高中物理选修3-1课后习题答案

一章之迟
辟
智美创
作
第一节
1． 答：在天气干躁的季节，脱失落外衣时，由于摩擦，外衣
和身体各自带了等量、异号的电荷.接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是发生电击的感觉.
2． 答：由于
A 、
B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，
所以，A 带上的是负电荷，这是电子由B 移动到A 的结果.其中，A 获得的电子数为
B 失去的电子数相等.
3． 答：图
1－4
是此问题的示意图.导体B 中的一部份自由受A
的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电.A 对B 左真个吸引力年夜于对右真个排斥力，A 、B 之间发生吸引力. 4．
答：此现象其实不是说明制造出了永念头，也没有违背能
量守恒定律.因为，在把A 、B 分开的过程中要克服A 、B 之间的静电力做功.这是把机械转化为电能的过程. 第二节 1． 答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等.所以，先把A 球与B 球接触，此时，B 球带
B 球与
C 球接触，则B 、C 后，B 球再次与A 球接触，B
2．
中的质子
间的静电力可以使质子发
加速度！）
3． 答：设A 、B
当用C 接触A 时，A
C 的电荷
触后，B 的电荷量酿成
、B 间的静电力酿成
：
在此情况下，若再使A 、B 间
距增年夜为原来的2倍，则它们之
间的静电力酿成
4． 答：第四个点电荷受到其余三个
点电荷的排斥力如图1－6所示共受
三个力的作用，，由于
根据平行四边形定章，合
力沿对角线的连线向外，且年夜小
是
由于对称性，每个电荷受到其他三
个电荷的静电力的合力的年夜小都相等，且都沿对角线的
连线向外.
5． 答：带电小球受重力、静电斥力和
线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图
1－7.静电斥力
，又，
，
所
以
，
第三节
1． 答：A
、B
、C 两处电场强
2． 答
：电子所在处的电场强度为
沿着半径指向外.电子受到的
电
场
力
为
.
3． 答：重力场的场强强度即是重
3
q 1
3
向下.
4． 答：这种说法是毛病的.例如，如图
1－9所示，有一带电粒
子以平行于金属板的初速度射入电场，它沿电场线的方向做匀加速运动，而沿初速度方向做匀速运动，它的运动轨迹是曲线.也就是说，它的运动轨迹与电场线不重合.
5． （1）因为电场线的疏密水平
反映电场强度的强弱，所以，B 点的电场最强，C 点的电场
最 弱.
（2）A 、B 、C 三点的电场强度的方向如图1－10所示.
（3）负电荷在A 、B 、C 三点时的受力方向如图1－10所示. 6．
答：小球受到重力、电场力
F ，轻绳拉
情况如图1－11所示.由图可知，
，
7．
.
现电场强度为0的点.
（1
所
0.
（2
.
第四节
1．
2
． 答：（1
A
点电势比B 点高.（2
因为
所以
可见D 点电势比C 点高.（3
）
B
F 点的电势比
E 点高.小结：（1）在电场中，同一正试探电荷的电势能越年夜的点，电势越高；同一正试探电荷在电势越高的点，电势能越年夜.（2）在电场中，同一负试探电荷的电势能越年夜的点，电势越低；同一负试探电荷在电势越高的点，电势能越小.（3）正的试探电荷电势能为负值的点的电势小于负的试探电荷电势能为负值的点的电势.
3． 答：（1
）沿着电场线的方向，电势是逐渐降低的，所以
M
点的电势比N 点高.（2）先假设正试探电荷从M 点沿着与电场线始终垂直的路径移动到与P 在同一条电场线上的
.P
点，全过程静电力做正功.
所以，从M 移动到P 静电力做正
M 点电势比P 点电势高.
4．
5． 答：
6． 答：假设两个电势分歧的等势面相交.因为空间任一点的电
势只能有一个惟一的值，所以相交徙的电势就一定相等，这两个等势面的值就不能分歧，这与题设条件矛盾.所以，电场中两个电势分歧的等势面不能相交.
7． 答：根据电场线与等势面一定垂直的结论，画出的电场线
的年夜致分布如图1
－15所示.
第五节
1静电力做负功，电势能增加
2．
3． 答：因为电场线总是电势高的等势面指向电势低的等势低
的等势面，所以，由课本图1.5－2可知：（1）B 点的电势高于A 点的电势，把负电荷从A 移到B 静电力做正功，电
势能减少，负电荷在A 点的电势能较年夜.（2）负电荷从B 移动到A 时，静电力做负功.（3
第6节 电势差与电场强度的关系
1．
尘埃受静电力对尘埃做
2． 答：（1）看电场线方向知，
D
点电势比C 点电势高，（2
）B 板接地时，
.A
板
接
地
时
，
，
不论哪一板接地，都是
.（3）
E 点
再移到
D 点，静电力做的功不会改变.这是因为静电力做功与路径无关，只与初末位置有关.
3． 雷击就是一种空气被击穿的现象. 4． 答：小山坡b 比a 地势更陡些，小石头沿b
边滚下加速度更
年夜些.b 边电势降落比a 边降落得快，b 边的电场强度比a 边强.可见，电势降落得快的处所是电场强度强的处所. 第7
节 静电现象的应用
1． （1
.（2）在静电平衡状态下，金属球的内部电场强度处处为0，就是说感应.在球
（3）如果
用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不成能把球两侧的电荷中和，因为金属球是个等势体，导线连接的是电势相等的两个点，电荷在这两点间不会移动，就像用水管连接高度相等的两个装水容器，水不会在水管内流动一样.
2． 3． 答：焚烧器的放电电极做成针状是利用尖端放电现象，使
在电压不高的情况下也容易焚烧.验电器的金属杆上固定一
个金属球是防止呈现尖端放电现象，使验电器在电压较高时也不会放电（漏电）
4．答：因为超高压输电线周围存在很强的电场，带电作业的工人直接进入这样的强电场就会有生命危险.如果工人穿上包括金属丝的织物制成的工作服，这身工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，使高压电线周围的电场被工作服屏蔽起来，工人就可以平安作业了.
第8节电容器的电容
1．（1）把两极板间距离减小，电容增年夜，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小.（2）把两极间相对面积减小，电容减小，电荷量不变，电压变年夜，静电计指针偏角变年夜.（3）在两极板间拔出相对介电常数较年夜的电介质，电容增年夜，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小.
2．答：由
得
户面积的10倍3．答：（1）坚持与电
池连接，则两极间电压不变，
极板间距离减半则电容加
倍，
.极板上电荷量增加了
2）移去电池后电容器所带电荷量不变，
差减小了4.5V.
4．
电场强度与两极间距离无关，只与电容器所带电荷量和极
板面积有关.
第9节带电粒子在电场中的运动
1．答：解法一：；解法
最简单.
2．答：如果电子的动能减少到即是0的时候，电子恰好没有达
到N极，则电流表中就没有电流.
得：
3．
（1）若电子与氢核的初速度相
（3）若电子与氢核的初动能相同，则
4．
为，粒子离开偏时沿静电力方
向的速度
所以各种粒子的偏转方向相同；粒子在静电力方向的偏转
同，所以这些粒子不会分成三束.
5．
速度方向的偏转角的正切
第二章恒定电流
第一节电源和电流
1．答：如果用导线把两个带异号电荷的导体相连，导线中的
自由电子会在静电力的作用下定向移动，使带负电荷的导
体失去电子，带正电荷的导体获得电子．这样会使得两导
体周围的电场迅速减弱，它们之间的电势差很快消失，两
导体成为一个等势体，达到静电平衡．因此，导线中的电
流是瞬时的．如果用导线把电池的正负极相连，由于电池能源断地把经过导线流到正极的电子取走，弥补给负极，使电池两极之间始终坚持一定命量的正、负电荷，两极周围的空间（包括导线之中）始终存在一定的电场．导线中的自由电子就能不竭地在静电力的作用下定向移动，形成继续的电流．说明：由于电池的内阻很小，如果直接用导线把电池的正负极相连，会烧坏电池，所以实际把持中决不允许这么做．这里只是让明白电池的作用而出此题．
2．
3．答：在电子轨道的某位置上考察，电子绕原子核运动的一
进行考察，在平装置置示断有电子从同一位置通过．还可以结合圆周运动和静电力的知识，根据电子与原子核之间的静电力提供向心力，进一步求得电子绕核运动的速度、周期．）
第2节电动势
1．答：电源电动势相同，内阻分歧．（说明：解决本题要理
解电池电动势年夜小与电池正负极资料和电解的化学性质
有关．也就是说，与非静电力性质有关．两种电池尽管体积年夜小分歧，但电池内的资料相同，非静电力性质相同，所以，电动势相同．而内阻就是电源内部物质对电流的阻碍，和其他导体的电阻一样与导体的形状、体积都有关系．
2．答：10s
化学能转化为电能的数值就是把这些电荷从低电势能的极板移送到高电抛能极板
的过程中，非静电力做的功
3．
非静电力做功的功率，也是电源将其他能转化为电能的电
6J其他形式的能转化为电能．（说明：本题也可以从量纲的角度来考虑，要求学生从物理量的复合单元的物理意义入手进行
思考．）
第3节欧姆定律
1．
能用这个电流表来丈量通过这个电阻的电流．（说明：也可以先求通过的电流为10mA 时，电阻两真个电压值（40V ），再将所得的电压值与50V 比力，从而做判断．
2．
4个点与坐标原
点连接起来，获得4个电阻的伏安特性曲线．在同一条直线上的分歧点，代表的电压、电流分歧，但它们的比值就是对应电阻的阻
一条直线上，因此电阻相
小．也可以根据直线的斜率判断电阻的年夜小．
3． 答：如图2－4所示．
4． 答：如图
2－5所示．（说明：可以根据电阻求出3V 、4V
和5V
5． 第
4节 串连电路和并联电路
1． 答：（1
等．（2
0意值．说明：可以引导学生对变阻器滑动触头分别滑到变阻器两端，进行定性分析．还可以将变阻器的这种分压连接与限流连接进行比力，分析它们改变电压的作用和通过它们的电流情况，进一步提高学生的分析能力．
2． 答：甲图中，电流表测到的电流实际上是电压表和电阻并
联部份的总电流，所以电阻的丈量值为电压表和电阻并联
压表和电流表的内阻的影响，两种丈量电路都存在系统误差，甲图中丈量值小于真实值，乙图中丈量值年夜于真实值，但两种电路误差的年夜小是纷歧样的．在这里，教科书把电压表的内接和外接问题作为欧姆定律在新情境下的一个应用，没有作为一个知识点，因此教学的着眼点应该放在基本规律的练习．
3． 答：可能发生．发生这种现象的原因是电压表内阻的影
4
．
10V 电压，电流表满偏，
5．
说明：本题的困难在于，不容易理解使
流表，能够丈量电流. 第5节 焦耳定律
1．
1
率：
，
，
…，
，
其电阻成正比.（2）并联电路中各电阻两真个电压相等，设
11::R R
=
证.（3）因为串连电路总电压即是各部份电压之和，即
，所以串连电路消耗的总功率
.（4）因为并联电路总电
.
2． 答：（1）接通
S
当S
S 接通时，电饭
锅处于加热状态，S
断开时，电饭锅处于保温状态.（2）加
3．
电路可以看成是
.由于电流相同，且并对
所以
4．答：（1）当只有电炉A
所以
3）当再并联电炉B时，总
电流
.电炉上的
电压为
.每个电炉上消耗的电功率
为
5．水升
温吸收的热量
为
效率为
第6节电阻定律
1．
直径为，则铜丝的电阻为
故可以不计导线电阻.
2
．
空调正
3．
4．答
1）并联时
（2
第7节闭合电路的欧姆定律
1．答：根据
闭合电路的欧姆定律，可得
联立解
2．答：每节干电池的电动势为1.5V，两节干电池的电动势为
3.0V.
由
题意得：
又因为
，所以
3．
4．再由闭合电路的欧
电路总电流为
当处电路
串连一个的电阻时，.电路电流为
5
5.
第8节多用电表
1．答：
2．
答：D、B、E
3．答：（1）红表笔（2）红笔表（3）黑表笔
4．答：黑箱内部有电阻和二极管，它们的连接情况如图所
示．
第9节实验：测电源电池的电动势和内阻
1．答：该实验方案的主要缺点是，将路端电压和电流分两次
丈量．由于电表内阻的影响，两次丈量时电路其实不处于
同一状态，也就是说，丈量的电流值，已不是测电压时电
路中的电流值了．另外，在丈量中需要不竭改变电路，把
持也不方便．
2．
3V挡．若
定值值电阻取
取
3A，为了便于读数（应使指针半
变阻器把持，所以电流表量程应选．当滑动变阻器的阻值
年夜于
数，所以滑动变阻器的阻值只用到
用
器选E．（说明：选取实验器材，需要综合考虑，要从“平
安可行、丈量精确、便于把持”三方面考虑．
3．
第10节简单的逻辑电路
1．答：（1）如图甲所示（2）如图乙所示．
2．答：如图所示．（说明：解决这类问题，需要根据实际问题中的信息，笼统出逻辑关系后，选择能实现该逻辑关系的电路．需要时还应考虑简单逻辑电路的组合．
3．答：（1）如图所示（2）应使R增年夜．当天色还比力亮时，因光线照射，光敏电阻的阻值较小，但不是很小，此时R的分压较低，从而会使非门输出一高电压而激发继电器工作，所以应增年夜R，使非门输入端电压升高，而输出一低电压，使继电器处于断开状态．
第三章磁场
第1节磁现象和磁场
1．答：喇叭发声的机理：磁体发生的磁场对附近的通电线圈发生力的作用，从而使线圈振动，带动喇叭的纸盒振动，发作声音．耳机和德律风的听筒能够发声也是这个事理．2．答：如果有铁质的物体（如小刀等）落入深水中无法取回时，可以用一根足够长的细绳拴一磁体，放入水中将物体吸住，然后拉上来；如果有许多年夜头针（或小铁屑等）撒落在地上，可以用一块磁铁迅速地将它们拾起来．3．答：磁的应用的分类：（1）利用磁体对铁、钴、镍的吸引
力，如门吸、带磁性的螺丝刀、皮带扣、女式的手提包扣、手机皮套扣等等．（2）利用磁体对通电导线的作用力，如喇叭、耳机、德律风、电念头等．（3）利用磁化现象记录信息，如磁卡、磁带、磁盘等等．
第2节磁感应强度
1．这种说法分歧毛病．磁场中的霜点的磁感应强度由磁场自己决定，与检验电流的年夜小、方向、通电导线的长度、受到的安培力的年夜小均无关．（说明：纯真从数学动身而不考虑公式的物理意义是学生的一种罕见毛病．界说式
了磁场自己的属性．
2．
3．
L
第3节几种罕见的磁场
1．答：电流方向由上向下
2．答：小磁针N极的指向是垂直纸面向外，指向读者．3．答：通电螺线管内部的磁感应强度比管口外的年夜，可根
据磁感一越密处，磁感应强度越年夜来判断．
4．
第4节
磁场对通电导线的作用力
1． 答：如图所示
2． 答：（1
向外和垂直纸面向内，所以导线会按俯视逆时针方向转动．当转过一个很小的角度后，在向右的磁场分量的作用下，通电导线还会受到向下的安培力．所以导线先转动，后边转动边下移．（2）图3-5
所示的甲、乙、丙、丁四个图分别暗示虚线框内的磁场源是条形磁体、蹄形磁体、通电螺线管和直流电流及其年夜致位置．说明：虚线框内的磁场源还可以是通电的环形电流．
3． 答：（1）设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质
电流方向改变后，同理可得：
2
的知识与天平结合，可以“称出”磁感应强度，这是一个很有用的方法．
4． 答：弹簧上下振动，电流交替通断．发生这种现象的原因
是：通入电流时，弹簧各相邻线圈中电流方向相同，线圈之间相互吸引，使得弹簧收缩，电路断开；电路断开；电路断开后，因电流消失，线圈之间相互作用消失，因而弹簧恢复原来的状态，电路又被接通．这个过程反复呈现，使得弹簧上下振动，电路交替通断． 第5节 磁场对运动电荷的作用力
1． 答：在图中，A
图中运动电荷所受洛伦兹力的方向在纸面向
上；B 图中运动电荷所受洛伦兹力的方向在纸面向下；
C 图中运动电荷所受洛伦兹力的方向垂直纸面指向读者；
D 图中运动电荷所受洛伦兹力的方向垂直纸面叛变读者．
2．
3． 答：能够通过速度选择器的带电粒子必需做直线运动，而
做直线运动的带电粒子是沿电场中的等势面运动的，静电力对带电粒子不做功．同时，洛伦兹力对带电粒子也不做功，所以，粒子一定做匀速运动，它所受到的洛伦兹力与
可以进一步引出：（1）如果粒子所带电荷酿成负电荷，仍从左向右入射，此装置是否还能作为速度选择器用？（2）如果带电粒子从右向左入射，此装置是否还能作为速度选择器用？如果可以，那么粒子应该从哪个方向入射？4．（1）等离子体进入磁场，正离子受到的洛伦兹力的方向向下，所以正离子向了B板运动，负离子向A板运动．因此，B板是发机电的正极．（2）在洛伦兹力的作用下，正负电荷会分别在B、A两板上积聚．与此同时，A、B两板间会因电荷的积聚而发生由B
指向A
立时，A、B两板间的电压最年夜值就即是此发机电的电动
5．答：荧光屏上只有一条水平的亮线，说明电子束在竖直方向的运动停止了．故障可能是，在显像管的偏转区发生方向的磁场的线圈上没有电流通过．说明：应该注意的是，水平方向的磁场使电子束发生竖直方向的分速度，而竖直方向的磁场使电子束发生水平方向的分速度．
第6节带电粒子在匀强磁场1．
2．答：（1
2）由
和
得
，所
以
3．答：由和
得
，所以
4．答：带电粒子离开回旋加速器时，做匀速圆周运动的半径即是D
D
们，对电荷量和质量一定的粒子，D形盒的半径越年夜、盒内磁感应强度越年夜，粒子离开加速器时的动能越年夜．可是，增年夜盒半径和增年夜磁感应强度都受到技术水平的限制．。