人教版高二物理选修3-1_课后答案
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1(第2.10 实验%3A测定电池的电动势和内阻)
…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………绝密★启用前选修3-1 第二章恒定电流 10.实验：测定电池的电动势和内阻第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内电阻的电路。
电路中R 1、R 2为已知阻值的电阻。
下列说法中正确的是( )A ．只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻B ．只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻C ．只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内电阻D ．三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内电阻2．在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V 1和V 2量程相同，内阻R V1>R V2；两只电流表A 1、A 2量程相同，内阻R A1>R A2，在该实验中，为了使E 、r 的测量精确些，选择的电表可以是( )A ．V 1和A 2B ．V 2和A 2C ．V 2和A 1D ．V 1和A 13．用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法中错误的是( )A ．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显B ．应选用内阻较小的电压表和电流表C ．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D ．使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小4．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图所示。
关于该学生接线的说法正确的是( )A ．滑动变阻器不起变阻作用B ．电流表接线有误C ．电压表量程选用不当D ．电压表接线不妥5．用图象法求电动势和内阻时，需要描点，就是在U -I 坐标系中描出与每组I 、U 值对应的点，以下说法正确的是( )A ．这些点应当准确地分布在一条直线上，即U -I 图线应通过每个点B ．这些点应当基本在一条直线上，由于偶然误差不能避免，所以U -I 图线不可能通过每一个点C ．在画U -I 图线时应当使它通过尽可能多的描出的点D ．个别偏离直线太远的点，应当舍去…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………6．若将两个电源的U I 图象画在同一直角坐标系上，如图所示，由图象可得( )A ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＜r 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＞r 2C ．发生相同的电流变化，电源1的路端电压变化较大D ．发生相同的电流变化，电源2的路端电压变化较大7．如图是根据某次测定电源的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U -I 图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )A ．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E ＝3.0 VB ．横轴截距表示短路电流，即I 0＝0.6 AC ．根据r ＝0EI ，计算出待测电源内阻为0.2 ΩD ．根据r ＝0EI ，计算出待测电源内阻为5 Ω8．如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值E 和r 与真实值E 0和r 0相比较，正确的是( )A ．E ＝E 0，r ＝r 0B ．E ＞E 0，r ＜r 0C ．E ＝E 0，r ＞r 0D ．E ＞E 0，r ＞r 0第Ⅱ部分非选择题二、非选择题：本题4个小题。
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流
（精心整理，诚意制作）§1导体中的电场和电流【典型例题】【例1】如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ A ）A 、有瞬时电流形成，方向由A 到B B 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【解析】A 、B 两个导体，由A 带负电，在A 导体周围存在指向A 的电场，故B 端所在处的电势B ϕ应高于A 端电势A ϕ；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A 指向B ，电流方向应有B 到A 。
【答案】A【例2】在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速，且形成的电流强度为I 的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。
设电子的质量为m ，电荷量为e ，进入加速电场之前的速度不计，则在t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少？【解析】本题已知的物理量很多，有同学可能从电子被电场加速出发，利用动能定理来求解，如这样做，将可求得电子打到荧光屏的速度，并不能确定打到荧光屏上的电子数目，事实上，在任何相等时间里，通过电子流动的任一横截面的电荷量是相等的，荧光屏是最后的一个横截面，故有t 时间里通过该横截面的电量Q=It ，这样就可得到t 时间里打在荧光屏上的电子数目，n =e It eQ =【例3】如图所示的电解槽中，如果在4s 内各有8c 的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB ，那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向； ⑵电解槽中的电流方向如何？⑶4s 内通过横截面AB 的电量为多少？ ⑷电解槽中的电流为多大？【解析】⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动 ⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面AB ，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C⑷由电流强度的定义I=416=tQ =4A 【基础练习】 一、 选择题：⑶该导体的电阻多大？【能力提升】1、对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是：（）A、导体内部的电场强度为零B、导体是个等势体C、导体两端有恒定的电压存在D、通过导体某一横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等2、对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在电路中产生恒定电流？（）A、有可以自由移动的电荷B、导体两端有电压C、导体内存在电场D、导体两端加有恒定的电压3、银导线的横截面积S=4mm2，通以I=2A的电流，若每个银原子可以提供一个自由电子，试推导银导线单位长度上的自由电子数的计算公式，并计算结果（已知银的密度=10.5×103㎏/m3，摩尔质量M=108g/mol，阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol-1，计算结果取一位小数）4、如图所示，AD表示粗细均匀的一段金属导体L，两端加上一定电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v设导体的横截面积为S，导体内单位体积内的电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，试证明导体中的电流强度I＝nqSv§2、3电动势欧姆定律【典型例题】【例1】下列关于电源电动势的说法正确的是（）A、电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置B、在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C、电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领D、把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化【解析】在电源内部,存在由正极指向负极的电场,正电荷受静电力的阻碍不能向正极移动,正是电源内部的化学化学作用或电磁作用提供非静电力才使正电荷从低电势的负极向高电势的正极移动,正是通过非静电力做功,实现了其它形式的能转化为电能。
人教版高中物理选修3-1学案：第一章 第8节 电容器的电容含答案
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为C＝QU，电容的大小决定于电容器本身，与Q和U无关。
2．平行板电容器的电容决定式为C＝εr S4πkd，即C由εr、S、d共同来决定。
3．平行板电容器保持电荷量不变的情况下，若只改变板间距离，则电场强度不变。
一、电容器和电容1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。
2．电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝Q U 。
(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位：1 F＝106μF＝1012 pF。
二、平行板电容器及常见电容器1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素：两板间距离d ，两板的正对面积S ，两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式：C ＝εr S4πkd。
2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器3．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。
(2)击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。
1．自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√)(5)电解电容器使用时，正、负极不能接反。
最新人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，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，于是产生电击的感觉。
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得到的电子数为，与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中的一部分自由受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左端的吸引力大于对右端的排斥力，A、B之间产生吸引力。
4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，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球带电；再把B球与C球接触，则B、C球分别带电；最后，B球再次与A球接触，B球带电。
2．答：（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度！）3．答：设A、B两球的电荷量分别为、，距离为，则。
当用C接触A时，A的电荷量变为，C的电荷量也是；C再与接触后，B的电荷量变为；此时，A、B间的静电力变为：。
在此情况下，若再使A、B间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为。
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，相互间距离分别为、、，所以，。
根据平行四边形定则，合力沿对角线的连线向外，且大小是。
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大小都相等，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两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2．答：电子所在处的电场强度为，方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为，方向沿着半径指向质子。
人教版物理【选修3-1】学案：1.8《电容器和电容》(含答案)
选修3-1第一章1.8 电容器与电容课前预习学案一、预习目标1知道什么是电容器以及常用的电容器2知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
二、预习内容1．两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做___________．实际上，任何两个__________________ 又_______________ 的导体，都可以看成一个电容器．2．电容器______________与电容器______________的比值，叫做电容器的电容．表达式C＝______，国际单位制中单位__________，简称____________ ，符号________________．常用较小单位 lμF＝________F，l pF＝________F．电容是表示电容器____ ____ 的物理量．3．常用电容器从构造上看，可分为________________和________________ 两类．常用的固定电容器有______________和_________________ ．三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、教学目标①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
二、学习过程1、电容器（1）构造: .（2）电容器的充电、放电操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做。
现象：。
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫 .现象:。
提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?小结：。
2、电容与水容器类比后得出。
说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水容器，C（类比于横截面积）不变。
人教版物理选修3-1《电容器与电容》课后练习及答案
电容器与电容课后巩固提升1．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明( )A. A所带的电荷量比B多B. A比B能容纳更多的电荷量C. A的体积比B的体积大D．两电容器的电压都改变1V时，A的电荷量改变比B的大解析电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1V所改变电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．答案 D2．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A．根据C＝QU可知，电容器的电容与其所带电量成正比，与两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其带电量与两板间的电压成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电量与电压的比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关解析电容器的电容C＝εr S4πkd与两极板间的电压与极板所带电量无关，故A选项错误；由C＝QU可知，对确定的电容器来说，Q与U成正比，故B选项正确，C、D选项也正确．答案BCD3．水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态．现将两极板间的距离增大，则( )A．电容变大，质点向上运动B．电容变大，质点向下运动C．电容变小，质点保持静止D．电容变小，质点向下运动解析当平行板电容器两极板距离增大时，电容器电容变小，与电源相连极板电压不变，其间电场强度减小，电场力变小，合外力向下，质点向下运动，故D选项正确．答案 D4．一平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘工具将两板距离拉开一些，则( ) A．电容器的带电荷量增加B．电容增大C．电容器电压增加D．两板间电场强度增大解析由C＝εr S4πkd可知，当d增大时，C变小，故B选项错误；充电后与电源断开，所带电量不变，故A选项错误；由C＝QU，当C减小，Q不变时，U增大，故C选项正确；其间电场强度E＝Ud＝QCd＝4Qπkdεr Sd＝4Qπkεr S，故D选项错误．答案 C5．一空气平行板电容器，极板间正对面积为S，极间距离为d，充以电量Q后两板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )A．将电压变为U/2B ．电量变为2QC ．将极板正对面积变为2SD ．两极间充以介电常数为2的电介质 解析 由C ＝εr S4πkd可知C 、D 选项正确． 答案 CD6．平行板电容器的电容C ，两极板间电压U ，两板间场强E 和带电荷量Q ，在下列情况下怎样变化？(1)保持两板与电源相连，只增大两板间距离，则C _________，U ____________，Q ____________，E ____________.(2)给电容器充电后与电源断开，再减小电容器极板间距离，则C ____________，U ____________，Q ____________，E ____________.解析 (1)电容器与电源相连，故U 不变，根据C ＝εr S4πkd和C ＝Q U，d 增大→C 减小→Q减小，由E ＝U d，知E 减小．(2)电容器充电后断开电源，故Q 不变，由公式C ＝εr S 4πkd 和C ＝QU，知d 减小→C 增大→U 减小，此时电场强度用E ＝U d不好讨论，有两种方法可处理．①是用推论E ＝4πkQ εr S ，(此式由E ＝U d ，C ＝Q U 和C ＝εr S4πkd 三式导出)，可见E 与d 无关，故E 不变．②是熟记极板上电荷密度不变，其电场强度不变，故E 不变． 答案 (1)减小 不变 减小 减小(2)增大减小不变不变提升能力7．传感器是一种采集信息的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么( )A．当F向上压膜片电极时，电容将减小B．当F向上压膜片电极时，电容将增大C．若电流计有示数，则压力F发生变化D．若电流计有示数，则压力F不发生变化解析当压力向上时，膜片电极将向上弯曲，使电容器两个极之间距离减小，电容增大，故A错误，B正确．当压力F发生变化时，电容器的电容发生变化，电容器会不断的充放电，所以电流计有示数，当压力不变时，因为电压恒定，电容器带电量不会发生变化，电流计无示数，故C正确，D错误．答案BC8．如图所示是一个平行板电容器，两板间距离为d，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电．现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为l，连线AB 与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )A.qCl QdB.qQl CdC.qQl2CdD.qCl2Qd解析 根据U ＝Q C，E ＝U d可得E ＝Q Cd ，所以，从A →B 电场力做功，W ＝qEl sin30°＝qQl2Cd. 答案 C9．如下图是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( )A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流解析 平行板电容器的电容和带电荷量分别为C ＝εr S4πkd，Q ＝CU .当两板间距离d 增大时，电容C 减小，极板的带电荷量Q 也减小，由于原来电容器的上板A 带正电，下板B 带负电，带电荷量减小，B 板的电子在电源的作用下将输送到A 板中和部分正电荷，所以电阻R 中会有从a 流向b 的电流．答案 BC10．如图①是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体．在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q 将随待测物体的上下运动而变化．若Q 随时间t 的变化关系为Q ＝b t ＋a(a 、b 为大于零的常数)，其图像如图②所示，那么图③、图④中反映极板间场强大小E 和物体速率v 随t 变化的图线可能是( )A ．a 和cB ．a 和dC ．b 和cD ．b 和d解析 由于C ＝Q U且C ＝εr S 4πkd 结合题中条件Q ＝bt ＋a联立以上三式解得 d ＝εr SU 4k πb (a ＋t )，可见d 与t 成线性关系，利用E ＝U d 可得E ＝4k πbεr Sa ＋t，因此图线②正确，即C选项正确．答案 C11．已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，电容器极板上的电荷量不变，当板间距离增大时(如图①)，静电计指针的偏角将____________，板间电势差将____________，电容器的电容将____________，说明电容器的电容跟板间距离成____________；当正对面积减小时(如图②)，静电计的偏角将____________，板间电势差将____________，电容将____________，说明电容器的电容跟正对面积成____________．当两板间插入电介质时(如图③)，静电计的偏角将____________，板间电势差将____________，电容将____________，说明电容器的电容跟两板间的电介质有关．答案增大增大减小反比增大增大减小正比减小减小增大12．如下图所示，相距为d，水平放置的两平行金属板a、b的电容为C，开始时两板均不带电，a板接地且中央有孔，现将带电荷量为q，质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度滴下，竖直流到b板上层，电荷全部被b板吸收，(重力加速为g，不计阻力)试求：(1)能够到达b板的液滴数不会超过多少？(2)若能够到达b板的液滴数为k，第k＋1滴液滴将如何运动？解析设第k滴液滴恰好能够到达b板，则第k滴液滴进入两板间时，前(k－1)滴液滴已建立电场，对第k滴液滴应用动能定理(1)前(k－1)滴液滴已建立的电场为U＝QC＝k－1qC，E＝Ud＝k－1qCd.对第k滴液滴应用动能定理有：mg(h＋d)－qEd＝0，mg(h＋d)－q k－1qCdd＝0.解得k＝mgC h＋dq2＋1.(2)由题意，第(k＋1)滴液滴进入两板间后做减速运动，无法到达b板，反向运动跳出a 板小孔，然后再无初速滴下，所以(k＋1)滴液滴将在板内外做往复运动．答案见解析。
人教版高二物理选修3-1课时练习电源和电流
电源和电流1、下列说法错误的是( )A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C.在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能2、关于电流,下列说法中正确的是( )A.导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动B.同一个金属导体接在不同的电路中,通过的电流强度往往不同,电流大说明那时导体内自由电荷定向运动速率大C.由于电荷做无规则热运动的速率比电荷定向移动速率大得多,故电荷做无规则热运动形成的电流也就大得多D.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率3、在正常工作的闭合电路中,某电子在电源内部从电源一端定向移动到另一端,在此过程中非静电力对该电子做功为W,该电子的电势能变化量为ΔE p,则( )A.W>0,ΔE p>0B.W>0,ΔE p<0C.W<0,ΔE p>0D.W<0,ΔE p<04、如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为S,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米长度所带的电荷量为q,则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,形成的等效电流为( )A. vqB. qvC. qvSD.qvS5、一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说( )A.1h电池供给8C的电量B.1000s电池供给8C的电量C.1s电池供给8C的电量D.1min电池供给8C的电量6、如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体,在导体的左、右两端加一恒定的电压,使导体中产生一恒定电流,其电流的大小为I。
已知导体左侧的横截面积为S,导体中单位长度的自由电子数为n,自由电子热运动的速率为v,自由电子的电荷量用e表示,真空中的光速用c表示。
假设自由电子定向移动的速率为v,则( )A. 0v v =B. I v neS= C. v c = D. I v ne =7、如图所示，电 解槽内有一价的电解溶液，t 时间内通过溶液内横截面S 的正离子数是1n ，负离子数是2n ，设元电荷的电荷量为e ，以下解释正确的是（ ）A.正离子定向移动形成电流， 方向从A 到B ,负离子定向 移动形成电流，方向从B 到AB.溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C.溶液内电流方向从A 到B ，电流1n e I t= D.溶液内电流方向从A 到S ，电流12()n n e I t +=8、关于电流的方向，下列说法中正确的是( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反9、在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是( )A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线处于静电平衡状态D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低10、半径为R的橡胶圆环均匀带正电荷,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则下列说法正确的是( )A.橡胶圆环中产生顺时针方向的电流B.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍D.若使ω,Q不变,使环半径增大,电流将变大1答案及解析：答案：A解析：电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部也存在着由正极指向负极的电场,电源内部是靠非静电力做功的,选项A错误;在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极,选项B正确;在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极,选项C正确;在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能,选项D正确.本题选错误的,故选A.2答案及解析：答案：B解析：导体中无电流的原因是内部自由电荷没有形成定向移动，A错误；根据电流的微观表=可得通过的电流强度往往不同，电流大说明那时导体内自由电荷定向运动速达式I nevS率大，B正确；电流的大小和电荷做无规则热运动无关，和电荷定向移动速率有关，C错误；电流的传导速率和自由电子的定向移动速率没有关系，电流的传导速率是电场形成的速度，约为光速；而电子的定向移动速率远小于光速，D错误.3答案及解析：答案：A解析：在电源的内部,非静电力对该电子做正功,即W>0,电子的电势能增加,即ΔE p>0,故A 正确.4答案及解析：答案：A解析：橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，t ∆内通过的距离为v t ⋅∆.橡胶棒上的电荷都通过该棒的横截面，t ∆内通过横截面的电荷量ΔQ qv t =,根据电流的定义式，Q I t=∆，得到等效电流I qv =，A 正确。
高中物理人教版选修3-1-6-1
答案：D
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抓主干 双基知 识优化
破疑难 核心要 点探究 提素能 高效题 组训练
要点一
对库仑定律的进一步理解
1．适用条件 只适用于真空中的两个静止点电荷之间的相互作用力或者静止点 电荷对运动点电荷的作用力的计算，r→0时，公式不适用，因为这时 两电荷已不能再看做点电荷了． 2．三个点电荷的平衡问题 如图所示在一条直线上的A、B、C三点，自由放置点电荷QA、QB、 QC，每个电荷在库仑力作用下均处于平衡状态的条件是：
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破疑难 核心要 点探究 提素能 高效题 组训练
m2 Q2 A．F 引＝G 2 ，F 库＝k 2 l l m2 Q2 B．F 引≠G 2 ，F 库≠k 2 l l m2 Q2 C．F 引≠G 2 ，F 库＝k 2 l l m2 Q2 D．F 引＝G 2 ，F 库≠k 2 l l
m2 解析：两球质量分布均匀，故 F 引＝G 2 ，由于电荷间的引力作用， l Q2 电荷分布不均匀，故 F 库≠k 2 ，D 对． l
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破疑难 核心要 点探究 提素能 高效题 组训练
3．几种典型电场的电场线
(1)孤立点电荷的电场
①正(负)点电荷的电场线呈空间球对称分布指向外(内)．
②离点电荷越近，电场线越密(场强越大)； ③以点电荷为球心作一球面，则电场线处处与球面垂直，在此球
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2.如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是(
2020--2021学年人教版高二物理选修3—1第3章 磁场附答案
2020--2021人教物理选修3—1第3章磁场附答案人教选修3—1第三章磁场1、磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理2、如图所示，两条通电直导线平行放置，长度为l1的导线中电流为I1，长度为l2的导线中电流为I2，l2所受l1的磁场力大小为F2，且由l1产生的磁场的磁感应强度方向在l2处垂直于纸面向外，其大小为()A．B＝F2I2l2B．B＝F2I1l1C．B＝F2I2l1D．B＝F2I1l23、如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。
圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶14、(双选)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是()A B C D5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应()A．向左偏转B．向上偏转C．向下偏转D．不偏转6、(双选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。
设D形盒半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是()A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子7、如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。
人教版物理选修3-1 2.7《闭合电路的欧姆定律》
A．2A
B．8A
C．50A
D．58A
第二章 7
解析：只接通 S1 时，由闭合电路欧姆定律得： E＝U＋Ir＝12V＋10×0.05V＝12.5V， R 灯＝UI ＝1120Ω＝1.2Ω，再接通 S2 后，流过电动机的电流为： I 电动机＝E－Ir′R灯－I′＝12.5－0.085×1.2A－8A＝50A， 故选项 C 正确。 答案：C
第二章 7 闭合电路的欧姆定律
如图是闭合电路中电势升降的一个比喻。图中儿童滑梯两 端的高度差相当于内、外电阻两端的电势差。电源就像升降 机，升降机举起的高度相当于电源的电动势。根据此比喻请探 究一下，闭合电路中电流与电动势、电阻有什么关系？
第二章 7
闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路组成 (1)外电路：电源__外____部由用电器和导线组成的电路，在 外电路中，沿电流方向电势__降__低____。 (2)内电路：电源___内_____部的电路，在内电路中，沿电流 方向电势__升__高___。
第二章 7
图象分析 R<r 时，R 越大，P 出越大 R>r 时，R 越大，P 出 越小 R＝r 时，P 出＝E4r2，为最大值
第二章 7
[ 特 别 提 醒 ](1) 当 电 源 输 出 功 率 最 大 时 ， 机 械 效 率 η ＝ 50%。当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。
第二章 7
(3)特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路 变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨 论。一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论。
[特别提醒](1)在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减 小)，都将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压 一定会增大(或减小)。
人教版高二物理(选修3-1)第二章恒定电流第7节闭合电路欧姆定律典型例题深度分析(含解析)
人教版高二物理（选修3-1）第二章恒定电流第7节闭合电路欧姆定律典型例题深度分析例1．如图18—13所示，电流表读数为0.75A ，电压表读数为2V ，R 3= 4Ω，若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为0.8A 和3.2V.（1）是哪个电阻发生断路？（2）电池的电动势和内电阻分别为多大？[解析] （1）假设R 1发生断路，那么电流表读数应变为零而不应该为0.8A ；假设R 3发生断路，那么电压表读数应变为零而不应该为3.2V 。
所以，发生断路的是R 2。
（2）R 2断路前，R 2与R 3串联、然后与R 1并联；R 2断路后，电池只对R 1供电，于是有22R ×3.2=0.8R 由此即可解得 R 1rR R R R R E++++32132)(rR E+1=0.8 [规律总结] 象进行分析，从而得出故障的种类和位置。
一般的故障有两种：断路或局部短路。
例2．在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r ，设电流表A 的读数为I ，电压表V 的读数为U ，当R5的滑动触头向a 端移动时，判定正确的是（ ）A ．I 变大，U 变小．B ．I 变大，U 变大．C ．I 变小，U 变大．D ．I 变小，U 变小． [解析] 当R 5向a 端移动时，其电阻变小，整个外电路的电阻也变小，总电阻也变小，根据闭合电路的欧姆定律EI R r=+知道，回路的总电流I 变大，内电压U 内=Ir 变大，外电压U 外=E-U 内变小，所以电压表的读数变小，外电阻R 1及R 4两端的电压U=I （R1+R 4）变大，R5两端的电压，即R 2、R 3两端的电压为U ’=U 外-U 变小，通过电流表的电流大小为U ’/(R 2+R 3)变小，答案：D [规律总结] 在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：（1）.凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大. （2）.凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大.所谓串、并关系是指：该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式 用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为：并同串反[例3] 已知如图，E =6V ，r =4Ω，R 1=2Ω，R 2的变化范围是0~10Ω。
人教版高中物理选修3-1第2节电动_势
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第2节 电_动_势1.电动势与电压的单位都是伏特，但二者意义不同，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，电动势的大小仅取决于电源本身。
2．电动势的定义式为E ＝W q，电动势和内阻是电源的两个重要参数。
电源在电路中的作用[自学教材] 1．非静电力 (1)定义：非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力，这种非静电力做的功，使电荷的电势能增加。
(2)在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能。
2．电源(1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)不同的电源，非静电力做功的本领不同，这是由电源本身性质决定的。
[重点诠释]正确理解非静电力(1)如图2－2－1所示，在电源外部的电路里，自由电荷在电场力作用下移动，电场力做正功，电势能转化为其他形式的能；在电源内部自由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反，移送电荷的不再是电场力，叫做“非静电力”。
非静电力做功将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能(消耗其他形式的能)。
所以可以说：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能的装置。
图2－2－1(2)从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(3)作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。
[特别提醒] 在外电路中，静电力做功将电能转化为其他形式的能，而在内电路中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。
电源被形象地比喻为“抽水机”。
1．关于电源的说法正确的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能解析：无论电源内部还是外部，电场都是由正极指向负极，故A 错；在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确。
2020--2021学年高二物理上学期人教版选修3--1第三章 磁场
2020--2021人教物理选修3—1第三章磁场含解析人教选修3—1第三章磁场1、如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极附近的磁极上方，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下2、磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体。
在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。
若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中()A．鸽子仍能如平时一样辨别方向B．鸽子会比平时更容易的辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向3、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是()A．NA·mB．N·AmC．N·Am2D．NA·m24、如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN 的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同5、(双选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法正确的是()A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C．使线圈平面始终与磁感线平行D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等6、有一个通入交变电流的螺线管如图所示，当电子以速度v沿着螺线管的轴线方向飞入螺线管后，它的运动情况将是()A．做匀速直线运动B．做匀加速直线运动C．做匀减速直线运动D．做往复的周期运动7、在直角坐标系xOy的第一象限内，存在一垂直于xOy平面、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场，如图所示，一带电粒子(重力不计)在x轴上的A点沿着y轴正方向以大小为2 m/s的速度射入第一象限，并从y轴上的B点穿出。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动 课后训练题(含答案解析)
1.9 带电粒子在电场中的运动一、单选题1.如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子.在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面.若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为()A． 3∶2B． 2∶1C． 5∶2D． 3∶12.如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则()A．在时间内，电场力对粒子做的功为UqB．在时间内，电场力对粒子做的功为UqC．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶23.如图甲所示，在距离足够大的平行金属板A、B之间有一电子，在A、B之间加上如图乙所示规律变化的电压，在t＝0时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则()A．电子在A、B两板间做往复运动B．在足够长的时间内，电子一定会碰上A板C．当t＝时，电子将回到出发点D．当t＝时，电子的位移最大4.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小二、多选题5.(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6.(多选)带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示．若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是()A．两电荷的电荷量可能相等B．两电荷在电场中运动的时间相等C．两电荷在电场中运动的加速度相等D．两电荷离开电场时的动能相等7.(多选)如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料．ABCD面带正电，EFGH面带负电．从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动B．三个液滴的运动时间一定相同C．三个液滴落到底板时的速率相同D．液滴C所带电荷量最多8.(多选)如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则()A．B点的电势为0 VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹29.(多选)如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使()A．粒子的电荷量变为原来的B．两板间电压减为原来的C．两板间距离增为原来的4倍D．两板间距离增为原来的2倍10.(多选)如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为E k0，已知t＝0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场．则()A．所有粒子都不会打到两极板上B．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场C．运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2E k0D．只有t＝n(n＝0,1,2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场三、计算题11.一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示.AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m＝1.0×10－7kg，电荷量q＝1.0×10－10C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由.(2)电场强度的大小和方向.(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？12.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离.13.如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以v0＝4×106m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角．已知电子电荷e＝1.6×10－19C，电子质量m＝0.91×10－30kg.求：(1)电子在C点时的动能是多少焦？(2)O、C两点间的电势差大小是多少伏？14.如图所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度；(2)电子穿出电场时的动能．答案解析1.【答案】A【解析】因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面，电荷量为q的粒子通过的位移为l，电荷量为－q的粒子通过的位移为l，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a1＝，a2＝，由运动学公式有l＝a1t2＝t2①l＝a2t2＝t2②得＝.B、C、D错，A对.2.【答案】C【解析】由类平抛规律，在时间t内有：L＝v0t，＝at2，在内有：y＝a()2，比较可得y＝，则电场力做的功为W＝qEy＝＝，所以A、B错误．粒子下落的前和后过程中电场力做的功分别为：W1＝qE×，W2＝qE×，所以W1：W2＝1∶1，所以C正确，D错误．3.【答案】B【解析】粒子先向A板做半个周期的匀加速运动，接着做半个周期的匀减速运动，经历一个周期后速度为零，以后重复以上过程，运动方向不变，选B.4.【答案】B【解析】设电子被加速后获得初速度v0，则由动能定理得：qU1＝mv①若极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：t＝②设电子在平行板间受电场力作用产生的加速度为a，由牛顿第二定律得：a＝＝③电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：v y＝at④由①②③④可得：v y＝又有：tanθ＝＝＝＝故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项A、C、D错误．5.【答案】BD【解析】由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，A错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C错误；由于电场力做功W＝qU与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，B、D正确．6.【答案】AB【解析】两个电荷在电场中做类平抛运动，将它们的运动分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动．设板长为L，粒子的初速度为v0，则粒子运动时间为t＝，L、v0相同，则时间相同．故B正确．竖直方向的位移为y＝at2，a＝，则y＝t2，E、t相同，y不同，因m的大小关系不清楚，q有可能相等．故A正确．由于位移为y＝at2，t相同，y不同，a不等，故C错误．根据动能定理，E k－mv＝qEy则E k＝mv＋qEy，故D错误．7.【答案】BD【解析】三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误．由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B正确．三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C错误．由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正确．8.【答案】ABC【解析】由动能定理可知WE＝ΔE k＝－0.1 J；可知粒子受到的电场力做负功，故粒子电势能增加，B点的电势高于A点电势；而电场线由高电势指向低电势，故电场线向左，故B正确；A、B两点的电势差UAB＝＝－10 V，则UA－UB＝－10 V．解得UB＝0 V；故A正确；若粒子沿轨迹1运动，A点速度沿切线方向向右，受力向左，故粒子将向上偏转，故C正确；若粒子沿轨迹2运动，A点速度沿切线方向向右上，而受力向左，故粒子将向左上偏转，故D错误．9.【答案】AD【解析】粒子恰好穿过电场时，它沿平行板的方向发生位移L所用时间与垂直板方向上发生位移所用时间t相等，设板间电压为U，则有：＝··()2，得时间t＝＝.当入射速度变为，它沿平行板的方向发生位移L所用时间变为原来的2倍，由上式可知，粒子的电荷量变为原来的或两板间距离增为原来的2倍时，均使粒子在与垂直板方向上发生位移所用时间增为原来的2倍，从而保证粒子仍恰好穿过电场，因此选项A、D正确．10.【答案】ABC【解析】粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t＝0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，故运动时间为周期的整数倍；所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t＝0时刻射入的粒子在竖直方向始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A、B正确，D错误；t＝0时刻射入的粒子竖直方向的分位移为；有：＝·由于L＝d故：v y m＝v0故E k′＝m(v＋v)＝2E k0，故C正确．11.【答案】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)v A＝2m/s.【解析】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)在垂直于AB方向上，有qE sinθ－mg cosθ＝0所以电场强度E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)微粒由A运动到B时的速度v B＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，－(mgL sinθ＋qEL cosθ)＝0－mv，代入数据，解得v A＝2m/s.12.【答案】(1)(2)(3)L【解析】(1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，在水平方向上：L＝v0t，在竖直方向上：v y＝at，v y＝v0tan 30°＝，由牛顿第二定律得：qE＝ma解得：E＝.(3)粒子做类平抛运动，在竖直方向上：d＝at2，解得：d＝L.13.【答案】(1)9.7×10－18J(2)15.2 V【解析】(1)依据几何三角形解得：电子在C点时的速度为：v＝①而E k＝mv2②联立①②得：E k＝m()2≈9.7×10－18J.(2)对电子从O到C，由动能定理，有eU＝mv2－mv③联立①③得：U＝≈15.2 V.14.【答案】(1)d(2)e(U0＋)【解析】(1)设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得eU0＝mv①设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t＝②电子在偏转电场中产生偏转加速度a＝③电子在电场中的侧位移y＝d＝at2④联立①②③④得：L＝d.(2)设电子穿出电场时的动能为E k，根据动能定理得E k＝eU0＋e＝e(U0＋)．。
人教版高二物理选修3-1第一章第4节电势能和电势
§1.4 电势能和电势【学习目标】1.知道静电力做功的特点，掌握静电力做功与电势能变化的关系.2.理解电势能、电势的概念，能根据电场线判断电势高低.3.知道什么是等势面，并能理解等势面的特点．【阅读要求及检测】阅读课本P15-19回答下列问题：1．怎样计算电场力的功？2．什么是电势能？电场力做功与电势能的变化之间关系如何？3．什么是电势？电势的零点如何选取？等势面特点？【要点精讲与典型例题】1.电场力的功与路径无关,只与初末位置有关,注意功的正负,与重力做功对比理解2.电势能ＷAB=EPA- EPB①定义：电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能。
②势能零点：规定无穷远处或大地为势能零点。
③电场力做功与电势能的变化：电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。
=EP/q3.电势定义：电场中某点到该参考点的电势差就等于该点的电势。
由电势差的定义可知：电场中某点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做得功。
4.等势面(1)等势面的特点及应用①在等势面上移动电荷时静电力不做功，电荷的电势能不变．②电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布．③等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小．④任意两个等势面都不相交．(2)正负点电荷、两个同号/异号点电荷、匀强电场的等势面分布：①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．②等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一条等势线．③等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高．④匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面．【典型例题】【例1】在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能_________,电场中A点的电势分别为______________【例2】将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了8.0×10－9 J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了9.0×10－9 J，则下列判断中正确的是( )A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0【例3】试比较所示的各情况下，a、b两点的场强的关系和电势的关系判断正确的是（）A．平行金属板带等量异种电荷时，极板之间的a、b两点场强和电势都相等B．处于静电平衡状态下导体内部的任意两点a、b场强和电势都相等C．离点电荷等距离的任意两点a、b场强不同，电势相等D．两个等量异号的电荷，在其连线的中垂线上关于连线对称的a、b两点场强和电势都相等【例4】空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则( )A．P、Q两点处的电荷等量同号 B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少【自主练习题】1．若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内（）A．一定沿电力线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电力线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电力线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电力线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动2．(多选)如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是 ( )A．电势φA<φB，场强EA>EBB．电势φA>φB，场强EA<EBC．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpA＞EPb3．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6 J的正功，那么( )A．电荷在B处时将具有5×10－6 J的电势能B．电荷在B处时将具有5×10－6 J的动能C．电荷的电势能增加了5×10－6 JD．电荷的动能增加了5×10－6 J4.(多选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图，144乙是等量同号点电荷的电场线分布图．AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点．现把正试探电荷分别在甲、乙两图中，从O点沿OA移动到无限远处，下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是 ( )A．在甲图中，静电力做正功，电势能减小B．在甲图中，静电力不做功，电势能不变C．在乙图中，静电力做正功，电势能减小D．在乙图中，静电力不做功，电势能不变5. 右图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26eV 和5eV ．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV ，它的动能应为A ．8eVB ．13eVC ．20 eVD ．34 eV6.如图所示为点电荷产生的电场，一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 、E 各点，B 、C 、D 、E 在以Q 为圆心的圆周上，则电场力做功A ．从A 到B 做功最大 B ．从A 到C 做功最大C ．从A 到E 做功最大D ．做功一样大7.某电场的电场线如图所示，电场中有A 、B 、C 三点，已知一个负电荷从A 点移到B 点时，电场力做正功．(1)在图中用箭头标出电场线的方向，并大致画出过A 、B 、C 三点的等势面．(2)在A 、B 、C 三点中，场强最大的点是__________，电势最高的点是__________．【点评及总结】1.用W=qU 计算时各量也可以采用绝对值运算，功的正负可根据电场力方向与电荷移动方向的关系来确定。
高中物理 必修一 必修二 选修3-1 选修 3-2 课后习题完美答案 新课标人教版
必修一第一章：第一节：1、“一江春水向东流”是水相对地面（岸）的运动，“地球的公转”是说地球相对太阳的运动，“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动，“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动。
2、诗中描写船的运动，前两句诗写景，诗人在船上，卧看云动是以船为参考系。
云与我俱东是说以两岸为参考系，云与船均向东运动，可认为云相对船不动。
3、x A=-0.44 m，x B=0.36 m第二节：1．A．8点42分指时刻，8分钟指一段时间。
B．“早”指时刻，“等了很久”指一段时间。
C．“前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”指一段时间，“3秒末”指时刻。
2．公里指的是路程，汽车的行驶路线一般不是直线。
3．（1）路程是100 m，位移大小是100 m。
（2）路程是800 m，对起跑点和终点相同的运动员，位移大小为0；其他运动员起跑点各不相同而终点相同，他们的位移大小、方向也不同。
4．解答3 m 8 m 0 5 m -8 m -3 m0 5 m -3 m 5 m -8 m -3 m 第三节：1．（1）1光年=365×24×3600×3.0×108 m=9.5×1015 m。
（2）需要时间为16154.010 4.2 9.510⨯=⨯年2．（1）前1 s平均速度v1=9 m/s前2 s平均速度v2=8 m/s前3 s平均速度v3=7 m/s前4 s平均速度v4=6 m/s全程的平均速度v5=5 m/sv1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度，v1小于关闭油门时的瞬时速度。
（2）1 m/s，03．（1）24.9 m/s，（2）36.6 m/s，（3）0第四节：1．电磁打点记时器引起的误差较大。
因为电磁打点记时器打点瞬时要阻碍纸带的运动。
2．（1）纸带左端与重物相连。
（2）A点和右方邻近一点的距离Δx=7．0×10-3 m，时间Δt=0.02 s，Δt很小，可以认为A点速度v=xt∆∆=0.35 m/s3．解（1）甲物体有一定的初速度，乙物体初速度为0。
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第一章库仑定律 第一节1． 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，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，于是产生电击的感觉。
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 得到的电子数为8101910 6.25101.610n --==⨯⨯，与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 中的一部分自由受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 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A 、B 之间产生吸引力。
4． 答：此现象并不是说明制造出了永动机，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 球带电2q ；再把B 球与C 球接触，则B 、C 球分别带电4q ；最后，B 球再次与A 球接触，B 球带电3()2248B q q qq =+÷=。
2． 答：192291222152(1.610)9.010230.4(10)q q e F k k N N r r --⨯===⨯⨯=（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生2921.410/m s ⨯的加速度！）3． 答：设A 、B 两球的电荷量分别为q 、q -，距离为r ，则22kq F r=-。
当用C 接触A 时，A 的电荷量变为2A qq =，C 的电荷量也是2c qq =；C 再与接触后，B 的电荷量变为224B qq q q -+==-；此时，A 、B 间的静电力变为：2222112288A B q q q q q F k k k F r r r ⨯'==-=-=。
在此情况下，若再使A 、B 间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为211232F F F "='= 。
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。
4q 共受三个力的作用，，由于1234q q q q q ====，相互间距离分别为a、a ，所以2122q F F k a ==，2222q F k a=。
根据平行四边形定则，合力沿对角线的连线向外，且大小是21222cos 45q F F F a=︒+=。
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大小都相等，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tan F mg θ=5tan 12θ==，又，22tan q F k mg r θ==，所以，85.310q C -===⨯ 第三节1． 答：A 、B 两处电场强度之比为1A B FE qnF E nq==。
A 、C 两处电场强度之比为A CF E q n F E nq==。
2． 答：电子所在处的电场强度为1991121121.6109.010/ 5.110/(5.310)e E k N C N C r --⨯==⨯⨯=⨯⨯，方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为111985.110 1.6108.210F eE N N --==⨯⨯⨯=⨯，方向沿着半径指向质子。
q 133． 答：重力场的场强强度等于重力与质量的比值，即mgg m=，单位是牛顿每千克，方向竖直向下。
4． 答：这种说法是错误的。
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）因为电场线的疏密程度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 ，轻绳拉力T F 的作用而处于平衡状态，它的受力情况如图1－11所示。
由图可知，tan 30Eq F mg mg==︒，2681.01010tan 30/2.910/2.010mg E N C N C q --⨯⨯=︒==⨯⨯。
7． 答：因为12Q Q >，所以，在1Q 左侧的x 轴上，1Q 产生的电场的电场强度总是大于2Q 产生的电场的电场强度，且方向总是指向x 轴负半轴，在0x =和6x cm =之间，电场强度总是指向x 轴的正方向。
所以，只有在2Q 右侧的x轴上，才有可能出现电场强度为0的点。
（1）设该点距离原点的距离为x ，则12220(6)Q Q kk x x -=-，即224(6)0x x --=，解得14x cm =（不合题意，舍去）和12x cm =。
所以，在212x cm =处电场强度等于0。
（2）在x 坐标轴上06x cm <<和12x cm >的地方，电场强度的方向总是沿x 轴的正方向的。
B第四节1． 答：8961015410pAA E V V q ϕ--⨯===⨯；109221015310pA A E q J J ϕ--'==⨯⨯=⨯。
2． 答：（1）pA A E qϕ=，pB B E qϕ=。
因为pA pB E E >。
所以A B ϕϕ>，可见A 点电势比B 点高。
（2）pC pC C E E qqϕ==--，pD pD B E E qqϕ==--。
因为pC pD E E >。
所以C D ϕϕ<，可见D 点电势比C 点高。
（3）0pE E E qϕ=<，0pF pF F E E qqϕ==->-，可见F E ϕϕ>，故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大的点，电势越高；同一正试探电荷在电势越高的点，电势能越大。
（2）在电场中，同一负试探电荷的电势能越大的点，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M '，这一过程静电力不做功。
再把这一电荷从M '移动到P 点，全过程静电力做正功。
所以，从M 移动到P 静电力做正功，电势能减少，pM pP E E qq>，M 点电势比P 点电势高。
4． 答：因p E mgh =，故p E gh mϕ==，可见重力势为gh 。
6． 答：假设两个电势不同的等势面相交。
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不同，这与题设条件矛盾。
所以，电场中两个电势不同的等势面不能相交。
7． 答：根据电场线与等势面一定垂直的结论，画出的电场线的大致分布如图1－15所示。
因为10A B V ϕϕ==，6c V ϕ=，取1q C =，可得静电力所做的功为()0AB A B A B W q q q ϕϕϕϕ=-=-=()1(106)A C ACACW q q q J Jϕϕϕϕ=-=-=⨯-= ()1(106)4BC B C B C W q q q J J ϕϕϕϕ=-=-=⨯-=可见，静电力所做的功AC BC W W = 第五节1． 9821020410AB AB W qU J J --==-⨯⨯=-⨯。
静电力做负功，电势能增加8440J -⨯ 2． 答：一个电子电荷量191.610e C -=⨯，电子增加的动能等于静电力做的功，因为191911 1.6101 1.610W qU e V C V J --==⨯=⨯⨯=⨯，所以191 1.610eV J -=⨯。
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 点的电势能较大。
（2）负电荷从B 移动到A 时，静电力做负功。
（3）0AB U <，0BA U > 第6节 电势差与电场强度的关系1． 答：两板间的电场强度3429.010/9.010/1010U E V m V m d -⨯===⨯⨯。
尘埃受到的静电力7421.6109.010 1.410F qE N N --==⨯⨯⨯=⨯。
静电力对尘埃做功2241.4100.510107.010W F d J J ---='=⨯⨯⨯⨯=⨯2． 答：（1）看电场线方向知，D 点电势比C点电势高，42210(5)101000CD CD U Ed V V -==⨯⨯-⨯=-（2）B板接地时，42210310600C CB Ed V Vϕ-==⨯⨯⨯=，422108101600D DB Ed V V ϕ-==⨯⨯⨯=，1000CD C D U V ϕϕ=-=-。
A 板接地时，42210(7)101400C CA Ed V Vϕ-==⨯⨯-⨯=-，42210(2)10400D DA Ed V V ϕ-==⨯⨯-⨯=-，1000CD C D U V ϕϕ=-=-，可见，不管哪一板接地，CDU 都是1000V-。
（3）19161.610(1000) 1.610CD CD W eU J J --==-⨯⨯-=⨯，如果电子先移到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． 答：空气击穿时的电势差68310100310U Ed V V ==⨯⨯=⨯。
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 边滚下加速度更大些。
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，电势降落得快的地方是电场强度强的地方。
第7节 静电现象的应用1． （1）金属球内的自由电子受到点电荷Q +的吸引，所以在靠近Q +的一侧带负电，在离Q +远的一侧带正电。
（2）在静电平衡状态下，金属球的内部电场强度处处为0，就是说感应电荷产生的电场强度与Q +产生的电场强度等大反向。
在球心处Q +产生的电场强度为29QE kr+=，所以金属球上感应电荷产生的电场强度大小为29QE kr =感，方向指向Q +。
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不可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。