高中物理选修3-1：第2章第9节时同步训练及解析

合集下载

人教版高中物理选修31 第2章第9节实验：练习使用多用电表2

(4)测量二极管的反向电阻
①机械调0(左侧0)；
②选挡:将选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“×100Ω 挡)；
③再次电阻调0(右侧0)；
④测量：将黑表笔接触二极管负极，红表笔接触二极管正极；
⑤读数:将指针示数乘以倍率得测量值。
(5)应用:判断二极管的正负极; 判断二极管的好坏。
正向导通时,电阻约为几百欧姆;
实验十一练习使用多用电表
(2)量程应大于小灯泡两端电压的 (1)将电流表串联在待测电路中。
如图，同一电表有不同的量程，不同的量程对应不同的最小刻度值。
估计值。 9实验：练习使用多用电表
二极管是一种半导体元件。
蓝色指针示数为
；
(3)红表笔接高电势,黑表笔接低四、测量二极管的正反向电阻
欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．
本讲栏目开关
基础再现·深度思考
实验十一练习使用多用电表
【数据处理】
1．测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍
本率的乘积，指针示数的读数一般读两位有
讲栏
效数字．
目开
2．测电流和电压时，如果所读表盘的最小
关刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最
小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、
为________ V.
154
本
讲栏
6.2
目
开
关
图7
随堂训练·能力达标
实验十一练习使用多用电表
1．用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图9所示．若多用电表的选择开关处于表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．
本讲栏目开关

高中物理选修3-1课后习题和答案以及解释之欧阳文创编

课后练习一第 10 讲库仑定律和场强1.如图1-15所示，用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c 后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是（）A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电C．a、b均带正电D．a、b均不带电答案：Ｃ详解：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近小球a, 会在球上感应出正电荷，而负电荷就远离棒，到了金属杆c上。

此时用手指触碰c，会把杆上的负电荷转移走，于是整个验电器就带正电了。

球带正电，金箔也带正电。

2.如图1-4所示，真空中两个自由的点电荷A和B，分别带有-Q和+4Q的电荷，现放入第三个点电荷C，使点电荷A、B、C 都处于平衡，则点电荷C应放在什么区域？点电荷C带什么电？答案：应该放入一个“+”电荷，并且放在A的左边。

详解：首先电荷不可能放中间，否则该电荷必受到两个同方向的力。

电荷放在右边也不可能，本身B处电荷电荷量就大，如果离它更近，必然是受到的两个电场力大小不一。

因此要放在A左边，并且只能是带正电才可行，因为如果带负电，AB两处电荷不可能平衡。

3.将一定量的电荷Q，分成电荷量q、q＇的两个点电荷，为使这两个点电荷相距r时，它们之间有最大的相互作用力，则q值应为______。

答案：详解：二者相互作用力就是看乘积的大小了。

数学上有如下规律，两个正数和一定，必然在二者相等时积最大。

于是答案是。

4.两个点电荷甲和乙同处于真空中．（1）甲的电荷量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍．（2）若把每个电荷的电荷量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（3）保持原电荷电荷量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（4）保持其中一电荷的电荷量不变，另一个电荷的电荷量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______倍；（5）把每个电荷的电荷都增大为原来的4倍，那么它们之间的距离必须变为原来的______倍，才能使其间的相互作用力不变。

人教版高中物理选修3-1第一章第9节课时跟踪训练(含答案解析).docx

高中物理学习材料桑水制作[课时跟踪训练] (满分50分时间30分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。

每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U 的电场后，哪种粒子的速度最大( ) A.质子(11H) B.氘核(21H) C.α粒子(42He)D.钠离子(Na ＋) 解析：由qU ＝12mv 2得v ＝2qUm，知A 正确.答案：A2.如图1所示，a 、b 两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a 粒子打在B 板的a ′点，b 粒子打在B 板的b ′点，若不计重力，则( )图 1A.a 的电荷量一定大于b 的电荷量B.b 的质量一定大于a 的质量C.a 的比荷一定大于b 的比荷D.b 的比荷一定大于a 的比荷解析：粒子在电场中做类平抛运动，h ＝12qE m (x v 0)2得：x ＝v 02mhqE由v 02hm aEq a<v 02hm bEq b得：q a m a >q b m b。

答案：C3.如图2所示，电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U 2的两块平行极板间的偏转电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是( )图 2A.U 1变大，U 2变大B.U 1变小，U 2变大C.U 1变大，U 2变小D.U 1变小，U 2变小解析：设电子被加速后获得初速度为v 0，则由动能定理得：U 1q ＝12mv 20①又设极板长为l ，则电子在电场中偏转所用时间t ＝l v 0②电子在平行极板间受电场力作用产生加速度a ，由牛顿第二定律得：a ＝E 2q m ＝U 2q dm③ 电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度v y ＝at ④由①②③④可得：v y ＝U 2qldmv 0又tan θ＝v y v 0＝U 2ql dmv 20＝U 2ql 2dqU 1＝U 2l2dU 1故使偏转角变大的条件是使U 2变大，U 1变小，即B 项正确。

【同步练习】鲁科版物理同步习题：选修3-1参考答案及解析

选修3-1参考答案及解析第六章静电场第一单元电场力的性质第二单元电场能的性质第三单元电容器与带电粒子在电场中的运动章末综合检测第七章恒定电流第一单元电流、电阻、电功、电功率第二单元闭合电路欧姆定律第三单元实验：测定金属的电阻率第四单元实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线第五单元实验：测定电池的电动势和内阻第六单元实验：练习使用多用电表章末综合检测第八章磁场第一单元磁场的描述磁场对电流的作用第二单元磁场对运动电荷的作用第三单元带电粒子在复合场中的运动章末综合检测6-11、解析：当r →0时，E ＝kQ r 2，不再适用，A 错B 对．某点场强的大小应与距离r 的平方成反比，C 错误．以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上各处的场强大小相等，方向不同，故场强不同，D 错．答案：B2、解析：由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子所带电荷符号不能确定．设粒子从a 运动到b (也可分析从b 到a 的情形，两种分析不影响结论)，速度方向与电场力夹角大于90°，故速度减小，由电场线的疏密程度知a 点场强大于b 点场强，带电粒子在a 点受电场力较大，从而加速度较大，综上所述B 、C 、D 正确．答案：BCD3、解析：由v —t 图象可知，电荷的a 和v 均增加，故E 增加，且电场力与v 同向，所以E 与v 反向，应选B.答案：B4、解析：设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a 带正电，b 带负电．若电场线为负点电荷的电场线，则a 为负电荷，b 为正电荷，A 错．由粒子的偏转轨迹可知电场力对a 、b 均做正功，动能增加，B 、D 错．但由电场线的疏密可判定，a 受电场力逐渐减小，加速度减小．b 正好相反，选C.答案：C5、解析：在仅受电场力的作用下在电场线上运动，只要电场线是直线的就可能实现，但是在等势面上做匀速圆周运动，就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力，根据题目中给出的4个电场，同时符合两个条件的是A 答案．答案：A6、解析：本题主要考查场强的矢量性，同一直线上两点电荷产生场强的叠加则变成了代数的加或减．由于两个点电荷带异种电荷且电荷量不等，则E 1＝E 2的点必有两个，其中一处合场强为零，另一处合场强为2E 1，应选C.答案：C7、解析：先画出等量异种电荷的电场线分布，再判断中垂线上各点的电场强度的变化情况及电子受电场力的情况，最后，确定另一个力的大小和方向．图23等量异种电荷电场分布如图23所示，由图(a)中电场线的分布可以看出，从A 到O ，电场线由疏到密；从O 到B ，电场线由密到疏，所以从A →O →B ，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图(b)所示．.由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等方向相反．电子受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从A →O →B 过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B 正确．答案：B8、解析：粒子在E 中匀速下落，则qE ＝mg粒子在2E 中：a ＝2qE －mg m＝g ，方向向上则粒子先向下减速，后向上加速进入E 中又以v 0匀速上升．故C正确．答案：C图269、解析：依据题意对两个带电小球受力分析如图26，据平衡条件得：F＝m1g tanθF＝m2g tanθ所以有m1＝m2.故B正确答案：B10、解析：当场强向下时，物块m受重力和电场力两个力作用下处于静止状态，可知F电＝mg.当电场方向改为向右时，受力分析如图28，在垂直于斜面方向上，有：mg cos37°＝F N＋F电sin37°⇒F N＝0.2 mg，所以物块不可能离开斜面；沿斜面方向上：F电cos37°＋mg sin37°＝ma，得a＝1.4 g，故物块沿斜面向下做匀加速直线运动．所以C正确．答案：C11、解析：0～2 s，由题图丙可知，物块做匀加速运动，加速度a＝1 m/s2由牛顿第二定律有：E1q－μmg＝ma2～4 s，由题图丙可知，物块做匀速直线运动由平衡条件有：E2q＝μmg结合以上几式代入数据，解得：m＝1 kgμ＝0.2.12、答案：(1)1 kg (2)0.2 解析：由于A、B均处于平衡，隔离A分析，受力如图31所示，设OA绳拉力F1，AB绳拉力F2，正交分解F1，F1cos60°＋F2＋F库＝qE①F1sin60°＝mg②F 库＝k q 2L 2③ 解①②③得：E ＝3mg 3q ＋kq L 2＋F 2q. 因为F 2≥0，所以E ≥3mg 3q ＋kq L2. 答案：E ≥3mg 3q ＋kq L2 6-21、解析：电场强度的大小和电势的高低没有直接关系，不能根据电场强度的大小判断电势的高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，A 、B 均错．电场强度的方向一定跟等势面垂直，C 对．沿电场强度的方向电势降低，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向，D 错．答案：C2、解析：根据电场力做功判断：若从a 到b 到c 移动一正的试探电荷，电场力做正功，电势降低，所以A 正确；由于a 点和c 点关于P 、Q 连线的中垂线对称，场强大小应相等，但方向不同，所以C 、D 错误．答案：A3、解析：A 、B 、C 三点处在一条电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故φA >φB >φC ，A 正确；由电场线的密集程度可以看出电场强度大小关系为E C >E B >E A ，B 对；电场线密集的地方电势降落较快，故U BC >U AB ，C 对D 错．答案：ABC4、解析：根据电场线与等势面的关系，把立体图转化为平面图，因φM ＝0，φN ＝1 V ，则φP ＝φP ′＝φP ″＝34V ．故D 正确．图18答案：D5、解析：由轨迹可判断合力方向，由合力(加速度)方向可判断出速度的相对大小和电势能的高低．可知AD 正确．答案：AD6、解析：从a 到b 由动能定理可知，电场力做功W ab ＝－18 eV ，则从a 到b 电势能增加量ΔE ab ＝18 eV ，由等势面特点及c 点为零势点可知：a 点电势能E a ＝－12 eV ，又由动能和电势能之和不变可判断B 正确．答案：B7、解析：电势能的增、减，取决于电场力做功的正、负，两滑块由静止释放，电场力做正功故电势能减少，A 正确．答案：A8、解析：由电场线的疏密可知场强E B >E A ，所以粒子的加速度a B >a A ，A 项正确；由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低，可知电势φA >φB ，D 项错；由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功，所以动能增大、电势能减小，即E k B >E k A ，E p B <E p A ，B 项对，C 项错．答案：AB9、解析：由加速度可求出电场力大小为13mg ，方向竖直向上．小球在下落h 的过程中：电场力做功W 电＝－13mgh ，电势能增加13mgh ；机械能减少了13mgh ；合力做功W 合＝23mgh ，动能增加了23mgh ；重力势能减少了mgh .故BC 正确．答案：BC10、解析：因小球在B 点的速度最大，故合外力为零，可求出B点的场强，A 选项正确．由O 运动到C 的过程中，电势能转化为重力势能，而据题意O 点电势为零，可求C 点的电势，D 选项正确．答案：AD图2511、解析：设电场强度为E ，小球带电荷量为q ，因为小球做直线运动，它所受的电场力qE 和重力mg 的合力必沿此直线，如图25所示，所以mg ＝qE tan θ.由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为a ＝g sin θ. 设从O 点到最高点的位移为L ，根据运动学公式有v 20＝2aL运动的水平位移为x ＝L cos θ.从O 点到最高点的过程中，电场力做负功，电势能增加，小球在最高点与O 点的电势能之差为ΔE p ＝qEx .联立以上五式，解得ΔE p ＝12mv 20cos 2θ. 答案：12mv 20cos 2θ 12、解析：(1)两球由静止开始下落到下端的小球到达下极板的过程中，由动能定理得：2mgd －Eqd －Eq (d －L )＝0，则有E ＝4mg /(3q )．(2)两球由静止开始下落至上端小球恰进入小孔时小球达到最大速度，此过程利用动能定理得：2mgL －EqL ＝2mv 22，则有v ＝2gL 3. 答案：(1)4mg 3q(2)2gL 36-31、解析：带电粒子只在电场力作用下可以被加速，可以偏转，(例如沿电场方向进入匀强电场和垂直电场进入匀强电场中)，B 、C 可能；也可以做匀速圆周运动(例如电子绕原子核的高速旋转)，D 可能出现；不能做匀速直线运动，A 不可能出现．答案：A2、解析：电子在AB 之间做匀加速运动，且eU ＝ΔE k ，A 正确；在BC 之间做匀速运动，B 正确；在CD 之间做匀减速运动，到达D 板时，速度减为零，C 错误，D 正确．答案：C3、解析：两平行金属板间的电场为匀强电场．带电粒子先向下运动又折回说明粒子先向下做匀减速运动，折回后向上做匀加速运动．整个过程具有对称性，由此可知B 项正确．答案：B4、解析：若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，电子在x 轴上向负方向偏转，则应使X ′接正极，X 接负极；电子在y 轴上也向负方向偏转，则应使Y ′接正极，Y 接负极，所以选项D 正确．答案：D5、解析：设初状态极板间距是d ，旋转α角度后，极板间距变为d cos α，所以电场强度E ′＝E cos α，而且电场强度的方向也旋转了α，由受力分析可知，竖直方向仍然平衡，水平方向有电场力的分力，所以微粒水平向左做匀加速直线运动，故B 选项正确．解决本题的关键是确定新场强与原来场强在大小、方向上的关系．答案：B6、解析：0～T 2时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动.T 2～T 时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在T 时速度减为零．此后周期性重复，故A 对．答案：A7、解析：由题意可知，电容器始终与电源相连，所以两极板间的电压U 不变，压力F 作用于可动膜片电极上时，两极板间距离d 减小，电容C ＝εr S 4πkd 增大，由C ＝Q U可知，两极板带电荷量增加，即对电容器有一短暂的充电过程，又因为上极板带正电，所以灵敏电流计指针向右偏；当压力使膜片稳定后，电容不变，两极板带电荷量不变，电流计指针重新回到零刻度处．综上所述，B 选项正确．答案：B8、解析：带电粒子在电场中的类平抛运动可分解为沿电场方向的匀加速运动与垂直电场方向的匀速运动两个分运动，所以两电荷在电场中的运动时间相等，B 对；又因为d ＝12at 2，a ＝qE m，因为偏转量d 不同，故a 一定不同，C 错．由a ＝qE m，因不知m 的关系，q 可能相等，也可能不相等，故A 正确．当q 相等时，电荷从进入到离开，电场力做的功不同，由动能定理可知，两电荷离开电场时的动能不同，D 错．答案：AB9、解析：由O 点电势高于C 点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N 粒子所受电场力方向向上，M 粒子所受电场力方向向下，故M 粒子带正电、N 粒子带负电，A 错误．N 粒子从O 点运动到a 点，电场力做正功．M 粒子从O 点运动到c 点电场力也做正功．因为U aO ＝U Oc ，且M 、N 粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B 正确．因O 点电势低于a 点电势，且N 粒子带负电，故N 粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C 错误．O 、b 两点位于同一等势线上，D 正确．答案：BD10、解析：当不加电场时，油滴匀速下降，即F f ＝kv ＝mg ；当两极板间电压为U 时，油滴向上匀速运动，即F 电＝kv ＋mg ，解之得：F电＝2mg ，当两极间电压为—U 时，电场力方向反向，大小不变，油滴向下运动，当匀速运动时，F 电＋mg ＝kv ′，解之得：v ′＝3v ，C 项正确．答案：C11、解析：由于小球沿斜面下滑过程中所受电场力为变力，因此不能用功的定义来求解，只能用动能定理求解(1)由题意知：小球运动到D 点时，由于AD ＝AB ，所以有电势φD ＝φB ，即U DB ＝φD －φB ＝0①则由动能定理得：mg L 2sin30°＝12mv 2D －0② 联立①②解得：v D ＝gL 2③(2)当小球运动至C 点时，对球受力分析如图22所示，则由平衡条件得：F N ＋F 库sin30°＝mg cos30°④由库仑定律得：F 库＝kq 2(L cos30°)2⑤联立④⑤得：F N ＝32mg －23kq 2L 2由牛顿第三定律得：F N′＝F N＝32mg－2kq23L2.答案：(1)gL2(2)32mg－2kq23L212、解析：(1)当电子沿AB两板正中央以v0＝2×107m/s的速度飞入电场时，若能飞出电场，则电子在电场中的运动时间为t＝lv0①在沿AB方向上，电子受电场力的作用，在AB方向上的位移为y＝12at2②又a＝Fm ＝eEm＝eU ABmd③由①②③式得y＝12eU ABmd(lv0)2＝12×1.6×10－19×3009×10－31×1×10－2×(3×10－22×107)2m＝6×10－3m＝0.6 cm，而d2＝0.5 cm，所以y>d2，故粒子不能飞出电场．(2)从(1)的求解可知，与B板相距为y的电子带是不能飞出电场的，而能飞出电场的电子带宽度为x＝d－y＝(1－0.6) cm＝0.4 cm.故能飞出电场的电子数占总电子数的百分比为：n＝xd ×100%＝0.41×100%＝40%.答案：(1)不能(2)40%综合练习1、解析：沿电场线方向电势逐渐降低，M 点电势一定高于N 点电势，选项A 对．因电场线越密的区域场强越大，由图可知N 点场强大于M 点场强，选项B 错．将正电荷由M 点移到N 点时电场力做正功，电势能减小，故正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能，选项C 对．将电子从M 点移到N 点的过程中，受到的电场力与移动方向相反，电场力做负功，选项D 错．答案：AC2、解析：由于电子动能E k ＝400 eV<500 eV ，电子在电场中先做匀减速直线运动后反向做匀加速直线运动．最终从A 孔射出．电场力做功为零，电子动能大小不变．故C 正确．答案：C3、解析：根据C ＝εr S 4πkd 和U ＝QC ，A 项是d 增大，则电容C 减小，U 增大，所以静电计指针张角变大，故A 正确；B 、C 项都是S 减小，则电容C 减小，U 增大，静电计指针张角变大，故B 正确，C 错；D 项是εr 增大，则电容C 增大，U 减小，静电计的指针张角变小，故D 错．答案：AB4、解析：在＋Q ，－Q 连线上及延长线上三个区间内场强方向如图5所示，由对称关系可知，在Q 左侧与P (－Q )间等距的P ′点应与P 点场强相同，故选项A 正确．在(－Q )、Q 之间各处场强均大于(－Q )、P 之间各点场强，故试探电荷＋q 从P 移至O 点过程中，P →(－Q )做正功W 1，由－Q →0电场力做负功W 2，由上面分析知，|W 1|>W 1.故电势能增大．C 正确．答案：AC5、解析：a 板与Q 板电势恒定为零，b 板和P 板电势总相同，故两个电容器的电压相等，且两板电荷量q 视为不变．要使悬线的偏角增大，则应使电压U 增大，即减小电容器的电容C .对电容器C ，由公式C ＝q U ＝εr S 4πkd，可以通过增大板间距d 、减小介电常数εr 、减小极板的正对面积S 来减小电容C .答案：BC6、解析：带电粒子M 只受电场力作用下从P 点到Q 点，克服电场力做功，其电势能增加，动能减小，故A 、D 正确；场强的大小与电场力做功正、负无关，故B 选项错；在C 选项中，由于带电粒子的电性未知，故无法确定P 点与Q 点电势的高低，C 错．答案：AD7、解析：由于图象是可以用描点法确定的，所以可以选几个代表性的点，确定出大致的图形，在t ＝T2时，U x ＝0，U y ＝0，电子打在屏幕上的原点，在t ＝T4时，U x 为负，U y 为正的最大值，电子带负电，受电场作用后向电势高的极板偏转，打在屏幕左上方的最高点，A 正确．答案：A8、解析：由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，速率不变化，由动能定理，外力做功为零，绳子拉力不做功，电场力和重力做的总功为零，所以电场力和重力的合力为零，电场力跟重力平衡，B 正确．由于电场力的方向与重力方向相反，电场方向又向上，所以小球带正电，A 不正确．小球在从a 点运动到b 点的过程中，电场力做负功，由功能关系得，电势能增加，C 不正确．在整个运动过程中，除重力做功外，还有电场力做功，小球在运动过程中机械能不守恒，D 不正确．答案：B9、解析：作出过点M 的等势线，因电场线与等势线是正交的，且沿电场线方向电势是降低的，故A 正确．将负电荷从O 点移到P 点时，因所处位置电势降低，其电势能增大，故应是克服电场力做功，B 错误．由E ＝U /d 及电场线疏密程度知O 、M 两点间电势差应大于M 、N 两点间电势差，C 错误．沿y 轴上各点场强方向相同，故从O 点由静止释放的带正电粒子运动中始终受到沿y 轴正方向的外力，D 正确．答案：AD10、解析：因带电粒子从a 点沿直线运动到b 点，受力情况如右图12所示，场强方向一定水平向右，故a 点的电势一定高于b 点的电势，A 选项不对．粒子在电场中运动，共涉及到三种能量：动能、电势能、重力势能．三种能量之和保持不变，即带电粒子在a 点三种能量之和等于在b 点的三种能量之和，因为粒子在a 点的重力势能小于在b 点的重力势能，故B 选项不对．又因为带电粒子从a 点运动到b 点，合外力做负功，故动能减小，即E ka >E kb .从a 到b ，电场力做负功，故电势能增加，即E 电a <E 电b .所以C 错，D 对．答案：D11、解析：电容器与电源是断开的，电容器无法充、放电，电容器的带电荷量是保持不变的．当A 板下移时d 减小，电容C 增大，由U ＝Q C 可知U 减小，由E ＝U d ＝Q C ·d ＝4πkQ εr S 可知E 不变化．P 点的电势φP ＝U PB ＝E ·PB ，所以φP 不变，选项A 正确．当B 板上移时，PB 减小，P 点的电势φP 降低，选项C 正确．答案：AC12、解析：物体沿斜面向上运动的过程中有两个力做功，电场力做正功，重力做负功，根据动能定理可得：W F ＋W G ＝ΔE k 由重力做功与重力势能变化的关系可得W G ＝－ΔE p ，由上述两式易得出A 错误，B 、C 、D 正确．答案：A13、解析：(1)场强方向竖直向下．(2)根据题意，小球在电场中运动的加速度a 应竖直向上．Eq －mg ＝ma ①从上往下：d ＝v 0t －12at 2②从下往上：d ＝v 0t 2＋12a (t2)2③由①②③式解得电场强度：E ＝4md 3qt 2＋mgq .(3)由②③两式解得：a ＝4d 3t 2，v 0＝5d3t则：v 1＝v 0－at ＝d 3t ，v 2＝v 0＋a t 2＝7d 3t 所以：v 1v 2＝17.答案：(1)场强方向竖直向下 (2)4md 3qt 2＋mg q (3)1714、解析：(1)因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t ＝yv 0＝4×10－3 s.(2)粒子在x 方向先加速后减速，加速时的加速度a 1＝E 1qm ＝4m/s 2，减速时的加速度a 2＝E 2qm＝2 m/s 2，x 方向上的位移为x ＝12a 1(T 2)2＋a 1(T 2)2－12a 2(T2)2＝2×10－5 m ，因此粒子离开电场时的位置坐标为(－2×10－5 m,2 m)．(3)粒子在x 方向的速度v x ＝a 1T 2－a 2T2＝4×10－3 m/s.答案：(1)4×10－3 s (2)(－2×10－5 m,2 m) (3)4×10－3 m/s15、解析：(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动，则在初速度方向上：L ＝v 0t ①在电场方向上：L ＝12at 2②其中qE ＝ma ③E k ＝12mv 20④由动能定理得qEL ＝E k c －E k ⑤由①②③④⑤可解得E k c ＝5E k ，E ＝2mv 20qL＝4E kqL.(2)若粒子由bc 离开电场，则有：L ＝v 0t ⑥ 粒子在电场方向上的速度v y ＝at ⑦粒子离开电场时的速度为v v 2＝v 20＋v 2y ⑧ E k ′－E k ＝12mv 2－12mv 20⑨联立可解得：E ＝2E k (E k ′－E k )qL⑩若粒子由cd 边离电场，则由动能定理得qEL ＝E k ′－E k ⑪ 则E＝E k ′－E kqL.答案：(1)5E k 4E k qL (2)2E k (E k ′－E k )qL 或E k ′－E kqL16、解析：(1)设微粒穿过B 板小孔时的速度为v ，根据动能定理，有qU ＝12mv 2①解得v ＝2qU m(2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有qE ＝m v 2R ＝m 2v 2L ②联立①、②，得E ＝4U L(3)微粒从释放开始经t 1射出B 板的小孔，则t 1＝d v 2＝2d v＝2dm 2qU设微粒在半圆形金属板间运动经过t 2第一次到达最低点P 点，则t 2＝πL 4v ＝πL 4m2qU所以从释放微粒开始，经过(t 1＋t 2)＝(2d ＋πL4)m2qU微粒第一次到达P 点．答案：(1)2qU m (2)E ＝4U L (3)t ＝(2d ＋πL 4)m2qU17、解析：(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a ，则有qE ＋mg sin θ＝ma ① s 0＝12at 21②联立①②可得 t 1＝2ms 0qE ＋mg sin θ③(2)滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为x 0，则有mg sin θ＋qE ＝kx 0④从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得 (mg sin θ＋qE )·(s 0＋x 0)＋W ＝12mv 2m －0⑤联立④⑤可得W ＝12mv 2m －(mg sin θ＋qE )·(s 0＋mg sin θ＋qEk) (3)如图20图20答案：(1)2ms 0qE ＋mg sin θ(2)12mv 2m －(mg sin θ＋qE )·(S 0＋mg sin θ＋qE k) (3)见解析图207-11、解析：导体内单位体积内自由电子的数量，由导体本身决定和通过导体电流无关．由于温度不变，自由电子热运动的平均速率不变．由I ＝neSv 知电流I 增大，电子移动速率v 增大．答案：C2、解析：白炽灯在正常工作时的电阻为R ，由P ＝U 2R得R ＝36 Ω，当接入18 V 电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P ＝U 2R ＝18236W ＝9 W ，但是当灯泡两端接入18 V 电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时温度低，其电阻率减小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率大于9 W ，故B 项正确．答案：B3、解析：首先计算出沿A 、B 方向和沿C 、D 方向电阻的比值，再利用欧姆定律求出两种情况下的电流比．设沿A 、B 方向的横截面积为S 1，沿C 、D 方向的横截面积为S 2，则S 1S 2＝12，A 、B 接入线路中时的电阻为R 1，C 、D 接入电路中时的电阻为R 2，则有R 1R 2＝ρl ab S 1ρl bc S 2＝41.两种情况下电流之比为I 1I 2＝R 2R 1＝14，故I 2＝4I 1＝4 A ．选项A 正确．答案：A4、解析：设各灯泡正常工作时的电流为I ，则甲电路的总电流为I 甲＝3I ，乙电路的总电流为I 乙＝I ，所以由P ＝UI 得P 甲＝3P 乙，应选B.答案：B5、解析：L 2灯丝烧断后电路的总电阻增大，电路中总电流减小，流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小，消耗的功率都减小，两端的电压都减小，则X 2两端电压增大，消耗的功率也增大，C 正确．答案：C6、解析：设单位长度上电子数目为n ，则单位长度上电子带的电荷量q ′＝ne t 秒内电子通过的距离x ＝110×ctt 秒内通过某截面的电量q ＝xq ′＝nect /10 由I ＝q t 得I ＝nec 10∴n ＝10I ec环中电子数目N ＝240n ＝240×10×10－21.6×10－19×3×108个＝5×1011个．故B 正确．答案：B7、解析：本题考查串联电路的特点及额定电压、额定功率与电阻的关系，关键是对额定电压、额定功率概念的理解，明确滑动变阻器哪一段电阻接入了电路．错误原因是把接入电路的一段与BC 段混淆．灯泡的工作电流I ＝P U ＝1.86A ＝0.3 A ，因灯泡与滑动变阻器串联，所以通过变阻器的电流为0.3 A.此时A 、C 间电阻R 1＝U 1I ＝9－60.3Ω＝10 Ω，故CB 间电阻R 2＝R －R 1＝20 Ω，故B 选项正确．答案：B8、解析：因两段串联，通过两棒的电流相等，又I ＝neSv ，故ne πr 2ab v ab ＝ne πr 2bc v bc ，得v ab ∶v bc ＝16∶1，A 、B 均错．由电阻定律R ab ＝ρl ab S ＝ρl ab πr 2ab ，R bc ＝ρl bcπr 2bc ，求得R ab ∶R bc ＝16∶1，因为ab 和bc 串联，流过两段的电流相等，由功率公式P ＝I 2R ，得P ab ∶P bc ＝R ab ∶R bc ＝16∶1，故D 正确，C 错误．答案：D9、解析：c 、d 端短路时，R 2与R 3并联，然后与R 1串联，所以1R 23＝1R 2＋1R 3，R ab ＝R 1＋R 23，可得R ab ＝40 Ω，A 项正确；a 、b 端短路时，R 1与R 3并联然后与R 2串联，所以1R 13＝1R 1＋1R 3，R cd ＝R 13＋R 2可得R cd ＝128Ω，B 项错误；a 、b 端接测试电源时，R 2中电流为零，电路等效于只有R 1、R 3两电阻串联，c 、d 两端电压等于电阻R 3两端电压，所以I ＝ER 1＋R 3，U cd ＝UR 3＝IR 3可得U cd ＝80 V ，C 项正确；cd 端接测试电源时，R 1中电流为零，电路等效于只有R 2、R 3两电阻串联，ab 两端电压等于电阻R 3两端电压，所以I ＝ER 2＋R 3，U ab ＝UR 3＝IR 3，可得U ab ＝25 V ，D 项错误．答案：AC10、解析：电饭锅工作时，电阻丝把电能全部转化为电热，其电功率P 电等于热功率P 热，即：P 电＝P 热＝I 2R ＝U 2R①由①式可知，在电压一定的情况下，电阻丝电阻越大，其发热消耗的电功率越小．当S 闭合时，R 1被短路，电阻变小，其消耗的电功率增大，因此，S 闭合时应为水烧开前的加热状态，而S 断开时应为水烧开后的保温状态，故选项A 、B 正确．又因为保温时，R 1、R 2为串联关系，电源电压恒定，故P 2＝I 2R 2＝(UR 1＋R 2)2R 2②题目要求R 2保温时功率为加热时功率的一半，则有：(UR 1＋R 2)2R 2＝12U2R 2③ 由③式得R 1∶R 2＝(2－1)∶1，选项D 亦正确．答案：ABD11、解析：电流达最大值I 后，表明电离出来的离子全部到达了阴极，设经过时间t 到达极板的电荷量为q ，则q ＝It被电离的有机物分子的数目N ′＝q e ＝It e则有机物分子占待测气体的数目比为K ＝N ′ntN A ＝InN A e答案：InN A e12、解析：设电热水壶的电阻为R则R ＝U 2P ＝22021500 Ω＝48415Ω电能表转1转的能量为：3600×1033000 J ＝1200 J设电热水壶的实际电压为U则U 2Rt ＝125×1200 J ，所以U ＝200 V. 答案：200 V7-21、解析：由闭合电路欧姆定律可知：E ＝U 外＋U 内，当外电路断路时，即I ＝0，此时U 外＝E ，路端电压最大；外电路短路时，电路中电流最大，此时，电源的功率也最大；电源的输出功率，即外电路消耗的功率，P ＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E2(R －r )2R＋4r ，只有当R ＝r 时，电源的输出功率最大，故C 错．答案：ABD2、解析：滑片向右滑动，R 阻值增大，总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知干路电流减小，L 1变暗；同时L 2与R 并联部分电阻增大，它们与L 1串联分得的电压增大，通过L 2电流增大，故L 2变亮．答案：AD3、解析：从图分析可知，电容器两端的电压就是R 3两端的电压，要使油滴上升，必须增大电容器两端的电压，即增大R 3两端的电压，从电路的分析得，增大R 3和减小R 2的电阻都可．故CD 正确．答案：CD4、解析：滑动触头由a 滑向b 的过程中，总电阻变小，D 错误，干路电流变大，路端电压变小，A 正确，内阻消耗功率变大，C 错误，定值电阻R 3上电压降低，电流表示数变小，B 错误．答案：A5、解析：只有S 1闭合时，L 1和L 2串联，电容器两端的电压等于电源两端的电压．S 2闭合后，L 3和L 2串联，再和L 1串联．则L 1两端的电压增大，故L 1变亮，电容器两端的电压减小，故电容器放电．电荷量减小．电流表上的电流是电容器的放电电流，故方向从右向左．可知AD 正确．答案：AD6、解析：电动机未启动时，通过灯泡电流为I ＝10 A ，电压U 1＝12.5 V －10×0.05 V ＝12 V. 所以灯泡电阻为R ＝U 1I ＝1210Ω＝1.2 Ω. 电动机启动时，灯泡两端的电压U 2＝12.5 V －58×0.05 V ＝9.6 V.故车灯的电功率降低了ΔP ＝U 21R －U 22R＝43.2 W ．故B 正确．答案：B7、解析：由欧姆定律，图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O 点的连线的斜率的倒数．随着所加电压的增大，图中曲线斜率越来越小，即小灯泡的电阻增大，故A 项正确；对应P 点，小灯泡的电阻为OP 连线的斜率的倒数，即R ＝U 1I 2，故B 项正确，C 项错误；对应P 点，小灯泡的功率为P ＝U 1I 2，即图中矩形PQOM 所围的“面积”，故D项正确．答案：ABD8、解析：由于电源内阻不计，故路端电压为电源的电动势，所以R1断路时，灯A和B两端电压不变，故B灯亮度不会发生变化，故A选项错误．对B选项，当R2断路时，会使A灯两端电压升高，B灯两端电压降低，B灯应变暗，故B选项错误，同理可知D选项也错误．对于C选项，当R3断路时，会使B灯两端电压升高，A灯两端电压降低，故B灯变亮，因此正确选项为C.答案：C9、解析：合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联．合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路中总电流也即流过R1的电流增大，C正确．因电源的内阻不计，则电源的输出功率P＝IE增大，A错误．通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压就降低，L1消耗的功率降低．通过R3与L3的电流减小，B、D皆错误．答案：C10、解析：当L1两端电压为3.0 V时，I L1＝0.25 A.由于I＝UR得R＝UI＝3.00.25Ω＝12 Ω，A正确．由P1＝I1U1＝0.25×3 W＝0.75 W，C正确．因L2、L3的两电阻相等，即L2、L3两端电压各为1.5 V，由图可知I2＝0.20 A，即可得出灯泡L2消耗的电功率为P2＝I2U2＝0.20×1.5 W＝0.30 W，D正确．答案：ACD11、解析：P继续向右移动，电压表示数会增大，故电压表用了。

高中物理选修3-1同步练习题

高中物理第1章第1节电荷及其守恒定律练习新人教版选修3-11．物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷．2．自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(1)正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷．(2)负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷．3．物体的三种起电的方式是：摩擦起电、接触起电、感应起电．4．物体带电的实质是得失电子．5．电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它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；在转移过程中，电荷的总量保持不变．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．6．电荷量：表示电荷的多少，单位是库仑，简称库，用C表示．元电荷：与电子(或质子)电荷量绝对值相等的电荷，用e表示．e＝1.6×10－19_C；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．7．电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷，电子的比荷为em e＝1.76×1011_C/kg．►基础巩固1．(多选)下列说法正确的是(CD)A．电子和质子都是元电荷B．一个带电体的电荷量为205.5倍元电荷C．元电荷是最小的带电单位D．元电荷没有正、负之分解析：元电荷是最小的带电单位，带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍；元电荷不是带电粒子，没有电性之说，故C、D正确．2．如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，这种现象产生的原因是(C)A．人身体上产生电流 B．接触带电造成的C．摩擦起电造成的 D．感应起电造成的3．关于摩擦起电和感应起电，以下说法正确的是(C)A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移D．以上说法均不正确解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷．感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，所以ABD错误，C正确．4．(多选)对物体带电现象的叙述，下列说法正确的是(CD)A．一个不带电的物体内一定没有电荷B．物体带电一定具有多余的电子C．物体带电的过程就是电荷移动的过程D．带电体发生中和的现象是等量异种电荷完全相互抵消的结果解析：一个物体不带电并不是内部没有电荷，而是由于正、负电荷一样多，从而对外显示电中性．当正电荷多于负电荷时对外显示带正电；当负电荷多于正电荷时外显示带负电，故A、B错误．物体带电实质就是得失电子，即电荷移动，故C正确．带等量异种电荷的物体相接触时，带负电的物体中的多余电子全部移动到带正电的物体上与正电荷相互抵消，从而使两物体都呈电中性．故D正确．正确答案C、D.5．(多选)如图所示，挂在绝缘细线下的轻质带电小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以(BC)A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷C．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球至少有一个带电解析：两球相互吸引的可能有两个：一是带异种电荷；二是一个带电，另一个被感应带电后吸引，因此A错误、C正确；两球相斥一定是带同种电荷，故B正确、D错误．6. 两金属小球所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为(B)A．＋3Q B．＋2Q C．＋Q D．－Q解析：由电荷守恒定律知，两小球接触后总带电量为中和后剩余量，即为ΔQ＝＋3Q－Q＝＋2Q，故选项B正确．►能力提升7．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断(C)A．验电器所带电荷量部分被中和B．验电器所带电荷量部分跑掉了C．验电器一定带正电D．验电器一定带负电解析：验电器的张角与所带电量的多少有关，电量大张角大，根据题意张角变小，所以说明验电器所带的电性与橡胶棒所带的电性相反，又因为毛皮摩擦过的橡胶棒带负电所以验下列说法正确的是(AD )A ．π＋由u 和d 组成B ．π＋由d 和u 组成C ．π－由u 和d 组成D ．π－由d 和u 组成解析：π＋带电荷量为＋e ，u 带电荷量为＋23e ，d 带电荷量为＋13e ，故π＋由u 和d 组成，A 对、B 错．π－带电荷量为－e ，d 带电荷量为－13e ，u 带电荷量为－23e ，故π－由d 和u 组成，D 对、C 错．9．如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中不能使两球都带电的是(B )A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒D ．先使乙球瞬时接地，再移走棒解析：由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A 正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B 错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触起电而都带上负电荷，所以C 正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的正电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D 正确．10．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 1＝6.4×10－9 C ，Q 2＝－3.2×10－9 C ，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少？解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q ′A ＝Q′B ＝Q 1＋Q 22 ＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C.在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B 球带Q′B 的正电荷量，这样，共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q′B ＝(3.2×10－9＋1.6×10－9)C ＝4.8×10－9 C.转移的电子数n ＝ΔQ e ＝4.8×10－91.6×10－19＝3.0×1010(个)．答案：电子由B 球转移到A 球，转移了3.0×1010个电子．第2节库仑定律1．库仑是法国物理学家，库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律公式：F ＝k q 1q 2r．静电力常量k ＝9.0×109N ·m 2/C 2.3．库仑定律适用条件：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力．4．点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至其形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响可以忽略．5．两个电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律．6．实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个电荷的作用力等于各个点电荷对这个电荷的作用力的矢量和．7．如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则，就可以求出带电体间的静电力的大小和方向．►基础巩固1．下列说法中正确的是(C )A ．点电荷是指体积很小的电荷B ．根据F ＝k q 1q 2r2知，当两电荷间的距离趋近于零时，静电力将趋于无穷大 C ．若两点电荷的电荷量q 1＞q 2，则q 1对q 2的静电力等于q 2对q 1的静电力D ．用库仑定律计算出的两电荷间的作用力是两者受力的总和2．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A 和B ，A 球放在可移动的绝缘座上，B 球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C 点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A 球从远处逐渐向B 球靠近，观察到两球距离越小，B 球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B 球悬线的偏角越大．实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的________而增大．此同学在探究中应用的科学方法是 __________(选填“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)．答案：减小增大控制变量法3．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r 2，则两球间库仑力的大小为(C )A.112FB.34FC.43F D ．12F 解析：由库仑定律得：F ＝k 3Q 2r 2，两球相互接触后各自带电荷量Q′＝（＋3Q －Q ）2＝Q ，故当二者间距为r 2时，两球间库仑力F′＝k Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝k 4Q 2r 2，故F′＝43F ，C 正确． 4．两个半径均为1 cm 的导体球，分别带上＋Q 和－3Q 的电荷量，两球心相距90 cm ，相互作用力大小为F.现将它们碰一下后又分开，两球心间相距3 cm ，则它们的相互作用力大小变为(D)A ．3 000FB ．1 200FC ．900FD ．无法确定解析：两球心相距90 cm 时，两球距离比球本身大得多，由库仑定律，F ＝k Q 1Q 2r 2＝k Q ×3Q 0.92；两球相碰后，电荷量变为－Q 、－Q ，但两球心距离变为3 cm ，这时两球不能再被看作点电荷，所以不能用库仑定律计算．但可定性分析，由于同性相斥、异性相吸原理，电荷向远端移动，所以距离大于3 cm ，F ＜k Q 20.032. 5．(多选)两个完全相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两球相互接触后再放回原来位置，则它们的库仑力可能为原来的(CD)A. 47B.37C. 97D.167解析：设两小球的电荷量分别为Q 和7Q ，则在接触前它们的库仑力大小为F ＝k Q ×7Q r 2.当两球带同种的电荷时，接触后它们的电荷量要平均分配，各为4Q ，库仑力大小为F ＝k 4Q ×4Q r 2，此时的库仑力为原来的167倍．当两球带异种电性的电荷时，接触后它们的电荷要先中和，再平均分配其余的电荷量，各为3Q ，库仑力大小为F ＝k 3Q ×3Q r 2，是原来的97倍． ►能力提升6．如图所示，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(B )A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：据“同电性相斥，异电性相吸”规律，确定电荷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 ，F bc 与F ac 的合力只能为F 2.故选B.7．两个大小相同的小球带有同种电荷(可看做点电荷)，质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与重垂线方向的夹角为α1和α2，且两球处于同一水平线上，如右图所示，若α1＝α2，则下述结论正确的是(C )A ．q 1一定等于q 2B ．一定满足q 1m 1＝q 2m 2C ．m 1一定等于m 2D ．必须同时满足q 1＝q 2，m 1＝m 2解析：由于小球所处的状态是静止的，故用平衡条件去分析．以小球m 1为研究对象，则小球m 1受三个力F T 、F 、m 1g 作用，以水平和竖直方向建立直角坐标系，如下图所示，此时只需分解F T ，由平衡条件⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝0F y 合＝0 得⎩⎪⎨⎪⎧F T sin α1－k q 1q 2r 2＝0F T cos α1－m 1g ＝0则tan α1＝kq 1q 2m 1gr 2. 同理，对m 2分析得tan α2＝kq 1q 2m 2gr 2.由于α1＝α2，故tan α1＝tan α2，可得m 1＝m 2.可见，只要m 1＝m 2，不管q 1、q 2如何，α1都等于α2，故正确选项为C.8．(多选)如图所示，两根绝缘丝线挂着两个质量相同的小球A 、B ，此时上、下丝线的受力分别为T A 和T B ；如果使A 带正电，使B 带负电，上下丝线的受力分别为T A ′和T B ′，则下列关于T A ′和T B ′的关系判断正确的是(AD )A ．T A ′＝T AB ．T A ′<T AC ．T A ′>T AD ．T B ′<T B解析：以A 、B 两球组成的整体为研究对象，无论是小球带电还是小球不带电，分析其受力情况并根据平衡条件可知：上方丝线的拉力大小总是等于下面两球的重力之和，但是以B 球为对象分析其受力情况可知，当A 、B 球不带电时：T B ＝m B g ，当A 、B 球分别带正电和负电时：T B ′＝m B g －F.故选项A 、D 正确．9．如图所示，A 、B 两个点电荷的电荷量分别为＋Q 和＋q ，放在光滑绝缘水平面上，A 、B 之间用绝缘的轻弹簧相连接，当系统平衡时，弹簧的伸长量为x 0，若弹簧发生的均是弹性形变，则(B )A ．保持Q 不变，将q 变为2q ，平衡时弹簧的伸长量为2x 0B ．保持q 不变，将Q 变为2Q ，平衡时弹簧的伸长量小于2x 0C ．保持Q 不变，将q 变为－q ，平衡时弹簧缩短量等于x 0D ．保持q 不变，将Q 变为－Q ，平衡时弹簧缩短量小于x 0解析：由库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2和胡克定律F ＝kx 以及同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可得B 正确．10．如图，A 、B 是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中m A ＝0.3 kg ，现将绝缘细线绕过O 点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA 的线长等于OB 的线长，A 球紧靠在光滑绝缘竖直墙上，B 球悬线OB 偏离竖直方向60°角，求：B 球的质量和细绳中的拉力大小．解析：如图受力分析．设AB 球间作用力为F ，绳拉力为T ，墙对A 球支持力为N 对A 球：Fcos 60°＋m A g ＝T对B 球：Tsin 60°＝Fsin 60°，Tcos 60°＋Fcos 60°＝m B g联立解得：T ＝6 N ，m B ＝0.6 kg第3节电场强度1．电场：电荷的周围空间存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫静电力，电荷间的相互作用是通过电场发生的．2．电场强度．(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力与电荷量的比值，叫该点的电场强度，简称场强．(2)定义式：E ＝F q，其单位是N/C 或V/m ． (3)方向：场强的方向与正电荷受静电力的方向相同，与负电荷受静电力的方向相反．(4)特例：①点电荷的场强：E ＝kQ r．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加形成合电场，这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，叫做电场的叠加．②匀强电场：场强大小、方向处处相同．3．电场线．电场发自于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷．电场线的疏密定性地反映了电场的强弱，电场线上每一点的切线方向表示了该点场强方向．点电荷的电场线是发散(或会聚)的直线，匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线．4．E ＝F q中的E 是利用比值法定义的物理量，E 的大小、方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放试探电荷，以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关．既不能认为E 与F 成正比，也不能认为E 与q 成反比．►基础巩固1．有关对电场强度的理解，下述正确的是(D )A ．由E ＝F q可知，电场强度E 跟放入电荷q 所受的电场力成正比 B ．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C ．由E ＝kQ r2可知，在离点电荷很近，r 接近于零时，电场强度接近无穷大 D ．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关2. 下列关于电场的叙述中，正确的是(D )A ．点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强都相同B ．正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C ．取走电场中某点的试探电荷后，该点的场强为零D ．电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强的方向不一定相同解析：A.点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强大小都相等，方向不同，故场强不同，所以A 错误；B.电场强度大小是由某点电荷所受电场力与其电荷量的比值来确定，而与所带的电性无关，故B 错误；C.某点处的场强与试探电荷无关，只与场源电荷有关，故C 错误；D.电场强度的方向为正电荷所受电场力的方向，也可以是负电荷在该点受力的反方向，所以正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反，故D 正确．3．(多选)图为点电荷Q 产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是(AC )A ．若Q 为负电荷，E A ＞E BB ．若Q 为负电荷，E A ＜E BC ．若Q 为正电荷，E A ＞E BD ．若Q 为正电荷，E A ＜E B解析：因电场线越密场强越大，所以无论Q 是何种电荷都有E A ＞E B .4．如图，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点．已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，且PR ＝2RQ.则 (B)A ．q 1＝2q 2B ．q 1＝4q 2C ．q 1＝－2q 2D ．q 1＝－4q 2解析：已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，根据点电荷的电场强度公式得： kq 1（PR ）2＝kq 2（RQ ）2且PR ＝2RQ ，解得：q 1＝4q 2，故选B. 5．(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点，B 、C 和A 、D 也相对O 对称．则(AC )A ．B 、C 两点场强大小和方向都相同B ．A 、D 两点场强大小相等，方向相反C ．E 、O 、F 三点比较，O 的场强最强D ．B 、O 、C 三点比较，O 点场强最强解析：由对称性可知，B 、C 两点场强大小和方向均相同，A 正确；A 、D 两点场强大小相同，方向也相同，B 错误；在两电荷连线的中垂线上，O 点场强最强，在两点电荷连线上，O 点场强最弱，C 正确．►能力提升6．(多选)如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m 、电荷量为q ，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E ，下列说法正确的是(AD )A ．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为qE mgB ．若剪断悬线，则小球做曲线运动C ．若剪断悬线，则小球做匀速运动D ．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动解析：对小球受力分析如图可知tan α＝qE mg，A 正确．剪断悬线后，小球受qE 和mg 的合力为定值，所以小球做匀加速直线运动，D 正确．7．A 、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从a 点沿电场线运动到b 点，其速度v 与时间t 的关系图象如图甲所示．则此电场的电场线分布可能是图乙中的(A )解析：选A.从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从a 到b 电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.8．(多选)一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则 (BD )A ．粒子带正电B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度小于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零解析：由于带电粒子运动的方向与电场线不平行，故初速度不为零，粒子受电场力方向与场强方向相反，故粒子带负电，A 错， D 正确，因A 点的电场线比B 点密，故加速度逐渐减小，B 正确．带电粒子从A 运动到B 的过程中，电场力对它做负功，动能减小，速度减小，C 错误．9．如右图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如右图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，求(1)原来的电场强度为多大？(2)物体运动的加速度大小．(3)沿斜面下滑距离为l 时物体的速度．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)解析：(1)对小物块受力分析如右图所示，物块静止于斜面上，则mgsin 37°＝qEcos 37°，E ＝mgtan 37°q. (2)当场强变为原来的12时，小物块的合外力 F 合＝mgsin 37°－12qEcos 37°＝12mgsin 37°. 又F 合＝ma ，所以a ＝3 m/s 2，方向沿斜面向下．(3)由动能定理得F 合·l ＝12mv 2－0，所以12mgsin 37°·l ＝12mv 2，所以v ＝6l.答案：(1)mgtan 37°q(2)3 m/s 2，方向沿斜面向下 (3)6l第4节电势能和电势1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷的运动路径无关．2．静电力做功与电荷电势能变化的关系．(1)静电力做多少正功，电荷的电势能就减少多少，克服静电力做多少功，电荷的电势能就增加多少．静电力做功与电荷电势能改变的关系式：W AB ＝E pA －E pB ．(2)电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能点所做的功．零势能点的选取：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．3．电势．(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势．(2)公式： φ＝E p q．(3)单位：V.(4)电势只有大小，没有方向，是标量．(5)电场线指向电势降低的方向．4．等势面．(1)电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面．(2)等势面的疏密可以表示电场的强弱；等势面密的地方电场强，等势面疏的地方电场弱．(3)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．(4)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面，匀强电场的等势面是相互平行的一簇平面．►基础巩固1．下列说法正确的是(BD)A．电场强度为零的地方，电势一定为零B．电势为零的地方，电场强度不一定为零C．电场强度相同的地方，电势一定相等D．电势相等的地方，电场强度一定相等解析：电场强度和电势的大小没有必然的联系．电场强度为零的地方，电势不一定为零，如对于等势体而言，内部的场强为零，但内部的电势不为零．电场强度相等的地方，电势也不一定相等，如匀强电场，场强处处相等，但电势并不处处相等．2．(多选)下列说法中正确的是(BD)A．沿电场线的指向，场强一定越来越小B．沿电场线的指向，电势一定越来越低C．沿电场线方向移动电荷电势能逐渐减少D．在只受电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动3．(多选)a、b为电场中的两点，且a点电势高于点b，则可知(AB)A．把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B．把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C．无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D．无论是否有电荷移动，a点的电势能总是大于b点的电势能解析：电势能是电场中的电荷和电场共同具有的能，电势能的改变与电荷量及两点间的电势差有关，负电荷从高电势点移动到低电势点电场力做负功，电势能增加，正电荷与之相反．4．(多选)一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度E A、E B及该电荷在A、B两点的电势能E pA、E pB之间的关系为(AD)A．E A＝E B B．E A＜E BC．E pA＝E pB D．E pA＞E pB解析：负电荷在电场中只受电场力作用而做匀加速直线运动，可知电场是匀强电场，故A对．由于电场力对负电荷做正功，动能增加，则电势能减少，故D对．5．在两个等量负点电荷所形成的电场中，设这两个点电荷连线中点为a，该连线的中垂线上有一点b，这两点的电势分别为φa、φb，＋q在a、b两点的电势能为E pa、E pb，则下列说法中正确的是(D)A．a点场强为零φa<φb，E pa>E pbB．a点场强不为零φa<φb，E pa>E pbC．a点场强不为零φa＝φb，E pa＝E pbD．a点场强为零φa<φb，E pa<E pb解析：a点为电荷连线的中点，a点的场强是两个完全相同的电荷在该点处产生场强的矢量和，故E a＝0；从两等量负电荷的等势面可知，a点处的电势最低，所以φa<φb；电势越低的地方，其电势能越低，故E pa<E pb，所以选项D正确．6．如图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线(带有箭头的线为电场线)示意图，已知两个相邻等势面间的电势差相等，则(B)A．a点和d点的电场强度一定相同B．a点的电势一定低于b点的电势C．将负电荷从c点移到d点，电场力做正功D．将正电荷从c点沿虚线移到e点，电势能先减小后增大解析：a点和d点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；根据沿着电场线的方向电势逐渐降低和同一等势面上的各点电势相等，可判断B正确；c点、d点在同一等势面上，将负电荷从c点移到d点，电场力不做功，C错误；将正电荷从c点沿虚线移到e点，电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，D错误．►能力提升7．如题图所示，高速运动的α粒子(带正电)被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则(B)A．α粒子在M点的速率比在Q点的大B．三点中，α粒子在N点的电势能最大C．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功解析：高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，离原子核越近，速率越小，电势能越大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，三点中，α粒子在N点的电势能最大，。

人教版高中物理选修3-1：第2章第9节时同步训练及解析

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）高中物理选修3-1 同步训练1．(2012·清华附中高二检测)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，测量误差才小解析：选BD.选用电表时应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表；同时，滑动变阻器的阻值不能太大．如果这样电流较小，电流表读数误差较大，故应选B、D.2．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的(电表均为理想电表)()A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C．一个电压表和一个电阻箱D．一个电流表和一个滑动变阻器解析：选D.一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值，可求出两组相应电阻箱上的电压，便可求E、r；一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器，改变变阻器的阻值读出两组电流、电压值，便可求E、r.一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值，求出干路电流值，便可求E、r.选项A、B、C均可以达到实验目的．3.如图2－10－10所示是根据某次实验记录的数据画出的U－I图线，关于此图线，下列说法中正确的是()图2－10－10A．纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝3.0 VB．横轴的截距表示电源的短路电流，即I短＝0.6 AC．电源的内阻r＝5 ΩD．电源的内阻r＝1.0 Ω答案：AD4．在测一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选，电压表应该选________，变阻器应该选________．A．电压表量程为15 VB．电压表量程为3 VC．变阻器为(20 Ω，3 A)D．变阻器为(500 Ω，3 A)解析：干电池电动势约为1.5 V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大，A不合适，故选B.变阻器电阻比电源的内阻大几倍即可，阻值太大调节会不方便，故D 不合适，故变阻器应该选C.答案：B C5．现有器材：理想电流表一个，两个定值电阻R 1、R 2，单刀单掷开关两个，导线若干，要求利用这些器材较精确地测量一节干电池的电动势(电动势约1.5 V)．(1)在虚线框内画出实验电路图．(2)用已知量和测得量表示待测电动势的数学表达式E ＝________.解析：(1)由闭合电路欧姆定律知：E ＝I (R ＋r )，当外电阻发生改变时，电流就改变，有两个定值电阻测得两个对应电流值，代入上式就可以解出电动势和内阻．故电路设计如图所示．(2)将对应电压值和电流值代入E ＝I (R ＋r )得两个方程：E ＝I 1(R 1＋r )E ＝I 2(R 2＋r )联立解得：E ＝I 1I 2(R 1－R 2)I 2－I 1. 答案：(1)电路图见解析 (2)I 1I 2(R 1－R 2)I 2－I 16．某研究性学习小组利用如图2－10－11所示电路测量某电池的电动势E 和内电阻r .由于该电池的内电阻r 较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 Ω的定值电阻R 0.(1)按照实物连线图在虚线框内画出实验电路图．图2－10－11(2)闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数U ，并计算出通过电阻箱的电流数值I ，为了比较准确地得出实验结论，在坐标纸中画出了如图2－10－12所示的U －I 图象，由图象可得：E ＝________V ，r ＝________Ω.图2－10－12 解析：(1)电路如图所示．(2)由U －I 图象可知电源的电动势E ＝2.0 V ，当电源的外电压为U ＝1.3 V 时，电源中的电流为I ＝0.28 A由E ＝U ＋Ir ′得r ′＝E －U I ＝2.00－1.300.28Ω＝2.5 Ω 又r ′＝r ＋R 0，∴r ＝r ′－R 0＝2.5 Ω－2 Ω＝0.5 Ω.答案：(1)见解析 (2)2.0 0.57．(2010·高考广东卷)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R 0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图2－10－13甲．图2－10－13(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．(2)请完成下列主要实验步骤：A ．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；B ．将开关S 1闭合，开关S 2断开，电压表的示数是1.49 V ；C ．将开关S 2________，电压表的示数是1.16 V ；断开开关S 1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留二位有效数字)．解析：(1)如图所示(2)读出：20 Ω；闭合S 2后电阻箱才工作．(3)S 1闭合、S 2断开时，R V 很大，可得：E ＝U 1S 1、S 2都闭合时：U 2R ＝E －U 2r ＋R 0故r ＝⎝⎛⎭⎫U 1U 2－1R －R 0＝0.69 Ω.答案：(1)见解析 (2)20 Ω 闭合 (3)0.69 Ω。

人教版高中物理选修3-1：第2章第2节时同步训练及解析.docx

高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1 同步训练1．电源电动势的大小反映的是( )A．电源把电势能转化成其他形式的能的本领的大小B．电源把其他形式的能转化为电势能的本领的大小C．电源单位时间内传送电荷量的多少D．电流做功的快慢解析：选B.电源电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小．故A、C、D错，B对．2．某电源的电动势为3.6 V，这表示( )A．电路通过1 C的电荷量，电源把3.6 J其他形式的能转化为电势能B．电源在每秒内把3.6 J其他形式的能转化为电势能C．该电源比电动势为1.5 V的电源做功多D．该电源与电动势为1.5 V的电源相比，通过1 C电荷量时转化的电势能多解析：选AD.电路每通过1 C的电量，非静电力做功W＝qE＝3.6 J，A对，B错.3.6 V大于1.5 V，只能说明做功本领大，不一定做功多，但通过1 C电荷时，电动势为3.6 V的电源一定做功多，D对．3．(2013河北唐山测试)以下为某电池的铭牌，由铭牌可以知道( )⇦××电池产品名称：锂离子电池电池型号：D9@9CL105额定容量：1050 mA·h标称电压：3.6 V充电限制电压：4.2 V生产日期：2012.06.10A.电池的电动势是3.6 VB．电池的容量是1050 mA·hC．电池的电动势是4.2 VD．电池的最长使用时间是1050 h解析：选AB.电池上的3.6 V表示电动势，1050 mA·h表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由于不知放电电流大小，故放电时间无法确定，D错．4．国家大力推广节能环保汽车，电动汽车是许多家庭的首选．已知电动汽车的电源是由30组蓄电池串联组成的，当正常行驶时，电路中的电流为5 A，在10 min内电源做功1.8×105 J，则这组蓄电池的总电动势是多少？每组的电动势为多少？解析：电源移送电量为：q＝It＝5×600 C＝3000 C这组蓄电池的总电动势为：E ＝W q ＝1.8×1053000V ＝60 V 每组的电动势为：E 1＝E n ＝6030V ＝2 V. 答案：60 V 2 V课后作业一、选择题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：选BCD.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．2．关于电源的电动势，下列说法正确的是( )A ．电源的电动势等于电源两端的电压B ．电源不接入电路时，电源两极间的电压大小等于电动势C ．电动势的国际单位是安培D ．常见的铅蓄电池电动势为1.5 V答案：B3．如图2－2－2为电源和导线内移送电荷的情况．则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于( )图2－2－2A ．电源电动势B ．电路中电流的大小C ．电源的内阻D ．电源的容量解析：选A.移送电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电势能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即W ＝Eq .题干中限定了单位正电荷，可见W 的数值只取决于E ，故A 对，B 、C 、D 错．4．(2013合肥检测)下列关于电池的说法正确的是( )A ．同一种干电池，旧电池比新电池的电动势小、内阻大、容量小B ．电源电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示电源内部电场力的功率C ．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大D ．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V 的蓄电池比1.5 V 的干电池提供的电势能多解析：选AD.对于干电池，在使用一段时间之后，由于内部发生化学反应释放电荷的物质逐渐减少，因而电动势、容量要变小；同时反应生成物要阻碍电荷的移动，故使电池的内阻变大．电源电动势E 与I 的乘积EI 表示电源内非静电力的功率.1号干电池与5号干电池的电动势都是1.5 V ，容量不相同，两者体积也有差异．电动势反映非静电力做功本领的大小，电动势越大，移动相同的电荷量时提供的电势能就越多．故选项A 、D 正确．5．有关电动势的说法中正确的是( )A ．电源的电动势等于内、外电路电势降之和B．电源提供的电势能越多，电源的电动势越大C．当外电路断开时，电源的路端电压与电源电动势相等D．当电路中通过1库仑电量时，电源将其他形式的能转化为电势能的数值等于电源电动势的值解析：选ACD.外电路断路时U＝E，C对．通路时E＝U内＋U外，A对．电动势E表示通过1 C 电量电源将其他形式能转化为电势能的多少，D对．电动势越大，表示电源非静电力做功本领大，但提供电势能不一定多，B错．6．(2012·杭州学军中学高二期中)以下说法中正确的是( )A．在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D．静电力移动电荷做功，电势能减少，非静电力移动电荷做功，电势能增加解析：选D.电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领．而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，D项对．7．关于电源的电动势，下面说法正确的是( )A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量B．电动势在数值上等于电路中通过1 C 电荷量时电源提供的能量C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关D．电动势有方向，因此电动势是矢量解析：选AB.由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过1 C 电荷量时电源所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量．综上所述，正确选项是A、B.8．手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，小灯泡只能发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3 V，再把它们作为一个电子钟的电源，电子钟能正常工作．下列说法正确的是( )A．这两节干电池的电动势减小了很多B．这两节干电池的内电阻增加较大C．这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D．这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小解析：选BD.旧电池与新电池相比较，电动势几乎不变，但内阻增大许多，A错B对；新旧电池均能使电子钟正常工作，虽然电池内阻变化，但输出电压几乎不变，只能是电子钟电阻很大，额定电流很小，故C错D对．9．(2012·山东实验中学高二检测)某柴油发电机工作时，电流为5 A，经过2 min，发电机产生电势能为1.32×105 J，则该发电机的电动势为( )A．1100 V B．550 VC．220 V D．110 V解析：选C.此段时间通过电量为q＝600 C，由E＝W/q即得．二、非选择题10．某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池，当它正常工作时，其工作电流为0.3 A．某同学在一次使用该MP3时，若他用了10 s，则这段时间内电池将多少化学能转化为电势能？解析：已知工作电流I＝0.3 A,10 s时间内通过导体横截面的电荷量q＝It＝0.3×10 C＝3 C.7号干电池电动势为1.5 V．则根据能量守恒定律，电池将化学能转化为电势能的量等于非静电力移动电荷所做的功：W＝qE＝3×1.5 J＝4.5 J.答案：4.5 J11．如下表所示是某一手机电池上的铭牌，仔细阅读铭牌上的数据，回答以下问题：科健BL—528MKEJIAN 700 mA·h标准3.7 V锂离子电池充电限制电压：4.2 V执行标准：GB/T 18287－2000待机时间：48 h(1)该电池的电动势是多少？(2)该手机待机状态下的平均工作电流是多少？(3)每次完全放电过程中，该电池将多少其他形式的能转化为电势能？解析：(1)由铭牌数据可知，电源电动势为E ＝3.7 V(2)该电池容量q ＝700×10－3×3600 C 根据I ＝q t得，I ＝700×10－3×360048×3600A ＝1.5×10－2 A (3)W ＝E ·q ＝3.7×700×10－3×3600 J ＝9324 J.答案：(1)3.7 V (2)1.5×10－2 A (3)9324 J12．将电动势为3.0 V 的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为 2.4 V ，当电路中有6 C 的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电势能．(2)外电路中有多少电势能转化为其他形式的能．(3)内电路中有多少电势能转化为其他形式的能．解析：(1)W ＝Eq ＝3.0×6 J ＝18 J电源中共有18 J 其他形式的能转化为电势能．(2)W 1＝U 1q ＝2.4×6 J ＝14.4 J外电路中共有14.4 J 电势能转化为其他形式的能．(3)内电压U 2＝E －U 1＝3.0 V －2.4 V ＝0.6 V所以W 2＝U 2q ＝0.6×6 J ＝3.6 J内电路中共有3.6 J 电势能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W 2＝W －W 1＝3.6 J. 答案：(1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J。

人教版高中物理选修3-2全册同步练习测试解析版[92页]

知能综合检测(A 卷)................................................................. 64 知能综合检测(B 卷) ................................................................. 68 第6章第 1 节........................................................................ 73
A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝Φc C．Ba＞Bb＞Bc，Φa＞Φb＞Φc
B．Ba＞Bb＞Bc，Φa＜Φb＜Φc D．Ba＞Bb＞Bc，Φa＝Φb＝Φc
解析：根据通电螺线管产生的磁场特点，Ba＞Bb＞Bc，由 Φ＝BS，可得 Φa＞Φb＞Φc，故 C 正确．答案： C 4． (2011·永安高二检测)如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．下
人教版高中物理选修 3-2 全册同步练习解析版目录
第4章第4章第4章第4章第4章第 1、2 节 ................................................................... 1 第 3 节.......................................................................... 5 第 4 节........................................................................ 10 第 6 节........................................................................ 16 第 7 节........................................................................ 21

高中物理,选修3---1,全册新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)

高中物理选修3----1全册新课教学课时同步强化训练汇总（附详细参考答案）一、第一章《静电场》1.《电荷及其守恒定律》2.《库仑定律》3.《电场强度》4.《电势能和电势》5.《电势差》6.《电势差与电场强度的关系》7.《静电现象的应用》8.《电容器的电容》9.《带电粒子在电场中的运动》10、★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（一）11、★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（二）二、第二章《恒定电流》1.《电源和电流》2.《电动势》3.《欧姆定律》4.《串联电路和并联电路》5.《焦耳定律》6.《导体的电阻》7.《闭合电路的欧姆定律》8.《多用电表的原理》9.《实验：练习使用多用电表》10.《实验：测定电池的电动势和内阻》11.《简单的逻辑电路》12、★★选修3--1第二章《恒定电流》单元质量检测试卷（一）13、★★选修3--1第二章《恒定电流》单元质量检测试卷（二）三、第三章《磁场》1.《磁现象和磁场》2.《磁感应强度》3.《几种常见的磁场》4.《通电导线在磁场中受到的力》5.《运动电荷在磁场中受到的力》6.《带电粒子在匀强磁场中的运动》7、★★选修3--1第三章《磁场》单元质量检测试卷（一）8、★★选修3--1第三章《磁场》单元质量检测试卷（二）§§1.1《电荷及其守恒定律》课时同步强化训练班级：_________ 姓名：__________ 成绩：___________(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开,此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )A.正电荷B.负电荷C.接触起电D.感应起电2.下列说法正确的是( )A.物体所带的电荷量可以为任意实数B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷C.摩擦起电的过程,是靠克服摩擦力做功产生了电荷D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体3.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,将两导体接触后再分开,则B导体的带电荷量为( )A.-QB.QC.2QD.4Q4.(多选)挂在绝缘细线下的通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,如图甲、乙所示。

高中物理选修3—1课后习题答案及解释汇编

第 8 节电容器的电容 1．（1）把两极板间距离减小，电容增大，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，电压变大，静电计指针偏角变大。（3）在两极板间插入相对介电常数较大的电介质，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。
2．答：由
．说明：用直线将图中的 4 个点与坐标原点连接起来，得到 4 个电
阻的伏安特性曲线．在同一条直线上的不同点，代表的电压、电流不同，但它们的比值就是
对应电阻的阻值．、在同一条直线上，因此电阻相同．在其中三条直线上取一个相同的
电压值，可以发现的电流最小，因此电阻最大，的电流最大，因此电阻最小．也可以根
据直线的斜率判断电阻的大小．
3．答：如图 2－4 所示．
方向相同；粒子在静电力方向的偏转距离为偏转距离也相同，所以这些粒子不会分成三束。
，可见各种粒子的
第4页共9页
5．答：电子的初动能
，垂直进入匀强电场后加速度
，在偏转电场中运动
的时间为
，电子离开偏转电场时沿静电力方向的速度
，电子离开偏
转电场时速度方向的偏转角的正切
3．答：乘积的单位是瓦特．因为
6．答：小球受到重力、电场力 F，轻绳拉力的
作用而处于平衡状态，它的受力情况如图
，单位是牛顿每千克，方向竖直
1－ 11 所示。由图可知，
，
（不合题意，舍去）和
（2）在坐标轴上
和
的。
第四节
。所以，在
处电场强度等于 0。
的地方，电场强度的方向总是沿轴的正方向
1．答：
；
。
2．答：（1）

2021年(人教版)最新高中物理选修3-1配套同步练习(全册)同步练习

（人教版）高中物理选修3-1配套练习（全册）同步练习第1节磁现象和磁场1．磁场是一种物质吗？磁场是磁体周围客观存在的一种物质，磁场和电场一样都属于场类物质，尽管人眼看不见，但它是自然界物质存在的一种形式．2．磁场的基本特性是什么？磁场的基本特性是对放入磁场中的磁体或电流以及运动电荷有力的作用．3．哪些物质产生磁场？产生磁场的地方有磁体的周围、电流的周围及变化电场的周围(我们以后将学到)．4．磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．5．地磁场的分布大致上就像一个条形磁体的磁场；地球表面上磁场的方向大致是从南到北．►基础巩固1．(多选)关于磁场的下列说法正确的是(BD)A．磁场和电场一样，是同一种物质B．磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律D．电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的解析：磁场是客观存在的一种特殊物质，其性质就是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．磁场力也是一种性质力，当然遵循牛顿运动定律，电流具有磁效应，通过各自产生的磁场发生相互作用，所以答案选BD.2．磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说法正确的是(D)A．两者都是电现象B．两者都是磁现象C．前者是电现象，后者是磁现象D．前者是磁现象，后者是电现象解析：磁铁吸引小铁钉是靠磁铁的磁场把铁钉磁化而作用的，是磁现象；摩擦过的塑料上带电荷是周围产生电场而吸引毛发碎纸屑的，是电现象．3．奥斯特实验说明了(C)A．磁场的存在 B．磁场的方向性C．电流可以产生磁场 D．磁体间有相互作用解析：本题考查奥斯特实验，奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围能产生磁场．故正确选项为C.4．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是(B)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解析：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引．当军舰接近磁性水雷时，磁体间的相互作用引起小磁针的转动，与铁制引芯相吸引，接通电路，引起爆炸．5．如图四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是(B)A．甲图中，导线通电小磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离解析：磁场对小磁针、通电导体有作用力，图甲中的小磁针发生了偏转，图丙、丁中的通电导体发生了吸引和排斥，都说明了电流周围存在磁场．乙图不能说明电流能产生磁场．所以答案为B.6．判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有几组器材，其中最为可用的是(A)A．被磁化的缝衣针及细棉线B．带电的小纸球及细棉线C．小灯泡及导线D．蹄形磁铁及细棉线解析：被磁化的缝衣针相当于小磁针，用细棉线吊起后放在直线电流周围能摆动说明导线中有电流流过．7．地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布的情况相似，下列说法正确的是(D)A．地磁场的方向是沿地球上的经线方向B．地磁场的方向是与地面平行的C．地磁场的方向是从北向南的方向D．在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的解析：地理南北极与地磁南北极不重合，所以地磁场方向与经线有夹角，即磁偏角，地磁场方向不与地面平行，它们之间的夹角称为磁倾角，在地磁南北极附近，磁场方向是与地面垂直的．►能力提升8．《新民晚报》曾报道一则消息：“上海信鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海市鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇．人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力B．信鸽能发射并接收某种超声波C．信鸽能发射并接收某种次声波D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想(D)解析：也许同学们还不明白超声波、次声波的含义，但是，题目中给出的实验情景会帮助我们理解题意，并作出正确判断．信鸽缚铜块不影响其辨别方位，但缚磁铁就会迷失方向．可以判断选项D正确．9．如图所示为一电磁选矿机的示意图，其中M为矿石漏斗，D为电磁铁. 在开矿中，所开采出的矿石有含铁矿石和非含铁矿石，那么矿石经过选矿机后，落入B槽中的矿石是________，落入A槽中的矿石是________．解析：含铁矿石被电磁铁D磁化吸引，故落入B槽；非含铁矿石不受D 的作用，故落入A槽．答案：含铁矿石非含铁矿石第2节磁感应强度1．电场强度的方向是怎样定义的？磁感应强度的方向又是怎样定义的？答案：电场强度的方向是根据正电荷的受力方向定义的；磁感应强度的方向是根据小磁针的北极的受力方向或小磁针静止时北极所指的方向定义的．2．磁感应强度．(1)定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I 和导线长度L的乘积的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度．用B来表示．(2)定义式：B＝FIL ．(3)单位：特斯拉，简称特，国际符号是T，1 T＝1_N A·m．(4)磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向．磁场中某点磁感应强度的方向就是该点磁场的方向．3．匀强磁场：如果在磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．►基础巩固1．如图所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将(D)A．指北 B．指南C．竖直向上 D．竖直向下解析：地球的北极点是地磁场的S极附近，此处的磁感线竖直向下，故此处小磁针的N极竖直向下，D正确．2．(多选)下列可用来表示磁感应强度的单位关系的是 (BD)A．1 T＝1 kg/m2 B． 1 T＝1 kg/(A·s2)C．1 T＝1 kg·m2(A·s2) D．1 T＝1 N/(A·m)解析：由B＝FIL得1 T＝1 N/(A·m)，由B＝FIL及F＝ma，还可得1 T＝1kg/(A·s2)．3．下列说法中正确的是(D)A．由B＝FIL可知，磁感应强度B与一小段通电直导线受到的磁场力F成正比B．一小段通电导线所受磁场力的方向就是磁场方向C．一小段通电导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度一定为零D．磁感应强度为零处，一小段通电导线在该处永远不受磁场力解析：本题考查了产生条件、大小与方向，当电流方向与磁场平行时不受安培力，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直．故B错； A．磁感应强度是磁场本身的性质，其大小和方向跟放在磁场中通电导线所受力的大小和方向无关；故A错误，C.当通电导线与磁场平行时，可以不受磁场力，故不能根据安培力为零说明磁感应强度为零；故C错误；D正确；故选D.4．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为(D)A．零B．10 T，方向竖直向上C．0.1 T，方向竖直向下D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析：由B＝FIL，得B＝10.5×0.2T＝10 T．因为B的方向与F的方向垂直，所以B的方向不会沿竖直向上的方向．5．有一小段通电导线，长为1 cm，电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是(C)A．B＝2 T B．B≤2 TC．B≥2 T D．以上情况都有可能解析：本题考查磁感应强度的定义，应知磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流．如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大F＝0.1 N．则该点磁感应强度为：B＝FIL＝0.15×0.01T＝2 T.如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时受力将大于0.1 N，由定义式可知，B将大于2 T，应选C.►能力提升6．(多选)停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态(AC)A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置解析：两块磁铁原来静止，则磁铁所受最大静摩擦力大于或等于磁铁间的吸引力，当电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故A对、B错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故C对、D错．7．(多选)将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中，如图中图象能正确反映各量间关系的是(BC)解析：由B＝FIL或F＝BIL知：匀强磁场中B恒定不变，故B对、D错．B、L一定，且F与I成正比，故C对、A错．8．磁场对放入其中的长为L、电流强度为I、方向与磁场垂直的通电导线有力F的作用，可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质，磁感应强度的大小B＝__________，在物理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理量还有________等．解析：根据磁场强度的定义可知：B＝FIL，是采用比值法定义的，B的大小与F、IL无关，由磁场决定的，物理中的很多概念是采用比值法定义的，如电场强度等．故答案为：FIL，电场强度．答案：FIL电场强度9．如图所示，通电导线L垂直放于磁场中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．解析：由F＝BIL得I＝FBL＝322×8A＝2 A.答案：2 A第3节几种常见的磁场1．磁感线：在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点的磁场方向．所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上．2．安培定则(也叫右手螺旋定则)．判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可表述为：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．判定环形电流和通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时可表述为：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向．3．安培分子电流假说：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，法国学者安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说．他认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极．4．磁感应强度与某一面积的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，磁通量的公式为Φ＝BS，适用条件为磁感应强度与面积垂直，单位为韦伯，简称韦，符号Wb，1 Wb＝1_T·m2．►基础巩固1．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是(C)A．分子电流消失B．分子电流取向变得大致相同C．分子电流取向变得杂乱D．分子电流减弱解析：安培的分子电流假说：安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流—分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极．通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性．当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性．原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动等作用后分子电流的排布重新变的杂乱无章，分子电流仍然存在且强度也没有发生变化，但分子电流产生的磁场相互抵消，这样就会失去磁性，故ABD错误，C正确．故选C.2．(多选)下列说法正确的是(BC)A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极解析：要解决此题，需要掌握磁感线的概念，知道磁感线是为了描述磁场而引入的线，在磁体的外部，从磁体的北极出发，回到南极．A.在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出发，回到南极；在磁体内部从S极指向N极．故A错误；B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱．故B正确；C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场．故C正确；D.放入通电螺线管内的小磁针，N极的指向表示磁场的方向，不能根据异名磁极相吸的原则判定．故D错误．故选B.3．(多选)关于磁通量的概念，下列说法正确的是(BD)A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零C．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量越大D．穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量解析：对于匀强磁场中穿过回路的磁通量：当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零；当线圈与磁场垂直时，磁通量Φ最大，Φ＝BS.当回路与磁场方向的夹角为α时，磁通量Φ＝BSsin α.根据这三种情况分析．A.当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零，则磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不一定越大．故A错误．B.磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零．故B正确．C.根据磁通量Φ＝BSsin α，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起，磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量不一定越大．故C错误．D.穿过线圈的磁通量的大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量．故D正确．故选BD.4．如图所示，一矩形线框，从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量的变化情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)(D)A．一直增加B．一直减少C．先增加后减少D．先增加，再减少直到零，然后再增加，最后减少解析：bc边移到导线位置之前磁通量垂直纸面向外增加，之后磁通量减小到0，这时导线位于线框中间位置，再向右移时磁通量垂直纸面向里又增加，直到ad边与导线重合，再往右移磁通量最后又变小．5．下列关于磁感线的叙述，正确的是(C)A．磁感线是真实存在的，细铁粉撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感线B．磁感线始于N极，终于S极C．磁感线和电场线一样，不能相交D．沿磁感线方向磁场减弱解析：本题考查磁感线，磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极至N极，磁感线不相交，故选C.6．如下图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f 是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．解析：根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向从下向上，c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线的方向向右．答案：见解析►能力提升7．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是(C)A．直导线中电流方向垂直纸面向里B．a点的磁感应强度为 2 T，方向向右C．b点的磁感应强度为 2 T，方向斜向下，与B成45°角D．d点的磁感应强度为0解析：由c点磁感应强度为0可得电流产生的B′＝B＝1 T，方向水平向左，再运用安培定则判断电流在a、b、d各点的磁场方向分别为向右、向下、向上，且大小均为1 T，故对于a点，Ba ＝2 T；对于b点，Bb＝B2＋B2bi＝ 2 T，方向斜向下，与B的方向成45°角；对于d点，同理可得Bd＝ 2 T，方向斜向上，与B的方向成45°角．8．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是(B)A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B．不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C．永久性磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D．根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性解析：磁与电是紧密联系的，但“磁生电”、“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷周围就没有磁场，分子电流假说揭示了磁现象的电本质，磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的．磁体内部只要当分子电流取向大体一致时，就显示出磁性；当分子电流取向不一致时，就没有磁性．所以本题的正确选项为B.9．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向(A)A．向下 B．向上C．垂直于纸面向里 D．垂直于纸面向外解析：铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O磁场方向向下．第4节通电导线在磁场中受到的力1．安培力的大小．磁场对电流的作用力叫安培力．其公式为F＝ILBsin θ，式中θ为导线与磁感应强度B之间的夹角．2．安培力的方向．(1)用左手定则判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(2)安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角)3．常用的电流表是磁电式仪表，其构造是：在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，上面绕有线圈，它的转轴上装有螺旋弹簧和指针．线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上．碲形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．►基础巩固1．(多选)下列叙述正确的是(AD)A．放在匀强磁场中的通电导线受到恒定的磁场力B．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱C．磁场的方向就是通电导体所受磁场力的方向D．安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面解析：由F＝BILsin θ知A正确．F方向一定与B和I所决定的平面垂直，所以D项正确．2．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b 两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M 流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以(C)A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向C．适当增大电流 D．使电流反向解析：为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A、B、D错误， C正确．3．(多选)如右图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为(AC)A．B＝mgsin αIL，方向垂直斜面向下B．B＝mgsin αIL，方向垂直斜面向上C．B＝mgtan αIL，方向竖直向下D．B＝mgsin αIL，方向水平向右解析：根据电流方向和所给定磁场方向的关系，可以确定通电导线所受安培力分别如下图所示．又因为导线还受重力G和支持力FN，根据力的平衡知，只有①③两种情况是可能的，其中①中F＝mgsin α，则B＝mgsin αIL，③中F＝mgtan α，B＝mgtan αIL.4．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是(D)解析：没有通电时导线是直的，竖直向上，当加上竖直向上的磁场时，由于磁感应强度B的方向与电流方向平行，导线不受安培力，不会弯曲， A图错误；加上水平向右的匀强磁场，根据左手定则，电流所受的安培力应垂直纸面向里，B图弯曲方向错误；同理，C图中电流受的安培力向右，因此C图中导线弯曲方向错误；D图正确．5. 如图所示的天平可用来测定磁感应强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两盘各加质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右盘再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知(B)A ．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m 1＋m 2）gNILB ．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg2NILC ．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m 1－m 2）gNILD ．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg2NIL解析：由题意知，电流反向前受安培力向下，反向后受安培力向上，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里；由平衡条件知，电流反向前m 1g ＝m 2g ＋F 安，电流反向后m 1g ＝m 2g －F 安＋mg ，解得2F 安＝mg ，又F 安＝NILB ，所以B ＝mg2NIL或B ＝（m 1－m 2）g NIL，故B 对，A 、C 、D 错．►能力提升6．如图，长为2l 的直导线折成边长相等，夹角为60°的V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为(C)A ．0B ．0.5BIlC ．BIlD ．2BIl解析：安培力公式F ＝BIL ，其中L 为垂直放于磁场中导线的有效长度，图中的有效长度为虚线所示，其长度为l ，所以通电导线受到的安培力F ＝IBl ，选项C 正确．7．如图所示，将条形磁铁放在水平桌面上，在其中部正上方与磁铁垂直的方向上固定一根直导线，给直导线通以方向垂直于纸面向里的电流．下列说法中正确的是(B)。

人教版高中物理选修3-1：第2章第10节时同步训练及解析.docx

高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1 同步训练1．逻辑电路的信号有两种状态：一种是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示．关于“1”和“0”下列说法正确的是( )A．“1”表示电压为1伏，“0”表示电压为0伏B．“1”表示电压为大于或等于1伏，“0”表示电压一定为0伏C．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字D．“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连解析：选C.逻辑电路中“1”和“0”表示电路的两种状态，不表示数字大小，C正确．2.如图2－11－8所示为某一门电路符号及输入端A、B的电势随时间变化关系的图象，则下列图中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图象是( )图2－11－8图2－11－9解析：选A.由题图可以看出该电路为“与”门电路，因此只有当A、B的电势均为高电势时，Y才为高电势，因此选项A正确．3．(2013·江西鹰潭检测)走廊里有一盏灯，在走廊的两端各有一个开关，我们希望无论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路应为( )A．“或”门电路B．“与”门电路C．“非”门电路D．以上答案均可解析：选A.由题意可知，两个条件只要一个满足，结果就能发生，反映了“或”逻辑关系，A正确．4.如图2－11－10所示为使用汽车安全带的报警电路．S为汽车启动开关，闭合时代表汽车启动．R T代表安全带拉力传感器，驾驶员系好安全带时其电阻变大．要求只有当驾驶员启动汽车且安全带未系好时，蜂鸣器才能报警．则在图中虚线框内应接入的元件是( )图2－11－10A．“非”门B．“或”门C．“与”门D．“与非”门解析：选C.根据题意，只有当驾驶员启动汽车且安全带未系好时，蜂鸣器才能报警，即只有同时满足两个条件：一是驾驶员启动汽车，二是安全带未系好，蜂鸣器才能报警．符合这一要求的是“与”逻辑关系，因此在图中虚线框内应接入的元件是“与”门，选项C正确．5.如图2－11－11是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”，且要求输出端Y输出的也为“1”，则A、B端输入的是( )图2－11－11A．0 0 B．0 1C．1 0 D．1 1解析：选D.先分析右侧“与”门，已知C输入“1”，欲输出“1”，另一个输入应该是“1”，也就是左边与门的输出是“1”，根据“与”门特点，A、B输入应该都是“1”．D对．6.在如图2－11－12所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为( )图2－11－12A．1和0 B．0和1C．1和1 D．0和0解析：选C.B端输入电信号“0”时，经过“非”门在D端输出电信号“1”，同时，该电信号与A端输入的电信号“1”一起输入“与”门，则在C端输出电信号“1”．7.在如图2－11－13所示的逻辑电路中，当A端和B端都输入电信号“1”时，则在C和D 端输出的电信号分别为( )图2－11－13A．1和0 B．0和0C．0和1 D．1和1解析：选A.B端输入电信号“1”时，通过“非”门输出“0”，所以D端输出“0”，输出的“0”和A端输入的“1”通过“或”门，则在C端输出“1”．选项A正确．8．下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是( )图2－11－14解析：选B.选项A中为与门，两个输入端必须都为高电平，输出端才为高电平，而电路的有一个输入端为低电平，输出端为低电平，不能使蜂鸣器发声，选项A错误；选项B中为或门，输入端只要有一个为高电平，输出端即为高电平，能使蜂鸣器发声，选项B正确；选项C中为非门，输入端为高电平，输出端为低电平，不能使蜂鸣器发声，选项C错误；选项D 中，首先，高电平输入或门，输出端为高电平，然后，高电平输入非门，输出端为低电平，不能使蜂鸣器发声，选项D错误．9．(2012·山西大同一中高一检测)请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个门电路( )输入输出A B Y00 101 110 1110图2－11－15解析：选D.从真值表可看出不是单一的“与”、“或”关系，更不是单一的“非”关系，一定对应一个复合门电路，从真值表分析可得应为“与非”复合门电路，D选项正确．10.如图2－11－16所示是模拟路灯的光控电路，R L为光敏电阻，LED为发光二极管，为实现LED天暗时发光、天亮时熄灭，下列说法中正确的是( )图2－11－16A．虚线框内的元件是与门B．虚线框内的元件是或门C．要求在天更暗时LED点亮，应该将R的阻值调大些D．要求在天更暗时LED点亮，应该将R的阻值调小些解析：选BC.从题图可以看出发光二极管负极接地，是低电势，门电路一条输入端也是低电势，发光二极管要发光，则发光二极管正极一定是高电势，根据门电路的特点，图中门电路另一条输入端必是高电势，因此虚线框内的元件是或门，选项A错误，B正确；要求在天更暗时LED点亮，应将R的阻值调大，使门电路另一条输入端在天更暗时得到高电势，选项C 正确，D错误．11．如图2－11－17所示，试判断这是什么样的逻辑电路．A、B、C闭合时记为“1”，断开时记为“0”；P灯亮记为“1”，不亮记为“0”，试完成真值表．图2－11－17输入输出A B C P00000 101010001 110 111011 1解析：由题图可知，开关A、B、C只要有一个闭合时，P灯便亮，所以这个电路满足“或”逻辑关系，即当几个条件中只要有一个或一个以上具备，就能出现某一结果．故这是一个“或”门电路，其真值表如下：输入输出A B C P0000001 1010 1100 1011 1101 1110 1111 1答案：见解析12.如图2－11－18是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路．图中的两个按钮开关S1、S2分别装在汽车的两道门上，只要其中任何一个开关处于开路状态，发光二极管(报警灯)就发光．请你根据报警装置的要求，列表分析开关状态与发光二极管的发光状态，并指出是何种门电路，在图中虚线框内画出这种门电路的符号．图2－11－18解析：车主离开汽车后，两个车门均处于关闭状态，跟两个车门对应的开关S1和S2均闭合，这时发光二极管不会发光报警．这是因为S1和S2闭合后，电流不通过发光二极管．当有其他人打开了某一个车门时，S1或S2就处于断开状态，这时就有电流通过发光二极管，使其发光报警．可见，这一装置实际上是一个“或”门电路．开关闭合及二极管不发光状态记为“0”，开关断开及二极管发光状态记为“1”，则开关状态及发光二极管发光状态的对应关系如下表，虚线框中的门电路符号如图所示．S1S2发光状态00001 110 111 1答案：见解析。

教学：高中同步测试卷·人教物理选修3-1：高中同步测试卷(九) 含解析

高中同步测试卷(九)专题二电场中的力学综合问题(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．如图甲所示，质量均为m的a、b两球用绝缘细线相连，a球又用绝缘细线挂在O 点，两带电小球电荷量分别为＋q和－q.加一个向左的匀强电场，平衡后两线都拉紧，则两球所处位置可能是图乙中的()2．如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为x轴上三点．放在A、B两点的检验电荷受到点电荷Q的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示．以x轴的正方向为电场力的正方向，下列说法错误的是()A．点电荷Q一定为正点电荷B．点电荷Q在A、B之间C．A点的电场强度大小为2×103 N/C D．同一电荷在A点所受的电场力比B点的大3．如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是()A．乙的电势能先增大后减小B．甲对地面的压力先增大后减小C．甲受到地面的摩擦力不变D．甲受到地面的摩擦力先增大后减小4.正对放置的两块等大平行金属板M、N与电源连接，两板间有一带电粒子以速度v0沿直线运动；当粒子运动到P点时，由于M板的迅速移动，粒子向上偏转，如图所示，则下列说法正确的是()A．粒子带负电B．M板向上移动C．板间电场强度减小D．电容器的电容变大5．如图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点．电子的质量为m，电荷量为e，重力不计．则()A．O点电势高于M点电势B．运动过程中，电子在M点电势能最大C．运动过程中，电子的电势能先减少后增加D．电场力对电子先做负功，后做正功6．质量为m的物块，带正电荷为Q，开始时让它静止在倾角α＝60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平向左、大小为E＝3mgQ的匀强电场中，如图所示．斜面高为H，释放物块后，物块落地的速度大小为()A．2gH B. 52gHC．22gH D. 223 gH7．如图所示，有一个半径R＝5 3 m的光滑绝缘圆周轨道固定在竖直面内，位于水平向右的匀强电场中，一个质量为m的带电小球在圆周轨道内侧运动，小球所受的电场力与重力之比为1∶ 3.要使小球在整个圆周轨道内侧运动不脱离轨道，小球在轨道内侧运动过程中的最小速度为()A．6 3 m/s B．5 3 m/sC．52 3 m/s D．10 m/s二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.如图所示，一长为L 的绝缘细线下端系一质量为m 的金属小球，并带有－q 的电荷量，在细线的悬点O 处放一带电荷量为＋q 的点电荷．要使金属小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，已知静电力常量为k ，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A ．金属小球在做圆周运动的过程中机械能守恒B ．金属小球在做圆周运动的过程中机械能不守恒C ．金属小球在最高点的最小速度值v 0＝gLD ．金属小球在最高点的最小速度值v 0＝⎝⎛⎭⎫k q 2L 2＋mg Lm9.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O 点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v 1从M 点沿斜面上滑，到达N 点时速度为零，然后下滑回到M 点，此时速度为v 2(v 2<v 1)．若小物体电荷量保持不变，OM ＝ON ，则( )A ．小物体上升的最大高度为v 21＋v 224gB ．从N 到M 的过程中，小物体的电势能逐渐减小C ．从M 到N 的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D ．从N 到M 的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 10．在光滑水平面内有一沿x 轴的静电场，其电势φ随坐标x 的改变而变化，变化的图线如图所示(图中φ0，－φ0，x 1，x 2，x 3，x 4均已知)．有一质量为m ，电荷量为q 的带负电的小球在O 点以某一未知初速度v 0沿x 轴正向运动到点x 4.则下列说法正确的是( )A ．带电小球在O ～x 1间加速，在x 1～x 2间减速B ．带电小球在x 1～x 2间减速，在x 2～x 3间加速C ．初速度v 0应满足v 0≥ 2qφ0mD ．若v 0＝2qφ0m，带电小球在运动过程中最大速度为v m ＝2 qφ0m11．如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m 的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F 将小球向下压至某位置静止．现撤去F ，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W 1和W 2，小球离开弹簧时速度为v ，不计空气阻力，则上述过程中( ) A ．小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B ．小球的重力势能增加－W 1C ．小球的机械能增加W 1＋12m v 2D ．小球的电势能减少W 212.如图所示，虚线为空间电场的等势面，电荷量为－q 的小球(重力不计)，在恒定拉力F 的作用下沿直线由A 匀速运动到B ，已知AB 和等势面间夹角为θ，A 、B 间距离为d ，则( )A ．A 、B 两点的电势差为Fd sin θqB ．匀强电场的电场强度大小为F sin θqC ．带电小球由A 运动到B 的过程中，电势能减少了Fd sin θD ．若要使带电小球由B 向A 做匀速直线运动，则力F 不变题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(10分)如图所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R ，在中心处固定一带电荷量为＋Q 的点电荷．质量为m 、带电荷量为＋q 的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大？14．(10分)电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理．某一水平面内有一直角坐标系xOy ，x ＝0和x ＝L ＝10 cm 的区间内有一沿x 轴负方向的有理想边界的匀强电场E 1＝1.0×104 V/m ，x ＝L 和x ＝3L 的区间内有一沿y 轴负方向的有理想边界的匀强电场E 2＝1.0×104 V/m ，一电子(为了计算简单，比荷取为e /m ＝2×1011C/kg)从直角坐标系xOy 平面内的坐标原点O 以很小的速度进入匀强电场E 1，计算时不计此速度且只考虑xOy 平面内的运动．求：(1)电子从O 点进入到离开x ＝3L 处的电场所需的时间； (2)电子离开x ＝3L 处的电场时的y 坐标；(3)电子离开x ＝3L 处的电场时的速度大小和方向．15．(10分)如图所示，ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E ，方向一定，在圆周平面内，将一带正电荷q 的小球从a 点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中，到达c 点时小球的动能最大．已知∠cab ＝30°，若不计重力和空气阻力，试求：(1)电场方向与ac 间的夹角θ为多大？(2)若小球在a 点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c 点，那么初动能为多大？16．(12分)如图所示，在竖直平面内，AB 为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD 为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB 与CD 通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O ，半径R ＝0.50 m ，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E ＝1.0×104 N/C ，现有质量m ＝0.20 kg ，电荷量q ＝8.0×10－4 C 的带电体(可视为质点)，从A 点由静止开始运动，已知s AB ＝1.0 m ，带电体与轨道AB 、CD 间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)带电体运动到圆弧形轨道C 点时的速度； (2)带电体最终停在何处.参考答案与解析1．[导学号66870123] 【解析】选A.先将a 、b 两球作为一系统整体分析，由于它们电荷量大小相等，一正一负，因此水平方向受到电场合力为零，系统只受重力和细线拉力，细线拉力必在竖直方向，结合b 球的受力情况可知选项A 可能．2．[导学号66870124] 【解析】选A.由题图可知，A 、B 都是过原点的直线，由场强的定义式可知，其斜率的绝对值为各点的场强大小，则E A ＝4×10－32×10－6N/C ＝2×103N/C ，E B ＝2×10－34×10－6N/C ＝0.5×103N/C ＝E A4，同一电荷在A 点所受的电场力比B 点的大，由A 、B 两点所放的检验电荷电性相反而所受电场力方向相同，可得A 、B 两点电场强度方向相反，则点电荷Q 在A 、B 之间，且为负电荷，故选项B 、C 、D 正确，A 错误．3．[导学号66870125] 【解析】选B.乙在甲形成的电场的一个等势面上运动，电场力不做功，电势能不变，故A 选项不对．取甲受力分析，如图所示．F 是乙对甲的库仑力，由F ＝k Qqr2，得F 的大小不变．由正交分解法得F N ＝G ＋F cos α，F f ＝F sin α.因为从M 点到N 点，F 与竖直方向的夹角α先变小后变大，故F N 先变大后变小，F f 先变小后增大，再由牛顿第三定律知，只有B 项正确．4．[导学号66870126] 【解析】选D.物体做直线运动的条件是合力与速度v 0在一条直线上，或者所受合力为零，该粒子受电场力和重力都在竖直方向，合力方向不会与v 0在一条直线上，所以合力一定为零，即电场力向上，由图中上极板接负极可知，该粒子带正电，所以A 错．由于粒子向上偏，则一定是电场力增大，即电场强度E 增大．E ＝U /d ，两极板与电源相连，U 一定，所以板间距离d 一定减小，电容增大，故B 、C 错误，D 正确．5．[导学号66870127] 【解析】选D.由电子的运动轨迹知，电子受到的电场力方向斜向左上，故电场方向斜向右下，M 点电势高于O 点电势，A 错误；电子在M 点电势能最小，B 错误；运动过程中，电子先克服电场力做功，电势能增加，后电场力对电子做正功，电势能减少，故C 错误，D 正确．6．[导学号66870128] 【解析】选C.因E ＝3mgQ，所以小物块受到重力与电场力的合力大小为2mg ，方向与竖直方向的夹角为60°，大于30°，故小物块释放后不沿斜面方向运动，而是沿着重力与电场力合力的方向做加速度为2g 的匀加速直线运动，其位移为x ＝2H ，由v 2＝2ax 得，物块落地的速度大小为22gH ，故选项C 正确．7．[导学号66870129] 【解析】选D.由“等效重力”法知，带电小球受到电场力与重力的合力恰好充当向心力时，速度最小，即F 合＝（qE ）2＋（mg ）2＝233mg ＝m v 2minR.又因R ＝5 3 m ，所以v min ＝10 m/s.8．[导学号66870130] 【解析】选AD.因为电场力对金属小球不做功，只有重力对金属小球做功，所以机械能守恒，即A 正确，B 错误；设金属小球在最高点的最小速度值为v 0，则根据牛顿第二定律有mg ＋k q 2L 2＝m v 20L ，解得：v 0＝⎝⎛⎭⎫k q 2L 2＋mg Lm，所以D 正确，C错误．9．[导学号66870131] 【解析】选AD.设上升的最大高度是h ，因为OM ＝ON ，所以U MN ＝0，从M 到N 和从N 到M 由功能关系－mgh －W f ＝0－12m v 21，mgh －W f ＝12m v 22.由两式解得h ＝v 21＋v 224g ，A 正确．由库仑力公式F 库＝k Q 1Q 2r2和受力分析知D 正确．10．[导学号66870132] 【解析】选ACD.该静电场的场强E 随x 变化的图线如图所示．所以带负电的小球在O ～x 1间加速，在x 1～x 3间减速，即A 正确，B 错误；因为只有电场力对带电小球做功，所以动能与电势能之和保持不变，所以有12m v 20＝－qφ＋12m v 2，因为在x 3处电势最低，所以带电小球在该处的电势能最大，只要带电小球能过这一点，则该带电小球就能运动到x 4处．所以有12m v 20min＝qφ0，解得v 0min ＝2qφ0m，所以C 正确；带电小球运动到x 1处，其速度最大，根据动能定理得12m v 2m －12m v 20＝qφ0，解得：v m ＝2 qφ0m，所以D 正确．11．[导学号66870133] 【解析】选BD.由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A 选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，故B 选项正确；小球增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外，电场力所做的功即W 2，故C 选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故D 选项正确．12．[导学号66870134] 【解析】选AD.由等势面分布可知，电场线水平向左，故此电荷受到的电场力水平向右，由于带电小球做匀速直线运动，故拉力F 与电场力大小相等，水平向左，故场强大小E ＝F q .小球由A 到B ，电场力做功W AB ＝－Fd sin θ，故电势差U AB ＝W AB －q ＝Fd sin θq ，电势能是增加的，故A 项正确，B 、C 两项错误；若要使带电小球由B 向A 做匀速直线运动，F 和电场力仍平衡，力F 不变，故D 项正确．13．[导学号66870135] 【解析】设小球在最高点时的速度为v 1，根据牛顿第二定律有 mg －kQq R 2＝m v 21R①设当小球在最低点时的速度为v 2，管壁对小球的作用力为F ，根据牛顿第二定律有 F －mg －kQq R 2＝m v 22R②小球从最高点运动到最低点的过程中只有重力做功，故机械能守恒．则 12m v 21＋mg ·2R ＝12m v 22③ 由①②③式解得F ＝6mg由牛顿第三定律得球对管壁的作用力F ′＝F ＝6mg .【答案】6mg14．[导学号66870136] 【解析】设电子离开x ＝L 的位置记为P 点，离开x ＝3L 的位置记为Q 点，则：(1)v P ＝ 2×eE 1m ×L ＝2×107m/st 1＝2L eE 1/m＝10－8s 运动到Q 点时：t 2＝2L v P ＝10－8s所以总时间t ＝t 1＋t 2＝2×10－8s. (2)电子从P 点运动到Q 点时： y Q ＝12×eE 2m×t 22＝0.1 m. (3)电子离开x ＝3L 处的电场时： v x ＝v P ＝2×107m/s v y ＝eE 2m×t 2＝2×107 m/sv ＝v 2x ＋v 2y ＝22×107 m/stan θ＝v yv x，解得θ＝45°.【答案】(1)2×10－8s (2)0.1 m (3)22×107 m/s 与x 轴正方向成45°角斜向上 15．[导学号66870137] 【解析】(1)带正电小球在c 点时动能最大，c 点是物理最低点，O 为圆心，电场力方向沿Oc 方向，如题图所示，由于Oc ＝Oa ＝R ，有θ＝∠Oca ＝∠caO ＝30°.(2)设初速度为v 0，垂直于电场方向带正电小球匀速运动，R sin 60°＝v 0t ；平行于电场方向带正电小球匀加速运动，R ＋R cos 60°＝12at 2.根据牛顿第二定律Eq ＝ma .由以上各式得E k0＝m v 202＝EqR 8.【答案】(1)30° (2)EqR 816．[导学号66870138] 【解析】(1)设带电体到达C 点时的速度为v ，从A 到C 由动能定理得：qE (s AB ＋R )－μmgs AB －mgR ＝12m v 2解得v ＝10 m/s.(2)设带电体沿竖直轨道CD 上升的最大高度为h ，从C 到D 由动能定理得：高中物理高中物理－mgh －μqEh ＝0－12m v 2 解得h ＝53m. 在最高点，带电体受到的最大静摩擦力F fmax ＝μqE ＝4 N ，重力G ＝mg ＝2 N因为G <F fmax所以带电体最终静止在与C 点的竖直距离为53m 处．【答案】(1)10 m/s (2)离C 点的竖直距离为53m 处。

高中物理-经典习题及答案-选修3-1

高中物理-经典习题及答案-选修3-1-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章静电场一、库仑定律知识要点1．真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

即：221rq kq F =其中k 为静电力常量， k =9.0×10 9 N m 2/c 2成立条件：①真空中（空气中也近似成立）；②点电荷。

即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。

（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r ）。

2．同一条直线上的三个点电荷的计算问题。

3．与力学综合的问题。

例题分析例1：在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。

①将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？②若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷电荷量是多大解：①先判定第三个点电荷所在的区间：只能在B 点的右侧；再由2rkQq F =，F 、k 、q 相同时Q r ∝∴r A ∶r B =2∶1，即C 在AB 延长线上，且AB=BC 。

②C 处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了；只要A 、B 两个点电荷中的一个处于平衡，另一个必然也平衡。

由2rkQqF =，F 、k 、Q A 相同，Q ∝r 2，∴Q C ∶Q B =4∶1，而且必须是正电荷。

所以C 点处引入的点电荷Q C = +4Q例2：已知如图，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。

静止时A 、B 相距为d 。

为使平衡时AB 间距离减为d /2，可采用以下哪些方法A.将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B.将小球B 的质量增加到原来的8倍C.将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍解：由B 的共点力平衡图知Ld gm F B =，而2d Q kQ F BA =，可知3mgL Q kQ d B A ∝，选BD例3：已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A 、B ，带电量分别为-2Q 与-Q 。