不带电,若先移开两球再移走棒,两球上的电荷不能中和,甲、乙两球仍带电,故B、C正确;橡胶棒与甲球接触,是接触起电,两球都带上负电荷,分开两球,仍都带负电,D错误.] 12.(8分)(多选)下列说法中正确的是( )A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分B.不带电物体摩擦起电时,一个物体失去一些电子带正电,另一个物体得到这些电子带负电C.两个带电体接触一定等分电荷量D.一个带电体接触另一个不带电体,两个物体可能带上异种电荷AB[静电感应使物体带电,不是创造了电荷,而是物体内电荷的转移,A 正确;不带电的两物体相互摩擦可使两者分别带上等量异种电荷,B正确;两个带电体接触后电荷量均分是有条件的,要求两带电体完全相同,C错误;两物体接触后可能带同种电荷,也可能不带电,不可能带异种电荷,当一个带电体接触另一个不带电体时,两者一定带同种电荷,D错误.]13.(8分)半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开.(1)若A、B两球带有同种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为________.(2)若A、B两球带有异种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为_________.【解析】设A、B原先所带电荷量均为q,带同种电荷时,不带电小球先接触A后,电荷量平分,原不带电小球带电荷量为q2,A带电荷量为q2,原不带电小球再与B接触,总电荷量平分,q2+q2=34q,原不带电小球与B均带电荷量为34q ,所以电荷量之比为q 2∶34q =2∶3.带异种电荷时,A 带电荷量为q 2,B 带电荷量为q -q 22=q 4,即原不带电小球与B 带异种电荷,先中和后再平分,所以电荷量之比为2∶1.【答案】 (1)2∶3 (2)2∶114.(10分)三个导体,其中一个带正电,两个不带电.思考下列问题:【导学号:37032007】(1)能不能使后两者都带上正电荷?(2)能不能使后两者都带上负电荷?(3)能不能使后两者分别带上等量的异种电荷?【解析】 (1)用接触带电的方式.(2)让不带电的两导体互相接触,将带电导体接近它们,使它们分别感应出正、负电荷;然后将带正、负电荷的导体分离,用手接触带正电荷的导体,将正电荷导走;最后让不带电的导体与带负电的导体接触,使两者都带上负电荷.(3)让不带电的两导体互相接触,将带正电导体移近它们,然后把它们分开,移走带正电导体.【答案】 见解析2 点电荷之间的相互作用课时分层作业(二)[基础达标练](15分钟48分)1.(6分)下列关于点电荷的说法,正确的是( )A.点电荷是客观存在的带有电荷的几何点B.带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,那么,该带电体可视为点电荷C.真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们之间的距离成反比D.真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带的电荷量的乘积成反比B[点电荷是理想化的物理模型,客观不存在,故A错误;由库仑定律可知,真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们之间的距离的平方成反比,跟它们所带的电荷量的乘积成正比,故C、D错误.]2.(6分)关于点电荷的下列说法中正确的是( )【导学号:37032012】A.体积较大的带电体在任何条件下都不可看成点电荷B.足够小(例如体积小于1 mm3)的电荷,一定可以看作点电荷C.由库仑定律可知,两个电荷间的距离趋于无穷小时,库仑力趋于无限大D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的大小,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计D[一个带电体能否看成点电荷,并不只是看它本身尺寸的大小,而是看它的形状和大小对相互作用力的影响能否忽略不计,D正确.当研究两个距离很远的带电星球间的库仑力时,两星球也可视为点电荷,A错误.两个很小的带电体距离很小时也不可看作点电荷,B错误.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷,当两电荷间的距离趋于无穷小时,电荷不能视为点电荷,库仑定律不再适用了,它们间的库仑力并非无穷大,C错误.]3.(6分)A、B两个点电荷之间的距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B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C[根据库仑定律,两个点电荷间的库仑力只由两个电荷的电量和它们间的距离来确定,因此它们间的库仑力不会受到外界的影响.选项C正确.] 4.(6分)真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为F.如果保持这两个点电荷之间的距离不变,而将它们的电荷量都变为原来的2倍,那么它们之间静电力的大小变为( )【导学号:37032013】A.F16B.F4C.16F D.4FD[由库仑定律可得原来它们之间的库仑力为:F=kq1q2r2;变化之后它们之间的库仑力为:F′=k2q1×2q2r2=4×kq1q2r2=4F,故A、B、C错误,D正确.故选D]5.(6分)两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电荷量之比为1∶5(异种电荷),在真空中相距为r,把它们接触后再放回原处,则它们间的静电力可能为原来的( )A.45B.35C.516D.14A[设两个小球的电荷量分别为q、-5q,由库仑定律知库仑力F电=kq·5qr2=5kq2r2.两球接触后,电荷量先中和再平分,电荷量变为q′=q+-5q2=-2q,此时库仑力F电′=k2q·2qr2=4kq2r2=45F电.]6.(6分)设某星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方,若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km 的地方,相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘( )A .向星球下落B .仍在新位置保持悬浮C .被推向太空D .无法判断B [星球球心到粉尘的距离为r ,粉尘质量为m ,星球质量为M ,粉尘电荷量为q ,星球电荷量为Q .粉尘原来能悬浮,说明它所受库仑力与万有引力保持平衡,则有kQq r 2=GMm r 2,由等式可看出r 增大时库仑力变化,同样万有引力也变化,等式仍成立,故选B.]7.(6分)如图122所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为L ,为球壳外半径r 的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其所带电荷量的绝对值均为Q ,那么a 、b 两球之间的万有引力F 1与库仑力F 2为( )图122A .F 1=G m 2L 2,F 2=k Q 2L 2 B .F 1≠G m 2L 2,F 2≠k Q 2L 2 C .F 1≠G m 2L 2,F 2=k Q 2L 2 D .F 1=G m 2L 2,F 2≠k Q 2L 2 D [虽然两球心间的距离L 只有其外半径r 的3倍,但由于其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质点,因此,可以应用万有引力定律;而本题中由于a 、b 两球壳所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布比较密集,又因两球心间的距离L 只有其外半径r 的3倍,不满足L 远大于r 的要求,故不能将两带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,D 正确.]8.(6分)真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷电量增加2倍,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电荷量一定减少了( )【导学号:37032014】A.12B.13C.14D.124A[因为一个点电荷电荷量变为原来的2倍,q′=2q,根据库仑定律的公式F=k Qqr2,因库仑力保持不变,则有:F=kQ′q′r2,联立得:Q′=12Q,故选A.][能力提升练](25分钟50分)9.(8分)三个相同金属球,原来有A、B两个小球带等量同种电荷,相互间的斥力为F,用第三个不带电的小球C,依次接触两个带电小球后再移走,A、B距离变为原来的两倍,则原来两个带电小球A、B之间的相互斥力变为( )A.F2B.F4C.F8D.3F32D[设q1=q2=q,则由库仑定律可知F电=k q2 r2第三个小球接触第一个小球,q1′=q2,第三个小球电荷量为q2,再与第二个小球接触,电荷量平分,变为q2′=q+q22=34q,库仑力F电′=kq1′q2′4r2=k q2·34q4r2=3kq232r2=332F.]10.(8分)如图123所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b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( )图123A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4B [据“同电性相斥,异电性相吸”规律,确定小球c受到a 和b 的库仑力F ac 、F bc 的方向,若F bc =F ac ,则两力的合力沿水平方向,考虑到a 的带电荷量小于b 的带电荷量,故F bc 大于F ac (如图所示),F bc 与F ac 的合力只能为F 2,故选B.]11.(8分)(多选)半径相同的金属球A 、B 带有等量电荷,相距一定距离时,两球间的相互作用的库仑力为F .今让第三个与A 、B 相同的不带电的金属球C 先后与A 、B 接触后再移开,此时A 、B 的相互作用力大小可能是( )【导学号:37032015】A .F 8B .3F 8C .3F 4D .F 4 AB [金属球A 、B 之间存在着相互作用力即库仑力,利用库仑定律F =k Q 1Q 2r 2可知,若当两小球的距离不变时,两球之间的相互作用力的大小与它们之间的带电荷量的乘积成正比.因两个小球的带电性不明确,所以两个小球可能带同种电荷也可能带异种电荷,故两个小球之间的作用力可能是相互吸引力,也可能是相互排斥力.若两个小球带同种电荷,C 分别与A 、B 相接触后,电荷量直接平均分配,最后A 、B 的带电荷量剩下原来的12和34.故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的38,即3F 8.若两个小球带异种电荷,C 分别与A 、B 相接触后,电荷量先中和,再平均分配,最后A 、B 的带电荷量剩下原来的12和14,故此时两个金属球之间的相互作用力变为原来的18,即18F .] 12.(8分)把一电荷Q 分为电荷量为q 和(Q -q )的两部分,使它们相距一定距离,若要使它们之间有最大的斥力,则q 和Q 的关系是________.【解析】 根据库仑定律,有F =kq Q -q r 2,其中q (Q -q )=-q 2+qQ =-(q 2-qQ )=-(q 2-qQ +Q 24)+Q 24=-(q -Q 2)2+Q 24,当q =Q 2时,静电力F 有最大值.【答案】 q =Q 213.(8分)两个带同种电荷的金属点电荷,电量分别为2×10-3 C 和6×10-3 C ,相距为1 m ,则:(1)二者间的库仑力大小是多少?(2)若将二者接触后放回原位,库仑力大小是多少?(k =9.0×109 N·m 2/C 2) 【解析】 (1)根据库仑定律,则有:F =kQq r 2=9×109×2×10-3×6×10-312=1.08×105 N.(2)两带同种电荷的小球相互接触后,电量均分,故:q ′=12(Q +q )=4×10-3 C又由库仑定律得:F ′=kq ′q ′r 2=9×109×4×10-3×4×10-312=1.44×105 N. 【答案】 (1)二者间的库仑力大小是1.08×105N(2)若将二者接触后放回原位,库仑力大小是1.44×105 N14. (10分)如图124所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球B ,静止在图示位置;若固定的带正电的小球A 带电荷量为Q ,B 球的质量为m ,带电荷量为q ,θ=30°,A 和B 在同一水平线上,整个装置处于真空中,求A 、B 两球之间的距离为多少?【导学号:37032016】图124【解析】 选B 球为研究对象,受力分析如图,因为B 静止,处于平衡状态,根据力的合成及几何知识,得F 电=mg tanθ,根据库仑定律F 电=k Qq r 2,得r = kQq mg tan θ= 3kQqmg .【答案】 3kQqmg3 电场课时分层作业(三) [基础达标练] (15分钟48分)1.(6分)由电场强度的定义式E=Fq可知,在电场中的同一点( )A.电场强度E跟F成正比,跟q成反比B.无论放入的点电荷所带的电荷量如何变化,Fq始终不变C.电场中某点的场强为零,放在该点的电荷受到的电场力不一定为零D.一个小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零B[电场强度由电场本身决定,与q、F无关,若某点E=0,由F=Eq可知F=0,故B选项正确.ACD均不正确.]2.(6分)在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右.当放入负电荷时受到的电场力方向向左,下列说法正确的是( )A.当放入正电荷时,该点的场强方向向右;当放入负电荷时,该点的场强方向向左B.只有在该点放入电荷时,该点才有场强C.该点的场强方向一定向右D.关于该点的场强,以上说法均不正确C[电场是一种客观存在的物质,一旦电场确定,则电场中任何一点的电场强度的大小和方向就被确定,与放入电场中电荷所带的电性、电荷量的多少和是否在该点放入电荷无关.电场中任何一点电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向,与负电荷受力的方向相反.综上所述,正确选项为C.] 3.(6分)(多选)关于电场线的下列说法中正确的是( )【导学号:37032022】A.电场线上每点的切线方向都跟该点正电荷受力方向一致B.电场线就是电荷在电场中的轨迹线C.在电场中有电场线的地方场强一定不为零D.电场线是假想的曲线,用来形象地描述电场ACD[A、电场线可以形象表示电场的方向,电场线上每点的切线方向都跟该点的场强方向一致,故A正确;B、电场线与电荷的运动轨迹不同,只有当电场线是直线、而且电荷从静止开始或初速度方向与加速度在同一直线上,只受电场力时,电场线与轨迹重合,故B错误;C、电场线的疏密程度反映电场的强弱,在电场中有电场线的地方场强一定不为零,没有电场线的地方场强也不一定为零,故C正确;D、电场线和磁感线都是为了形象的描述电场和磁场而引入的曲线,是假想的,并不是实际存在的线,故D正确.]4.(6分)对于由点电荷Q产生的电场,下列说法正确的是( )【导学号:37032023】A.电场强度的定义式E=FQ,式中的Q就是产生电场的点电荷的电荷量B.在真空中,电场强度的表达式为E=kQr2,式中Q就是产生电场的点电荷的电荷量C.在真空中,电场强度的表达式E=kQr2,式中Q是检验电荷的电荷量D.在Q的电场中某点,分别放置电量不同的正、负检验电荷,电场力大小、方向均不同,则电场强度也不同B[电场强度的定义式E=FQ,式中Q指的试探电荷的电荷量,所以A错误;点电荷作为场源,其电场强度的决定式为E=kQr2,Q为场源电荷的电荷量,r为某点到场源的距离,则B正确,C错误;电场强度是由电场本身决定,与试探电荷无关,与受力无关,D错误.故选B.]5.(6分)图137中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a、b两点,用E a、E b表示a、b两点的场强大小,则( )图137A.a、b两点场强相同B.电场线从a指向b,所以E a>E bC.电场线是直线,所以E a=E bD.不知道a、b附近的电场线分布,E a、E b的大小不能确定D[该电场线为一条直线,由图可知,电场线上各点的场强的方向相同,a、b两点在一条电场线上,由于无法判断电场线的疏密,也就无法判断a、b 两点电场强度的大小,故A、B、C错误,D正确.]6.(6分)法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,图138为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是( )图138A.a、b为异种电荷,a带电荷量大于b带电荷量B.a、b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带电荷量D.a、b为同种电荷,a带电荷量小于b带电荷量B[由电场线的特点可知,a、b为异种电荷,但无法判定a、b的电性;由电场线疏密程度不同,b周围电场线比a周围电场线密,说明b带电荷量大于a带电荷量.]7.(6分)(多选)关于电场线的叙述,正确的是( )A.沿着电场线的方向电场强度越来越小B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交C.电场线是人们假想的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在D.电场线是非闭合曲线,始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷BCD[电场线的疏密反映电场强度的大小,电场线越密的区域,电场强度就越大.在不同电场中沿着电场线的方向电场强度可能变大(如负点电荷的电场)、可能变小(如正点电荷的电场)、也可能不变(如匀强电场)或更复杂,故A 错误.如果两条电场线相交,根据电场线的物理意义,则该点有两个电场方向.而实际上电场中某点的场强方向是惟一确定的,所以电场中任意两条电场线不会在元电荷处相交,故B正确.电场线是一种物理模型,是为了形象描述电场而引入的,不是实际存在的线,故C正确.静电场中电场线始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷,电场线不是闭合曲线,故D正确.] 8.(6分)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的场强大小与方向.如图139是两个不等量异种点电荷形成电场的电场线,A、B是电场中的两点,则( )图139A.E A<E B,方向不同B.E A<E B,方向相同C.E A>E B,方向不同D.E A>E B,方向相同C[a处电场线比b处密,因此A处电场强度比B处大,电场强度的方向为该点的切线方向,根据电场线可知,A、B场强方向不同,故A、B、D错误,C正确.][能力提升练](25分钟50分)9.(6分)A、B为带电荷量分别为+Q和-Q的两个等量异种点电荷,c、d 为A、B连线上的两点,且Ac=Bd,如图1310 所示,关于c、d两点间电场强度的情况是( )图1310A.由c到d电场强度由大变小B.由c到d电场强度由小变大C.由c到d电场强度不变D.由c到d电场强度先变小后变大D[c、d两点处于A、B两异种点电荷所形成的叠加场中,各点场强可由E A+E B表示,但计算起来较为繁杂,可借助电场线来描绘,如图所示,从电场线分布看,从c→d过程中电场线密→疏→密,因此电场强度先变小后变大.]10. (6分)图1311中实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点.若带电粒子在运动过程中只受静电力作用,下列判断错误的是( )【导学号:37032024】图1311A.带电粒子带负电荷B.带电粒子带正电荷C.带电粒子所受静电力方向与电场线方向相反D.带电粒子做匀变速运动B[由图可以看出,带电粒子通过该电场区域时,不论是由a向b还是由b向a运动,运动轨迹都向左弯曲,表明带电粒子所受静电力方向与电场方向相反,带电粒子应带负电.因带电粒子在匀强电场中所受的静电力是恒力,故运动的加速度大小和方向不变,做匀变速曲线运动.]11. (6分)一负电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,运动到B 点的过程中,它运动的v t图象如图1312所示,则A、B两点所在区域的电场分布情况可能是下图中的( )图1312。