物理选修3-1课时作业
高中物理选修3-1课时作业3：3.5 运动电荷在磁场中受到的力
题组一对洛伦兹力方向的判定1．在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断正确的是()[答案]ABD2.一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图1所示的磁场，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()图1A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电[答案]ACD[解析]根据左手定则，带正电的粒子左偏，即1；不偏转说明不带电，即2；带负电的粒子向右偏，说明是3，因此[答案]为A、C、D.3．在学校操场的上空停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在热气球正下方地面位置的() A．偏东B．偏西C．偏南D．偏北[答案] B[解析]在北半球，地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北，塑料小部件带负电，根据左手定则可得塑料小部件受到向西的洛伦兹力，故向西偏转，B正确．4．显像管原理的示意图如图2所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()图2[答案] A[解析]电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的B－t图的图线就在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的B－t图的图线应在t轴上方，A正确．题组二洛伦兹力的特点5．一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，那么()A．这个空间一定没有磁场B．这个空间不一定没有磁场C．这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场D．这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场[答案]BC[解析]由题意，运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力，可能空间没有磁场，也可能存在磁场，磁场方向与电荷运动方向平行．故A错误，B、C正确．若磁场方向与电荷运动方向垂直，电荷一定受到洛伦兹力，不符合题意，故D错误．故选B、C.6.如图3所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()图3A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动[答案] C[解析]电子的速度v∥B，F洛＝0，电子做匀速直线运动．7．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是()A．带电粒子沿电场线方向射入，则电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加B．带电粒子垂直于电场线方向射入，则电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变[答案] D[解析]带电粒子在电场中受到的电场力F＝qE，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，做功的正负由θ角(力与位移方向的夹角)决定．对选项A，只有粒子带正电时才成立；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，电场力都会做正功，动能增加．带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力F′＝q v B sinθ，其大小除与运动状态有关，还与θ角(磁场方向与速度方向之间夹角)有关，带电粒子沿平行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动．在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功．综上所述，正确选项为D.8．长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘细线悬挂在M点，当导线AB通以如图4所示的恒定电流时，下列说法正确的是()图4A．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里B．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外C．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左D．小球不受磁场力作用[答案] D[解析]电场对其中的静止电荷、运动电荷都有力的作用，而磁场只对其中的运动电荷才有力的作用，且运动方向不能与磁场方向平行，所以D选项正确．题组三带电物体在磁场中的运动问题9.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图5所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是()图5A ．油滴必带正电荷，电荷量为mgv 0BB ．油滴必带正电荷，比荷q m ＝qv 0BC ．油滴必带负电荷，电荷量为mgv 0BD ．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mgv 0B[答案] A[解析] 油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上，与重力平衡，故带正电荷，其电荷量q ＝mgv 0B，A 正确．10.如图6所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直．一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M 下滑到最右端，则下列说法中正确的是( )图6A ．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B ．滑块从M 点到最低点的加速度比磁场不存在时小C ．滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D ．滑块从M 点到最低点所用时间与磁场不存在时相等 [答案] D[解析] 由于洛伦兹力不做功，故与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的速度不变，选项A 错误；由a ＝v 2R，与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的加速度不变，选项B 错误；由左手定则，滑块经最低点时受的洛伦兹力向下，而滑块所需的向心力不变，故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大，选项C错误；由于洛伦兹力始终与运动方向垂直，在任意一点，滑块经过时的速度均与不加磁场时相同，选项D正确．11.如图7所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速度为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速度为()图7A．变大B．变小C．不变D．条件不足，无法判断[答案] B[解析]加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，做负功值变大，而洛伦兹力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，速率变小．12.质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图8所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A，然后由静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力F T1和F T2.图8[答案] 3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl[解析] 小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12m v 2C ，解得v C ＝2gl .在C 点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图①所示． 由牛顿第二定律，有F T1＋F 洛－mg ＝m v 2Cl .又F 洛＝q v C B ，所以F T1＝3mg －qB 2gl .同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图②所示，所以F T2＝3mg ＋qB 2gl . 13.如图9所示，质量为m ＝1kg 、电荷量为q ＝5×10－2C 的带正电的小滑块，从半径为R ＝0.4m 的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A 端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E ＝100V /m ，方向水平向右，B ＝1 T ，方向垂直纸面向里，g ＝10 m/s 2.图9求：(1)滑块到达C 点时的速度； (2)在C 点时滑块所受洛伦兹力． [答案] (1)2m/s ，方向水平向左 (2)0.1N ，方向竖直向下[解析] 以滑块为研究对象，自轨道上A 点滑到C 点的过程中，受重力mg ，方向竖直向下；静电力qE ，方向水平向右；洛伦兹力F 洛＝q v B ，方向始终垂直于速度方向． (1)滑块从A 到C 的过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得 mgR －qER ＝12m v 2C得v C ＝2(mg －qE )Rm＝2m/s.方向水平向左． (2)根据洛伦兹力公式得：F ＝q v C B ＝5×10－2×2×1N ＝0.1N ， 方向竖直向下．。
高中物理人教版版选修3-1课时作业：第一章章末综合检测(3)
高中物理人教版版选修3-1课时作业：第一章章末综合检测(3)一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．下列关于物体带电的说法，正确的是( ) A．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另外一部分B．摩擦起电前，两物体都不带电，说明两物体内都没有电荷C．摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带正电，另一个物体失去一些电子而带负电D．一个带电体跟一个不带电物体接触，两物体可能带上异种电荷解析：不管哪种起电方式，都不能创造电荷，带电的本质都是电荷从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分；在起电过程中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，总电荷量仍是守恒的，A正确，C错误．两个相互摩擦的物体，摩擦前不带电，是因为每个物体内正、负电荷总数都相等，物体呈电中性，并不是物体内没有电荷，B错误．一个带电体和一个不带电体接触起电时，只能带同种电荷，D错误．答案：A 2．使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a 的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为( )B．4∶1A．2∶1D．60∶1C．16∶1 解析：两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量均为＋Q，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项D正确．答案：D 3．在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆盘与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是( )解析：由于金属圆盘处于静电平衡状态，金属圆盘内各点合场强为零，所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向．又因为点电荷的电场沿A点与点电荷的连线指向点电荷，所以感应电荷产生的电场方向沿A点与点电荷的连线向外，选项A正确．答案：A 4．在一块半导体基板上陈列了10万颗金属颗粒，每一颗粒充当电容器的一极，外表面绝缘，手指贴在其上构成电容器的另一极，这就组成了指纹传感器．当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹深浅不同，对应的峪和嵴与颗粒间形成一个个电容大小不同的电容器，则( ) A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容大C．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指靠近时，各金属电极所带电荷量增大D．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态解析：指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，则d小，根据平行板电容器电容的决定式C＝知电容大，指纹的峪处与半导体。
高中物理选修3-1课时作业10：3.1磁现象和磁场
3.1磁现象和磁场1．以下说法正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的D．磁场和电场是同一种物质2．下列关于磁场的说法中，正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的、性质相同的一种特殊物质B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C．磁极与电流之间不能发生相互作用D．磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都能通过磁场发生相互作用3．判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极．当钢条甲靠近时，小磁针自动远离，当钢条乙靠近时小磁针自动靠近，则()A．两根钢条均有磁性B．两根钢条均无磁性C．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性D．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性4．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制启爆电路的，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，如图所示，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5．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方6．关于地磁场的下列说法中正确的是()A．地理位置的南北极与地磁场的南北极重合B．在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理南极C．在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极D．在北半球上方的磁针静止时与地面平行且N极指向地理北极7．现有甲、乙两根钢棒，当把甲的一端靠近乙的中部时，没有力的作用；而把乙的一端靠近甲的中部时，二者相互吸引，则()A．甲有磁性，乙无磁性B．甲无磁性，乙有磁性C．甲、乙均无磁性D．甲、乙均有磁性8．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________．9．如图所示，质量为m的一枚大头针用细线系住，被磁铁吸引保持静止，此时线与竖直方向的夹角为θ，问：(1)能否求得此时细线的拉力？(2)现用燃烧的火柴给大头针加热，会有何变化？请说明原因．10．在超市里，顾客可以自己在货架上挑选商品，十分方便，但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走，那么出口处的报警器马上会鸣响报警，你知道这是为什么吗？11．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正．12．如图所示是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器．当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管，你能说出这种仪器的原理吗？如果小孩不慎吞下的是易拉罐环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？[答案]1．[解析]电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用的磁场力．磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有静电力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点．所以只有A正确．[答案] A2．[解析]磁场和电场都是自然界客观存在的特殊物质，它们的性质不同，也不是人为规定的，磁极与磁极之间、磁极与电流、电流与电流之间均可通过磁场发生相互作用，综上所述只有D正确．[答案] D3．[解析]磁体能吸引铁磁性物质，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，排斥的两者必然都是磁体，吸引时至少有一个是磁体．钢条甲靠近小磁针时，小磁针自动远离，说明它们相互排斥，则甲一定有磁性．当乙靠近小磁针时，它们相互吸引，这时可能有两种情况：一是乙没有磁性，此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引；二是乙有磁性，且与小磁针是异名磁极，此时属于异名磁极相互吸引．故D正确．[答案] D4．[解析]军舰被磁化，根据同名磁极相互排斥、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，从而引爆水雷，所以选B.[答案] B5．[解析]把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的电流的正下方的磁场恰好是东西方向．[答案] C6．[解析]地理两极与地磁两极位置不重合，且地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，故A错误；不管在地球周围的任何地方，能自由转动的磁针静止时，都出现N极指向地理北极，S极指向地理南极的现象，故B错；除在赤道上空外，小磁针不与地球表面平行，在南半球N极斜向上，在北半球N极斜向下，故C对、D错．[答案] C7．[解析]对于磁铁，磁性最强的区域是磁极，若钢棒有磁性，其磁性最强的区域是两端，中间几乎没有磁性，由于甲的一端与乙的中部不吸引，则说明甲棒无磁性，乙的一端能吸引甲的中部，则说明乙棒有磁性，故B项正确，A、C、D三项错误．[答案] B8．[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9．[解析](1)大头针静止时受重力、细线的拉力和磁铁的吸引力而处于平衡状态，但由于磁铁的吸引力大小和方向不能确定，故无法求得细线的拉力．(2)当用火柴给大头针加热时，会发现夹角θ变小甚至减小到零，原因是磁铁吸引大头针时，大头针被磁化了具有磁性，当给它加热时，大头针的磁性会减弱甚至消失，磁铁对它的吸引力减小甚至消失．[答案]见[解析]10．[解析]在超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的商标，当经过出口时，那里的磁性探测器便检测出来并发出报警，只有当你付款后，售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性消除，探测器才会让你把商品带出超市．[答案]见[解析]11．[解析](1)小磁针静止时指向某一方向，说明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极．有需改进的地方，即应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向．[答案]见[解析]12．[解析]当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，仪器内的活动永久磁铁向前接触金属物品，能将铁制物品吸引，然后拉出塑料管并将物体取出．回形针是铁制的，能被磁铁吸引，而易拉罐环一般是铝制品，不能被吸引，所以回形针可以用这种仪器取出来．[答案]见[解析]。
鲁科版高中物理选修3-1课时作业12.docx
高中物理学习材料桑水制作1.如图3－4－6所示，4只电阻串联于某电路中，已测出U AC＝9 V，U BD＝6 V，R＝R4，则U AE为( )2图3－4－6A．3 V B．7.5 VC．15 V D．无法确定【解析】四个电阻串联，根据电压关系可知UAC＋U BD＝15 V＝I(R1＋R2＋R2＋R3)已知R2＝R4，U AC＋U BD＝U AE.【答案】 C2．(2012·海南昌江一中高二检测)两电阻R1、R2并联时总电阻为4 Ω，接入电路中时，它们通过的电流I1∶I2＝1∶2，则R1、R2的阻值分别为( )A. 1 Ω，3 ΩB．2.7 Ω，1.3 ΩC．6 Ω，12 ΩD．12 Ω，6 Ω【解析】两电阻并联时，电流之比为1∶2，则电阻之比为2∶1，设两电阻阻值分别为2R、R，则12R＋1R＝14，解得R＝6 Ω，2R＝12 Ω，故D正确．【答案】 D3．有四个阻值为R的电阻全部使用，不同的组合可以获得不同阻值的等效电阻，下列阻值中可以获得的为( )A．4R B．2RC．R D．0.6R【解析】四个串联阻值为4R，其中每两个串联再并联，阻值为R，其中两个并联，再与第三个串联，然后与第四个并联，总阻值为0.6 R.【答案】ACD4．以下关于电流表与电压表的说法中，正确的是( )A．都是电流表G与电阻并联改装而成的B．都是电流表G与电阻串联改装而成的C．它们本身都有内阻，只是电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大D．电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小，而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大【解析】把电流表G改装成量程较大的电流表时，是给电流表G并联一个分流电阻，而把电流表G改装成电压表时，是给电流表G串联一个分压电阻，故A、B选项错误．由于串联总电阻大于每一个电阻，并联总电阻小于每个电阻，故C、D选项正确．【答案】CD5．如图3－4－7所示，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数始终为U，下列判断正确的是( )图3－4－7A．a处接线断开B．触头P开路C．a、b间电阻丝开路D．b处接线开路【解析】因电压表示数始终为U，则触头P不会开路，故B错；若a处接线断开则电压表示数为零；若a、b间电阻丝开路则P移动到某位置时示数为零；若b处接线开路，则由于电阻上无电压降，P点的电势始终为a点电势，电压表示数始终为U，故A、B、C均错，D正确．【答案】 D6. (2013·南京高二检测)如图3－4－8表示电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则( )图3－4－8A．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域B．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域C．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域D．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域【解析】I－U图象的斜率的倒数表示电阻的大小，两个电阻串联，总电阻比R1、R2中任何一个电阻的值都大，故串联的I－U图象在Ⅲ区．两电阻并联，总电阻比R1、R2中任何一个电阻的值都小，故并联后I－U图象在Ⅰ区，因此，B、C正确．【答案】BC7.如图3－4－9所示的电路中，U＝8 V不变，电容器电容C＝200 μF，R1∶R＝3∶5，则电容器的带电荷量为( )2图3－4－9 A．1.0×10－3C B．6.0×10－3C C．6.0×10－4C D．1.6×10－3C【解析】R1、R2串联则U1U2＝R1R2＝35，又U1＋U2＝8 V，所以U1＝3 V，U2＝5V.电容器与R2并联则U C＝U2＝5 V，电容器带电量Q＝CU C＝1.0×10－3C.选项A正确．【答案】 A8. (2013·济南实验中学高二检测)如图3－4－10所示，a、b两端电压恒定，电阻R1＝2 kΩ，用内阻也是2 kΩ的电压表测电阻R1两端电压为2 V，测R2两端电压为4 V，则不接电压表时，关于a、b间总电压判断正确的是( )图3－4－10A．等于6 V B．大于6 VC．小于6 V D．以上说法都不对【解析】测R2两端电压时读数为4 V，即电压表与R2并联所得的电压为4 V，此时R1分得的电压应大于2 V，故a、b间总电压应大于6 V.【答案】 B9．(2012·福建上杭一中高二检测)如图3－4－11所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )甲乙图3－4－11A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程减小D．上述说法都不对【解析】电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联．所以甲表为电流表，乙表为电压表．并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大．【答案】 B10．(2011·海南高考)图3－4－12甲是改装并校准电流表的电路图．已知表头的量程为I g＝600 μA、内阻为R g，是标准电流表．要求改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空：(1)图3－4－12甲中分流电阻R p的阻值应为______(用I g、R g和I表示)．图3－4－12(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图乙所示，由此读出流过电流表的电流为__mA.此时流过分流电阻R p的电流为___mA(保留1位小数)．【解析】(1)由I g R g＝(I－I g)R p可得R p＝IgRgI－Ig.(2)按“十分之一”估读法可从图乙读得结果为49.5 mA.由于I p R p＝IμA R g＝(I mA－I p)R g，故有I p＝ImARgRp＋R g，结合R p＝IgRgI－Ig可得I p≈49.0 mA.【答案】(1)IgRgI－Ig(2)49.5 49.011．(2012·青岛二中高二检测)有一只量程为1 mA的电流表，刻度盘共有50格，若给它并联一个10－2Ω的电阻，则可将它改装成一个量程为1 A的电流表，若要把这个量程为1 mA的电流表改装成一个量程为10 V的电压表，应在电流表上串联一个________Ω的电阻．将这个电压表接在某段电路上，指针偏转40格，这段电路两端的电压是________V.【解析】将电流表并联一个分流电阻R0，可改装成一较大量程的电流表，设量程为I，则I＝Ig ＋IgRgR，故R g＝IR－I g R0Ig＝1×10－2－10－3×10－210－3Ω＝9.99 Ω≈10 Ω.将电流表改装成电压表，则需串联一分压电阻，设为R，则U＝I g(R g＋R)，R＝UI g －R g＝1010－3Ω－10 Ω＝9 990 Ω.当电压表指针偏转40格时，表明这段电阻两端电压U′＝45U＝8 V.【答案】9 990 812．两个用电器的额定电压都是6 V，额定电流分别是0.1 A和0.3 A.(1)把这两个用电器并联后接在电压为8 V的电路中，要使它们正常工作，应附加多大电阻？怎样连接？该电阻功率多大？(2)如果把它们串联后接在12 V的电路上，要使它们正常工作应该怎样做？【解析】(1)两个用电器的额定电压都是6 V，并联后接入6 V的电路上就能正常工作；而今电路的电压是8 V，大于6 V，故应串联一个分压电阻R x，使其分担2 V的电压，这个附加电阻通过的电流，应等于通过两用电器的电流之和，电路连接情况如图所示．I＝0.1 A＋0.3 A＝0.4 A.R x ＝UxI＝8－60.4Ω＝5 Ω.即应串联一个5 Ω的分压电阻，其功率P x＝U2xRx＝225W＝0.8 W.(2)由于两个用电器的额定电流不同，所以不能把它们简单地串联在电路上．如果把它们串联后连入12 V电路中，且使通过R2的电流为0.3 A(这时R2两端的电压等于6 V)，通过R1的电流为0.1 A(这时R1两端的电压也等于6 V)，就必须在R1两端并联一个分流电阻R x，使其分去(0.3－0.1)A的电流，如图所示．要使两个用电器都能正常工作，R x的阻值和功率应分别为R x＝6 V0.2 A＝30Ω，P x＝IU＝0.2×6 W＝1.2 W.【答案】(1)5 Ω串联0.8 W(2)在R1两端并联一个30 Ω的电阻。
教科版高中物理选修3-1课时作业6.docx
高中物理学习材料桑水制作1．地毯中夹入少量的金属纤维是为了( )A．避免人走动时产生静电B．将人走动时产生的静电及时导走C．增大地毯的强度和韧性D．对地毯起装饰作用【解析】地毯中夹入少量金属纤维是可以把人走动产生的静电及时导走，故B正确．【答案】 B2．下列关于电容器和电容的说法中不正确的是( )A．根据C＝Q/U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)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)，它所带的电荷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，其大小与加在两极板上的电压无关【解析】由电容器的定义和电容器的物理意义知A错误，C、D正确．由Q ＝CU知 B正确．【答案】 A3．某电容器上标有“1.5 μF 9 V”字样，则该电容器( )A．所带电荷量不能超过1.5×10－6 CB．所带电荷量不能超过1.35×10－5 CC．所加电压不应超过9 VD．该电容器的击穿电压为9 V【解析】电容器上标出的电压为额定电压，即电容器正常工作时的电压，击穿电压大于额定电压，故C对，D错．而由C＝QU可得，Q＝CU，当电容器两极板间电压恰为9 V时，电容器所带的电荷量达到最大值，即Q＝1.5×10－6×9 C ＝1.35×10－5 C.【答案】BC4．对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板平行措开，使正对面积减小，电容将减小C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大【解析】影响平行板电容器电容大小的因素有：①随正对面积的增大而增大；②随两极板间距离的增大而减小；③在两极板间放入电介质，电容增大．据上面的叙述可直接看出B、C选项正确，对D选项，实际上是减小了平行板的间距，所以本题答案应为B、C、D.【答案】BCD5．C＝QU和C＝εrS4πkd是两个电容器电容的公式．关于它们的说法，正确的是( )A．从C＝QU可以看出，电容的大小取决于带电荷量和电压B．从C＝εrS4πkd可以看出，电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两极板的位置关系C．它们都适用于各种电容器D．C＝QU是适用于各种电容器的定义式，C＝εrS4πkd是只适用于平行板电容器的决定式【解析】公式C＝QU是电容的定义式，适用于各种电容器，C＝εrS4πkd是平行板电容器电容的决定式，只适用于平行板电容器，故A、C错误，B、D正确．【答案】BD6．如图1－6－9所示是一个由电池、电阻R、电键K与平行板电容器组成的串联电路，电键闭合．在增大电容器两极板间距离的过程中( )图1－6－9A．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】图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电．根据平行板电容器电容的大小决定因素C∝εr S/d可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小，由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压U AB保持不变，根据电容的定义C＝Q/U AB，当C减小时电容器两极板间所带电荷量Q要减小，电阻R中有从a流向b的电流．所以选项B、C正确．【答案】BC7．利用传感电容器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故的发生．如图1－6－10所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该仪器的说法中，正确的有( )图1－6－10A．该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体B．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C．如果指示器显示电容增大，则容器中液面升高D．如果指示器显示电容减小，则容器中液面升高【解析】类似于平行板电容器的结构，导线芯和液体构成电容器的两块电极，导线芯的绝缘层就是极间的电介质，其厚度d相当于两平行板间的距离，进入液体深度h相当于两平行板的相对面积(且h越大，则S越大)；所以d大时C 就小，若C大时就表明h大．【答案】AC8．水平放置的平行板电容器与一电源相连，在电容器的两极板间有一带正电的质点处于静止状态．现增大电容器两极板间的距离，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】电容器与电源相连，则电压不变，由C＝εrS4πkd和E＝Ud知，当d增大时，C和E都将变小，质点受到的向上的电场力将变小，所以质点将向下运动．【答案】 D9．如图1－6－11所示，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位移的变化．若电容器的电容变大，则物体的位移可能的变化是 ( )图1－6－11A．加速向右移动B．加速向左移动C．减速向右移动D．减速向左移动【解析】本题考查相对介电常数εr对平行板电容器电容的影响．电介质板插入电容器板间的部分越多，相对介电常数εr越大，电容C越大，故只有电介质板移动的方向会影响εr的大小，而与加速、减速无关．根据C＝εrS4πkd可知，当电容C变大时，εr应该增大，电介质板应向左移动，所以选项B、D正确．【答案】BD10. (2013·成都四中期末)如图1－6－12所示，平行板电容器与两极电压恒为E的直流电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )图1－6－12A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减少D．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大【解析】电容器两端电压U不变，由公式E＝Ud，场强变小，电场力变小，带电油滴将沿竖直方向向下运动，A错；P到下极板距离d不变，而场强E减小，由公式U＝Ed知P与下极板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所以P点的电势变小，B对；由于电场力向上，而电场方向向下，可以推断油滴带负电，又P点的电势降低，所以油滴的电势能增大，C错；图中电容器两端电压U不变，电容C减小时由公式Q＝CU，带电荷量减小，D错．【答案】 B11.如图1－6－13所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10－8 C，A极板接地，求：图1－6－13(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B板为2 cm的C点处的电势．【解析】(1)由电容定义式C＝QU＝6×10－860F＝1×10－9 F.(2)两板之间为匀强电场E＝Ud＝603×10－2V/m＝2×103 V/m，方向竖直向下．(3)C点距A板间距离为d AC＝d－d BC＝1 cmA与C间电势差UAC＝Ed AC＝20 V又U AC＝φA－φC，φA＝0可得φC＝－20 V.【答案】(1)1×10－9 F (2)2×103 V/m，方向竖直向下(3)－20 V12．(2012·全国高考)如图1－6－14所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．图1－6－14【解析】设电容器电容为C.第一次充电后两极板之间的电压为U＝Q C ①两极板之间电场的场强为E＝U d ②式中d为两极板间的距离．按题意，当小球偏转角θ1＝π6时，小球处于平衡状态．设小球质量为m，所带电荷量为q，则有T cos θ1＝mg③T sin θ1＝qE④式中T为此时悬线的张力．联立①②③④式得tan θ1＝qQ mgCd⑤设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ，此时小球偏转角θ2＝π3，则tan θ2＝q(Q＋ΔQ)mgCd⑥联立⑤⑥式得tan θ1 tan θ2＝QQ＋ΔQ⑦代入数据解得ΔQ＝2Q⑧【答案】2Q。
2020-2021学年人教版物理选修3-1课时作业：3.1 磁感应强度
课时作业(十七)磁感应强度一、单项选择题1．磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号：T)，下列单位中与磁感应强度单位一致的是()A.NA·m B.NA·sC.NC·m D.V·sm2解析：根据定义式B＝FIL可知A正确，B、C、D错误．答案：A2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A．若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为FILB．由B＝FIL知，B与F成正比，与IL成反比C．由B＝FIL知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向解析：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放通电导体无关，定义磁感应强度是对它的一种量度．在测量中要求一小段通电导体有正确的放置方位，力F应是导体在放置处受到的最大力，也就是通电导体应垂直于磁场放置才行，故选项A、B、C错．答案：D3．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是()A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 ND．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T解析：在B为零的地方，则F一定为零，而F为零时，则B不一定为零，可能B与I平行，故A正确、B错误．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，根据F＝BIL sinα，知只有B垂直I时，则F＝BIL＝1 N，故C错误．若F＝1 N，I＝1 A，L＝1 m，根据F＝BIL sinα，知只有B垂直I时，则F＝BIL＝1 N，B＝1 T，故D错误．答案：A4．长10 cm的通电直导线，通以1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误解析：题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度的定义式得出B＝FIL＝0.41×0.1T＝4 T；若导线放置时没与磁场垂直，此时受到的磁场力为0.4 N，则若让此导线与磁场垂直，受到的磁场力将大于0.4 N，根据磁感应强度的定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，所以应选B.答案：B二、多项选择题5．下列说法中正确的是()A．电荷在某处不受静电力作用，则该处电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个试探电荷放到该点时受到的静电力与试探电荷本身电荷量的比值D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值解析：通电导线在磁场中平行于磁感线放置时，所受安培力为零，所以磁感应强度定义时，导线必须垂直于磁场放置．答案：AC6．把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是()解析：磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定，不随F或IL的变化而变化，故B正确，D错误；当导线垂直于磁场放置时，有B＝FIL，即F＝ILB.所以B不变的情况下F与IL成正比，故A错误，C正确．答案：BC7．将一电流元IL放入空间中某点，调整电流元的位置发现最大的磁场力为F m，以下说法正确的是()A．该点的磁感应强度为F m ILB．该点的磁感应强度小于F m ILC．该点的磁感应强度大于F m ILD．该点的磁感应强度与IL无关解析：电流元在磁场中受力最大时，导线与磁场垂直．根据磁感应强度的定义知B＝F mIL，故A对，B、C错．磁场中某点的磁感应强度仅与磁场自身因素有关，与电流元无关，D对．答案：AD三、非选择题8．长2 cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N.(1)该处的磁感应强度B是多大？(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？(3)若导线长度不变，电流增大为5 A，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？(4)若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？解析：(1)根据磁感应强度的定义B＝FIL＝4×10－32×2×10－2T＝0.1 T.(2)匀强磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此B＝0.1 T．导线长度减小到 1 cm，则它所受磁场力F＝BIL′＝0.1×2×1×10－2 N＝2×10－3 N.(3)匀强磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B＝0.1 T．电流增大为5 A，则它所受磁场力F＝BI′L＝0.1×5×2×10－2 N＝10－2 N.(4)磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关．若导线与磁场方向平行，磁感应强度不变，则磁场力为零．答案：(1)0.1 T(2)2×10－3 N0.1 T(3)10－2 N0.1 T(4)0.1 T09．如图所示，ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A的电流时，质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速直线运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/s2的加速度，已知金属棒受到的磁场力沿水平方向．求匀强磁场的磁感应强度的大小．解析：设磁感应强度为B，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m，金属棒在磁场中的有效长度为L＝2 m．当棒中的电流为I1＝5 A时，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI1L＝μmg①当金属棒中的电流为I2＝8 A时，棒做匀加速直线运动，加速度为a＝2 m/s2，根据牛顿第二定律得：BI2L－μmg＝ma②将①代入②得B＝ma(I2－I1)L＝3.6×2(8－5)×2T＝1.2 T.答案：1.2 T。
教科版高中物理选修3-1课时作业14.docx
高中物理学习材料桑水制作1．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( ) A．向北B．向南C．向上D．向下【解析】导线中的自由电子自西向东沿导线定向移动时，形成的电流自东向西．赤道上空地磁场方向由南水平指向北，由左手定则可判断导线受到的安培力方向向下．答案为D.【答案】 D2．下列说法正确的是( )A．放在匀强磁场中的通电导线一定受到恒定的磁场力作用B．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱C．磁场的方向就是通电导线所受磁场力的方向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】当导线与磁场方向平行时，导线所受磁场力为零，A错误；匀强磁场中，沿磁场方向，磁场强弱不变，B错误，通电导线所受的磁场力方向与磁场方向垂直，C错误；由左手定则可知，F方向一定与B和I所决定的平面垂直，D正确．【答案】 D3．(2012·福州高二检测)关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( )A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直【解析】由左手定则可知，安培力方向一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，但电流方向与磁场方向不一定垂直．【答案】 D4．将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图3－2－9所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看( )图3－2－9A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相互排斥，异极相互吸引，可得C项正确．【答案】 C5.图3－2－10(2012·苏州高二检测)如图3－2－10所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A．水平向左B．水平向右C．竖直向下D．竖直向上【解析】先用安培定则判断螺线管的磁场方向．在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上．故选D.【答案】 D6．(2013·保定模拟)图3－2－11中的D为置于电磁铁两图3－2－11极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是( )A．向上B．向下C．向左D．向右【解析】由右手螺旋定则知，软铁芯在导线D处的磁场方向向左，由左手定则可判定导线D受到的磁场力方向向上，A正确．【答案】 A7．如图3－2－12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，棒中有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，图3－2－12为了使拉力等于零，可以( )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】首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力．处于平衡时：2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大．【答案】 C8.图3－2－13通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3－2－13所示，ad边与MN平行．关于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是( )A．线框有两条边所受到的安培力方向相同B．线框有两条边所受到的安培力大小相同C．整个线框有向里收缩的趋势D．若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变【解析】由直线电流产生磁场的特点可知，与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等．因此ab与cd边受到的安培力大小相等，但ab受力方向向下，cd受力方向向上，即两者的方向相反．ad受力方向向左，bc受力方向向右，但ad受到的力大于bc受到的力，A、C错，B对；MN向左微移，则线框各边所在处磁场均减弱，故各边受力均变小，但ad边所在处减弱更多，故线框所受向左的合力变小，D错．【答案】 B9．如图3－2－14所示，有一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会( )图3－2－14A．纵向收缩，径向膨胀B．纵向伸长，径向收缩C．纵向伸长，径向膨胀D．纵向收缩，径向收缩【解析】通电线圈每匝可视为一小磁铁，且排列方向一致，故纵向收缩；通电线圈又处在电流产生的磁场中，由电流元分析法知径向膨胀．【答案】 A10．如图3－2－15所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出( )图3－2－15A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C．弹簧的接力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大【解析】如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则，直导线受向下的安培力，由力的作用是相互的，条形磁铁受向上的作用力．故A 正确．【答案】 A11．(2012·成都高二检测)如图3－2－16所示，水平方向有一匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.2 T，有一段通电导线竖直放置，图3－2－16长度为L＝0.8 m，当导线中通入大小为I＝1 A，方向如图所示的电流时，试问：(1)导线所受安培力有多大？方向如何？(2)若将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°，则安培力的大小是多少？(3)若将导线在垂直纸面的平面内转动，分别说明它所受安培力的大小和方向是否变化？【解析】(1)由于电流方向与磁场方向垂直，故F＝BIL＝0.16 N，由左手定则可判断出安培力的方向垂直纸面向里．(2)将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°，此时电流方向与磁场方向平行，故安培力的大小F＝0.(3)将导线在垂直纸面的平面内转动，由于任意位置电流方向与磁场方向均垂直，故安培力的大小不变，由左手定则知，安培力的方向不断改变．【答案】(1)0.16 N 垂直纸面向里(2)0 (3)F大小不变，方向不断改变12.图3－2－17水平放置的光滑金属导轨宽L＝0.2 m，接有电源电动势E＝3 V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B＝1 T．导体棒ab 的电阻R＝6 Ω，质量m＝10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间．(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度．【解析】(1)闭合电键的瞬间，回路中的电流I＝ER＝36A＝0.5 Aab棒所受安培力F安＝BIL＝0.1 N由左手定则知方向水平向右(2)由牛顿第二定律知a＝F安m＝10 m/s2方向水平向右【答案】(1)0.1 N 水平向右(2)10 m/s2，方向水平向右。
2020-2021学年物理人教版选修3-1课时作业：1-1 电荷及其守恒定律 Word版含解析
课时作业1电荷及其守恒定律时间：45分钟一、单项选择题1．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．不论是摩擦起电还是感应起电，都是因为电荷的转移D．以上说法均不正确解析：摩擦起电和感应起电，以及接触起电，三种带电方式的实质都是电荷的转移，故C选项正确．2．有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是(B)A．接触前，A、B一定带异种电荷B．接触前，A、B可能带异种电荷C．接触前，A球一定不带任何净电荷D．接触后，A球一定带负电荷解析：由于电介质极化，任何带电体都可吸引轻小物体，而不能认为只有异种电荷才存在吸引力，所以A可以不带电，也可以带正电，接触后，由于A、B所带电量多少关系不定，所以可能带负电，也可能带正电．3．如图所示是伏打起电盘的示意图，其起电原理是(B)A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是解析：图中绝缘板带正电，将接地的导电平板靠近带正电的绝缘板，因静电感应，导电平板靠近绝缘平板的一侧带负电，另一侧的正电因接地而转移走；断开导电平板的接地线，手握绝缘柄将导电平板移开，导电平板上便带上了负电，其起电原理是感应起电．4．保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的(B)A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 CC．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C解析：任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍，即是1.6×10－19 C的整数倍，由计算可知，只有B选项是1.6×10－19 C的整数倍，故B正确．5．下列说法中正确的是(B)A．摩擦起电是创造电荷的过程B．接触起电是电荷转移的过程C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮灭解析：摩擦过程可以转移电荷，但不能创造电荷，A错误；接触起电就是通过物体接触而转移电荷，B正确；两种物体摩擦，较容易失去电子的物体在摩擦中失去电子而带正电，是否容易失去电子由两物体的材料决定，因此玻璃棒不一定带正电，C错；等量异种电荷可以中和但不会消失，只是宏观上显中性，D错．6．有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据(C)A．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CB．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,2.0×10－5 CC．4.5×10－5 C,4.5×10－5 C,3.0×10－5 CD．5.0×10－5 C,5.0×10－5 C,2.0×10－5 C解析：三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量，由电荷守恒定律排除A项；无论什么时候，若三个球同时接触，则每球各分总电荷量的1/3，且之后无论怎样接触，各球的电荷量都不会再发生变化．若三球电荷量不相等，最后一次必为两球接触，则必有两个球的电荷量相等，从而可排除B；选项C、D，均满足电荷守恒定律，设从第一次两球接触开始，如A、B接触，A、B各带电荷量6.0×10－5C，第二次B、C接触后各带电荷量3.0×10－5C，三球所带电荷量分别为6.0×10－5 C,3.0×10－5 C,3.0×10－5 C；第三次用A、B接触，各带电荷量4.5×10－5 C，即选项C的分配结果，由此又可推知，此后无论怎样接触，电荷量也不会多于4.5×10－5 C，从而选C而否定D.7.如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是(D)A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且Q B>Q AB．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q B＝Q A C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q B>Q AD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关解析：静电感应使得A带正电，B带负电，导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分带了多余的电子，而带负电；A部分少了电子，因而带正电，A部分移去的电子数目和B部分多余电子的数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时，Q A、Q B的值是不同的，故只有D项正确．二、多项选择题8．为了防止静电危害，下列措施正确的是(ABC)A．油罐车上拖一条与地面接触的铁链B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎C．在地毯中夹杂不锈钢纤维D．尽可能保持印染厂空气干燥解析：油罐车上拖一条与地面接触的铁链，是为了导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电，以防止静电积累，A正确；飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了导走飞机与空气、灰尘等摩擦时产生的静电，以防止静电积累，故B正确；在地毯中夹杂不锈钢纤维，是为了将人走动时产生的静电导走，以防止静电积累，故C正确；印染厂里的空气应保持适当的湿度，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电，防止静电积累，故D错误．9．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是(CD)A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等D．同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚能力大小，A错．由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电荷种类一定不同，数量相等，B错，C对．由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电荷种类可能不同，D对．10．M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10 C，下列判断正确的有(BC)A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从M转移到NC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 CD．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子解析：M和N都不带电，是指这两个物体都呈电中性，没有“净电荷”(没有中和完的电荷)，也就是没有得失电子．但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数)，所以选项A错误．M和N 摩擦后M带正电荷，说明M失去电子，电子从M转移到N，选项B 正确．根据电荷守恒定律，M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0，摩擦后电荷量仍应为0，选项C正确．电子带电荷量为1.6×10－19 C，摩擦后M带正电荷1.6×10－10 C，由于M 带电荷量应是电子电荷量的整数倍．所以M失去109个电子，选项D 错误．三、非选择题11．某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律.实验操作步骤一：手持有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)步骤三：将两块板同时插入空心金属球图实验解实验现象箔片张开箔片闭合(1)步骤二的实验现象，说明板带电；(2)步骤三的实验现象，说明两板所带总电荷量为零；(3)该研究性实验能(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．解析：用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了等量异种电荷．步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开，步骤三中两块板同时插入空心金属球，总电荷量为零，不发生静电感应现象，故箔片不张开，该实验能验证电荷守恒定律．12．有两个完全相同的绝缘金属球A、B，A球所带电荷量为q，B球所带电荷量为－q，现要使A、B所带电荷量都为－q4，应该怎么办？答案：先用手接触一下A球，使A球所带电传入大地，再将A、B接触一下，分开A、B，再用手接触一下A球，再将A、B接触一下再分开，这时A、B所带电荷量都是－q4.13．如图所示，大球A原来的带电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触达到静电平衡时，小球获得q的电荷量；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？答案：QQ－qq解析：本题考查接触带电问题，由于两个球形状和大小不同，所以在接触过程中，两球的电荷量分布比例不是11，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知，此比例为qQ－q.经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B 球带电荷量为q ′，则Q －q q ＝Q q ′，q ′＝Q Q －qq .。
高中物理人教版版选修3-1课时作业：第一章5 电势差(1)(1)
高中物理人教版版选修3-1课时作业：第一章5电势差(1)(1)[A组基础巩固]一、单项选择题1．关于电势差与电场力做功的说法中，正确的是( ) A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电荷量决定B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定C．电势差是矢量，电场力做的功是标量D．电场中两点间的电势差等于把电荷从一点移到另一点电场力做的功解析：电势差的大小由电场本身的因素决定，与移动电荷的电荷量及移动电荷所做的功无关，A项错．由WAB＝qUAB知，B项对．电势差、电场力做的功都是标量，C项错．电场中两点间的电势差等于单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功，D项错．答案：B 2.如图所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点静电力做的功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点静电力做的功为W2；由C点移到B点静电力做功的为W3.则三次静电力做功的大小关系为( ) B．W1＞W2＝W3＞0A．W1＝W2＝W3＜0 D．W3＞W1＝W2＝0C．W1＝W3＞W2＝0解析：点电荷形成电场的等势面是以该点电荷为球心的球面，由题意知，三点的电势关系为φA ＝φC ＞φB ，所以电势差UAB ＝UCB ＞0，UAC ＝0.而W1＝qUAB ，W2＝qUAC ，W3＝qUCB ，所以W1＝W3＞W2＝0.故选项C 正确． 答案：C3．图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个电荷量为－5.0×10－8 C 的点电荷，沿图中曲线从A 点移到B 点，电场力做的功为( )A ．－5.0×10－7 JB ．5.0×10－7 JC ．－3.5×10－6 JD ．3.5×10－6 J解析：UAB ＝φA －φB ＝－10 V ，WAB ＝qUAB ＝5.0×10－7 J ，B 项正确．答案：B4．静电场中，某带电粒子在电场力作用下从电势为φa 的a 点运动至电势为φb 的b 点．若该带电粒子在a 、b 两点的速率分别为va 、vb ，不计重力，则该带电粒子的比荷为( )A. B.v2b －v2aφb －φaC.D ．错误!解析：由电势差公式以及动能定理得W ＝qUab ＝q(φa －φb)＝m(v －v)，可得比荷为＝.答案：C5.如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，。
2020-2021学年人教版物理选修3-1课时作业：1.3 电场强度
课时作业(三)电场强度一、单项选择题1．检验电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是()答案：D2．在电场中某点，当放入正电荷时受到的电场力方向向右；当放入负电荷时受到的电场力方向向左，则下列说法中正确的是()A．当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点场强方向向左B．该点场强方向一定向右C．该点场强方向一定向左D．该点场强方向可能向右，也可能向左解析：电场中某一点的电场方向取决于电场本身，其方向与放在该点的正电荷的受力方向一致，与负电荷的受力方向相反，故只有B正确．答案：B3．下列各图中，正确描绘两个等量正电荷电场线的是()解析：对于正电荷周围的电场，电场线应从正电荷出发，据此可排除选项A、C；在电场中电场线不相交(因为在电场中任意一点的电场方向是唯一的)，据此可排除选项B(也可排除选项A)；显然，选项D正确．答案：D4.如图所示是静电场的一部分电场线分布图，下列说法中正确的是()A．这个电场可能是负点电荷的电场B．点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C．点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D．负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向解析：因为(孤立)负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷中心对称分布的，而图中的电场线分布不具备这种特点，所以它不可能是负点电荷的电场，选项A错误；因电场线越密处场强越大，故由图知场强E A>E B，又因点电荷q在电场中所受静电力F＝qE∝E，故静电力F A>F B，选项B正确；由牛顿第二定律知，加速度a＝Fm∝F，而F A>F B，故a A>a B，选项C错误；因“B点切线方向”即B点场强方向，而负电荷所受静电力的方向与场强方向相反，故选项D 错误．答案：B5．如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右解析：由电场的叠加原理，等量异种点电荷在其连线的中垂线上的电场强度在O点最大，离O点越远场强越小，但各点的场强方向是相同的，都是水平向右(如图所示)．电子沿中垂线匀速运动时，所受合力为零，电子受到的电场力方向与场强的方向相反，即水平向左，大小先变大后变小，因此另一个力先变大后变小，方向水平向右．答案：B6．如图所示，一质量为m的带电荷量为q的小球用细线系住，线的一端固定在O点，若在空间加上匀强电场，平衡时线与竖直方向成60°角，则电场强度的最小值为()A.mg2q B.3mg2qC.2mgq D.mgq解析：用图解法，如图所示，E 3为最小电场强度，qE 3＝mg sin60°，故E 3＝3mg2q .答案：B 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v －t 图象如右图所示．则此电场的电场线分布可能是选项中的( )解析：从图象可以直接看出，粒子的速度随时间的增大逐渐减小；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，负电荷是顺着电场运动，由电场线疏处到密处，正确选项是A.答案：A二、多项选择题8．如图所示的电场中属于匀强电场的是( )解析：匀强电场的电场线是等间距的平行直线，选项A 尽管平行但不等间距，所以选项A 错误；选项C 尽管等间距，但不是平行的直线，所以选项C 不符合题设条件，只有选项B 、D 符合题设条件．答案：BD9．下列关于电场强度E 的公式说法正确的是( )A ．公式E ＝Fq 只适用于点电荷产生的电场B ．公式E ＝Fq 中，F 是放入电场中的试探电荷所受的力，q 是放入电场中的试探电荷的电荷量C ．公式E ＝Fq 中，F 是放入电场中的试探电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量D ．在库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2中，k q 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度的大小，而k q 1r 2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度的大小解析：公式E ＝Fq 适用于任何电场，式中F 是放在电场中的试探电荷所受的静电力，q 是试探电荷的电荷量，不是产生电场的电荷的电荷量，选项B 正确，A 、C 错误；库仑定律可表示为F 12＝k q 1r 2·q 2或F 21＝k q 2r 2·q 1，即F 12＝E 1·q 2或F 21＝E 2·q 1，式中E 1就是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度，E 2就是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度，选项D 正确．答案：BD 10.如图是某电场区域的电场线分布，A 、B 、C 是电场中的三个点，下列说法正确的是( )A ．A 点的电场强度最小B ．B 点的电场强度最小C ．把一个正点电荷依次放在这三点时，其中放在B 点时它受到的静电力最大D ．把一个负点电荷放在A 点时，它所受的静电力方向和A 点的电场强度方向一致解析：电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，A 正确、B 错误；由F ＝qE 知，C 正确；电场强度的方向与负电荷受力方向相反，D 错误．答案：AC 11.如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以做出的判断是( )A ．带电粒子所带电荷的符号B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处大D ．带电粒子在a 、b 两点的加速度方向 解析：如图所示，由于带电粒子在静电力作用下做曲线运动，所以静电力应指向轨迹的凹侧，且沿电场线，即沿电场线向左，B 正确；由于电场线方向未知，故不能确定带电粒子的电性，A 错误；加速度由静电力产生，由于a 处电场线较b 处密，所以a 处电场强度大，由E ＝Fq 知，带电粒子在a 处受静电力大，故加速度大，且方向与静电力方向相同，C 、D 正确．答案：BCD三、非选择题12.如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2.求：(1)两点电荷间的库仑力大小．(2)C点的电场强度的大小和方向．解析：(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k q2L2，代入数据得F＝9.0×10－3 N.(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1＝k qL2A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E＝2E1cos30°由以上两式并代入数据解得E＝7.8×103 N/C场强E的方向沿y轴正方向．答案：(1)9.0×10－3 N(2)7.8×103 N/C方向沿y轴正方向。
2020-2021学年物理人教版选修3-1课时作业：1-9 带电粒子在电场中的运动 Word版含解析
课时作业9带电粒子在电场中的运动时间：45分钟一、单项选择题1.如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么(B)A．微粒带正、负电荷都有可能B．微粒做匀减速直线运动C．微粒做匀速直线运动D．微粒做匀加速直线运动解析：微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B正确．2．一个带正电的油滴从如图所示的匀强电场上方A点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是(B)解析：油滴自电场上方落入电场，即油滴进入电场时有一定的速度，而油滴受重力和电场力的作用，两者的合力指向右下侧，而油滴进入电场时的速度方向为竖直向下，故油滴的轨迹应如选项B 的情形．3．如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v 0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出．已知板长为L ，板间距离为d ，板间电压为U ，带电粒子的电荷量为q ，粒子通过平行金属板的时间为t (不计粒子的重力)，则( C )A ．在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为Uq 4B ．在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为Uq 4C ．粒子的出射速度偏转角θ满足tan θ＝d LD ．粒子通过竖直位移前d 4和后d 4的过程，所用时间之比为2 1解析：设粒子在前t 2时间内和在后t 2时间内竖直位移分别为y 1，y 2，根据初速度为零的匀变速直线运动规律的推论知y 1y 2＝13，得y 1＝18d ，y 2＝38d ，则在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为W 1＝q ·18U＝18qU ，在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为W 2＝q ·38U ＝38qU ，故A 、B 错误；粒子的出射速度偏转角θ的正切值为tan θ＝v y v 0＝at v 0＝12at 212v 0t ＝12d 12L ＝d L ，故C 正确；根据初速度为零的匀变速直线运动规律的推论知，粒子通过竖直位移前d 4和后d 4的过程中，运动时间之比为1(2－1)，故选项D 错误．4．如图为示波管的原理图．如果在电极YY ′之间所加的电压按图甲所示的规律变化，在电极XX ′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图中的( B )解析：在0～2t 1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当U Y 为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当U Y 为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图象为B.5.如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷，将质量为m ，电荷量为q 的小球从圆弧管的水平直径端点由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度的大小为( C )A ．E ＝mg /qB ．E ＝2mg /qC ．E ＝3mg /qD ．E ＝4mg /q解析：固定于圆心处的点电荷在圆弧AB 上产生的电场强度大小处处相等．以B 点为研究点，则：qE －mg ＝m v 2/R ①m v 2/2＝mgR ②由①②两式得E ＝3mg /q .6．如图1所示，在平行板电容器的A 板附近，有一个带正电的粒子(不计重力)处于静止状态，在A 、B 两板间加如图2所示的交变电压，带电粒子在电场力作用下由静止开始运动，经过3t 0时间刚好到达B 板，设此时粒子的动能大小为E k3，若用改变A 、B 两板间距的方法，使粒子在5t 0时刻刚好到达B 板，此时粒子的动能大小为E k5，则E k3E k5等于( B )A.35B.53C．1 D.925解析：设两板间的距离为d，经3t0时间刚好到达B板时，粒子运动过程中先加速然后减速再加速，根据运动的对称性和动能定理，可得E k3＝q U03，若改变A、B两板间的距离使粒子在5t0时刻刚好到达B板，根据运动的对称性和动能定理，可得E k5＝q·U05，故E k3E k5＝53，B正确．7.如图所示，用细丝线悬挂带有正电荷的小球，质量为m，处在水平向右的匀强电场中，在电场力作用下，小球由最低点开始运动，经b点后还可以向右摆动，如用ΔE1表示重力势能的增量，用ΔE2表示电势能的增量，用ΔE表示二者和(ΔE＝ΔE1＋ΔE2)，则在小球由a摆到b的过程中，下列关系式正确的是(C)A．ΔE1<0，ΔE2<0，ΔE<0B．ΔE1>0，ΔE2<0，ΔE＝0C．ΔE1>0，ΔE2<0，ΔE<0D．ΔE1>0，ΔE2>0，ΔE>0解析：小球由a到b的过程，位置升高，重力势能增加，ΔE1>0，电场力做正功，电势能减小．ΔE2<0，动能、重力势能、电势能三种形式的能相互转化，动能由零增加到某一值，所以重力势能和电势能的和必减少，故ΔE<0，C选项正确．二、多项选择题8.如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有(BD)A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小解析：带正、负电的矿粉受电场力做正功分别落到左、右两侧，根据电场力做功与电势能的变化关系有正、负电的矿粉的电势能都变小，故选B、D.9.带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小为v0，则一定有(ABD)A．静电力大小等于重力大小B．粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C．静电力所做的功一定等于重力所做的功D．电势能的减少一定等于重力势能的增加解析：由题意可知，水平方向与竖直方向加速度大小相等，均为a＝v0/t，平均速度大小也相等，故水平位移和竖直位移大小相等，故A、B选项正确；在运动过程中，电场力做正功，重力做负功，故C 选项错误；由能量守恒，可知D选项正确．10.三个分别带有正电、负电和不带电的质量相同的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如图所示，下面判断正确的是(BD)A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电B．落在a、b、c点的颗粒在电场中的加速度的关系是a a>a b>a c C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是t a>t b>t cD．电场力对落在c点的颗粒做负功解析：由于带电颗粒都打在极板上，所以沿电场方向匀加速运动的时间t＝2y，垂直电场方向匀速运动由x＝v0t，得t a<t b<t c，所以aa a>a b>a c，再由牛顿第二定律可推出，a带负电，b不带电，c带正电，电场向上，电场力对落在C点的颗粒做负功，故答案为B、D.三、非选择题11.两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m＝5×10－6 kg的带电粒子，以v0＝2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B两板间距离为d＝4 cm，板长L＝10 cm.(g＝10 m/s2)(1)当A、B间的电压为U AB＝1 000 V时，粒子恰好不偏转，沿图中虚线射出电场，求该粒子的电荷量和电性．(2)令B 板接地，欲使该粒子射出偏转电场，求A 板所加电势的范围．答案：(1)2×10－9 C 负 (2)－600～2 600 V解析：(1)当U AB ＝1 000 V 时，重力跟电场力相等，粒子才沿初速度v 0方向做匀速直线运动，故q U AB d ＝mg ，q ＝mgd U AB＝2×10－9 C ；重力方向竖直向下，电场力方向竖直向上，而场强方向竖直向下(U AB >0)，所以粒子带负电．(2)当qE >mg 时，带电粒子向上偏，从右上边缘飞出，设此时φA ＝φ1，因为φB ＝0，所以U AB ＝φ1，电场力和重力都沿竖直方向，粒子在水平方向做匀速直线运动，速度v x ＝v 0；在竖直方向a ＝qφ1md －g ，偏移量y ＝d 2，所以12d ＝12at 2，代入a 和t ＝L v 0，解得φ1＝m v 20d 2＋mgdL 2qL 2＝2 600 V ，当qE <mg 时，带电粒子向下偏转，设φA ＝φ2，则竖直方向a ′＝g －qφ2md ，同理可得φ2＝－600 V ，故欲使粒子射出偏转电场，A 板电势的范围为－600 V ≤φA ≤2 600 V .12．如图所示，在光滑绝缘水平面上相距2l 的A 、B 两点固定有两个电荷量均为Q 的正电荷，aOb 是A 、B 连线上的三点，且O为中点，Oa ＝Ob ＝l 2，另有一个质量为m 、电荷量为q 的 试探电荷以初速度v 0从a 点出发，沿AB 连线向B 运动，在这运动过程中电荷受到阻力满足F f ＝⎩⎪⎨⎪⎧常数，当v ≠00，当v ＝0.当它运动到O 点时，动能为初动能的n 倍，到b 点时速度刚好为零，已知静电力常量为k ，求：(1)a 点的场强；(2)取O 点电势为零，a 点电势φa 为多大？电荷q 具有的电势能为多大？答案：(1)32kQ 9l 2 方向向右指向B (2)14q (2n －1)m v 20 14(2n －1)m v 20 解析：(1)a 点的场强是A 、B 两点电荷Q 在a 点产生场强的矢量和，E ＝k Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫l 22－k Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫3l 22＝32kQ 9l 2，方向向右指向B . (2)根据对称性φa ＝φb ，U ab ＝0，根据动能定理．当电荷由a 运动到O 点时，有qU aO －F f l 2＝n ·12m v 20－12m v 20当电荷由a 运动到b 点时，有qU ab －F f l ＝－12m v 20 联立解得U aO ＝14q(2n －1)m v 20 φa ＝U aO ＝14q(2n －1)m v 20 电荷q 具有的电势能E p a ＝qφa ＝14(2n －1)m v 20. 13.一带电量为＋Q 的点电荷固定在真空中，形成的电场如图所示．现有一质量为m 的带电微粒，在此点电荷附近做匀速圆周运动，周期为T .微粒的重力不能忽略，求：(1)微粒所带电荷的种类；(2)点电荷＋Q 与微粒运动轨迹所在平面的距离．答案：(1)负电 (2)gT 24π2 解析：(1)微粒带负电．(2)微粒做圆周运动的轨迹在水平面内，并且轨迹的圆心O 在点电荷的正下方．设圆心O 离点电荷的距离为H ，轨迹半径为R ，微粒受力分析图如图所示．由牛顿第二定律得mg tan α＝m 4π2T2R ， 由几何关系得R ＝H tan α，由以上两式联立解得H ＝gT 24π2.。
人教版版2018-2019学年高中物理选修3-1全套课时作业含解析
三、非选择题
9.如图所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到稳定状态时，发现A、B两球所带的电荷量与体积成正比，小球获得的电荷量为q.现给A球补充电荷，使其电荷量再次为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，经过反复多次接触后，小球的带电荷量不再发生变化，求此时小球的带电荷量．
解析：根据同种电荷相互排斥可知，金属球A上的负电荷将排斥金属导体MN上的自由电子，使其向N端移动，N端带负电，M端带正电，故两端的金箔片均张开，C正确，A、B、D均错误．
答案：C
5.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a近旁放一绝缘金属球b.开始时，a、b都不带电，如图所示．现使b带电，则( )
答案：D
4.如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂有金属验电箔片，若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象( )
A．只有M端验电箔片张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔片张开，且N端带负电
C．两端的验电箔片都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔片都张开，且两端都带正电或负电
答案：B
二、多项选择题
6．用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )
A．摩擦使笔套带电
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
答案：BC
8．如图所示，在真空中把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近．关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是( )
A．两端的感应电荷越来越多
人教版高中物理选修3-1 课时作业(10)电源和电流
9．关于导线中的电场,下列说法正确的是( )
A．导线内的电场线与导线平行
B．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累电荷共同形成的
C．导线侧面积累电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态
D．导线中的电场是静电场的一种
解析:由于导线侧面积累电荷的影响,导线内的电场线与导线是平行的,故选项A对．导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累电荷共同形成的,故选项B对．导线内电场不为零,不是静电平衡状态,导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种,故选项C、D错．
课时作业(十) 电源和电流
一、单项选择题
1．现代生活离不开电源,电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品,都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )
A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C．只要电路中有电源,电路中就一定 Nhomakorabea电流A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
解析:电荷的定向移动形成电流,但“＋”“－”电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．在2 s内通过截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019C＋1.6×10－19×1×2.0×1019C＝6.4 C．由电流的定义式知:I＝ ＝ A＝3.2 A.
答案:B
5．来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流．已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为( )
A. B.
C. D.
高中物理选修3-1课时作业17：1.8电容器的电容
1.8电容器的电容一、单项选择题1．如图所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ，对电容器来说正确的是( )A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5．0×10－2 FD ．该电容器所带电荷量的变化量为0．20 C2．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小3．一个空气平行板电容器，极板间距离为d ，正对面积为S ，充上电荷量Q 后，两极板间电压为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 ．将带电荷量变为2QC ．将极板正对面积变为S2D ．将两极板间距离变为d24．如图所示是一只利用电容器电容(C )测量角度(θ)的电容式传感器的示意图，当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C )便发生变化，于是通过知道电容(C )的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C )之间关系的是( )5．如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则( )A ．电容器带电荷量不变B ．电源中将有电流从正极流出C ．尘埃仍静止D ．电流计中将有电流，电流方向b →a 6．如图所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电源两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是( )A ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ减小7．如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d ；在下极板上叠放一厚度为l 的金属板，其上部空间有一带电粒子P 静止在电容器中．当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动．重力加速度为g ．粒子运动的加速度为( )A ．ld gB ．d －l d gC ．l d －l gD ．d d －lg二、多项选择题8．一个电容器的规格是“100 μF 、25 V”，对这两个数据的理解正确的是( ) A ．这个电容器加上25 V 电压时，电容才是100 μFB ．这个电容器最大电容是100 μF ，当带电荷量较小时，电容小于100 μFC ．这个电容器所加电压不能高于25 VD ．这个电容器所加电压可以低于25 V ，但电容不变，总是100 μF 9．连接在电源两极上的平行板电容器，当两极板间距离减小时( ) A ．电容器的电容C 变大 B ．电容器极板的带电荷量变大C．电容器两极板间的电势差U变大D．电容器两极板间的电场强度E变大10．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的电场强度，U表示电容器的电压，E p表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则()A．U变小，E不变B．E变大，E p变大C．U变小，E p不变D．U不变，E p不变三、非选择题11．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U＝60 V的恒压电源上，两极板间距为d＝3 cm，电容器带电荷量为Q＝6×10－8 C，A极板接地．求：(1)平行板电容器的电容C；(2)平行板电容器两板之间的电场强度E；(3)距B板为2 cm的P点处的电势φP．12．如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板间距离d＝0．04 m，两板间的电压U＝400 V，板间电场可视为匀强电场．在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q 为h＝1．25 m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量m＝5×10－6 kg，电荷量q＝5×10－8 C．设A、B板足够长，g取10 m/s2．试求：(1)带正电的小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰；(2)相碰时，离金属板上端的距离多大．--☆ 参 考 答 案 ☆--1．[解析]选B ．由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错，B 对；由C ＝QU ＝0．240F ＝5×10－3 F ，可知C 错；ΔQ ＝C ΔU ＝5×10－3×4 C ＝0．02 C ，D 错． 2．[解析]选B ．由公式C ＝εr S4πkd知，在两极板间插入一电介质，其电容C 增大，由公式C ＝QU知，电荷量不变时U 减小，B 正确．3．[解析]选D ．电容器的电容与电容器极板上的电荷量、极板间电压无关，故选项A 、B 错误；由电容的决定式C ＝εr S4πkd可知选项D 正确，C 错误．4．[解析]选B ．两极板正对面积S ＝12(π－θ)R 2，则S ∝(π－θ)，又因为C ∝S ，所以C ∝(π－θ)，令C ＝k (π－θ)，解得θ＝π－Ck(k 为常数)，所以B 正确．5．[解析]选C ．电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE ＝mg ，两极板错开时电场强度不变，故C 正确；因电容减小，由Q ＝CU 知电荷量Q 减小，电容器放电，电流方向a →b ，A 、B 、D 错误．6．[解析]选A ．保持S 闭合，则电容器两极板间的电压不变，由E ＝Ud 可知，当A 板向B 板靠近时，E 增大，θ增大，选项A 正确，B 错误；断开S ，则两极板带的电荷量不变，由Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ＝εr S4πk E 可知，将A 板向B 板靠近，并不改变极板间的电场强度，故θ不变，选项C 、D 错误．7．[解析]选A ．带电粒子在电容器两极板间时受到重力和电场力的作用，最初处于静止状态，由二力平衡条件可得：mg ＝q Ud －l ；当把金属板从电容器中快速抽出后，电容器两极板间的电势差不变，但两极板间的距离发生了变化，引起电场强度发生了变化，从而电场力也发生了变化，粒子受力不再平衡，产生了加速度，根据牛顿第二定律ma ＝mg －q Ud ，两式联立可得a ＝ldg ．8．[解析]选CD ．100 μF 代表电容器的电容，与所带电荷量和所加电压无关，25 V 是指电容器耐压值为25 V ，当其两端电压超过25 V 时，电容器将被击穿．9．[解析]选ABD ．电容器两极板间距离减小，由C ∝εr Sd得其电容变大，所以A 正确；因为电容器连在电源上，所以两极板间的电压保持不变，故C 错误；由Q ＝CU 得电容器所带电荷量变大，所以B 正确；由E ＝Ud知，两极板间的场强变大，所以D 正确．10．[解析]选AC ．电容器充电后与电源断开，说明电容器带的电荷量不变．由C ∝εr Sd ，U ＝Q C ，推出U ∝d ，因此正极板向负极板接近，即d 变小时，U 变小；又由E ＝Ud ，U ∝d ，故E 不变，选项A 正确，选项B 、D 错误．负极板接地即以负极板作为零电势点，电场强度E 不变，P 点的电势不变，正电荷在P 点的电势能也不变，选项C 正确．11．[解析](1)由电容定义知 C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1×10－9F ．(2)两板之间为匀强电场，电场强度大小为 E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103 V/m ，方向竖直向下． (3)P 点距A 板间距离为 d AP ＝d －d BP ＝1 cmA 与P 间电势差U AP ＝Ed AP ＝20 V 又因为U AP ＝φA －φP ，φA ＝0 可得φP ＝－20 V ．[答案](1)1×10－9F (2)2×103 V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V 12．[解析](1)设小球从P 到Q 需时间t 1，由h ＝12gt 21得t 1＝2h g＝ 2×1．2510s ＝0．5 s ， 小球进入电场后其飞行时间取决于静电力产生的加速度a ，设小球在电场中的运动时间为t 2，则有qE ＝ma ，E ＝U d ，d 2＝12at 22，以上三式联立，得 t 2＝dmqU＝0．04× 5×10－65×10－8×400s ＝0．02 s ， 运动总时间t ＝t 1＋t 2＝0．5 s ＋0．02 s ＝0．52 s ．(2)小球由P 点开始由静止下落，在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t 内的位移为y ＝12gt 2＝12×10×(0．52)2 m ＝1．352 m ． 相碰时，与金属板上端的距离为s ＝y －h ＝1．352 m －1．25 m ＝0．102 m ． [答案](1)0．52 s (2)0．102 m。
人教版高二物理选修3-1课时作业第一章 静电场 1.2库仑定律 word版含解析答案
人教版选修3-1课时作业第一章 静电场 库仑定律一、选择题1.关于点电荷的说法正确的是( ) A.点电荷的电荷量一定是1.60×10-19 C B.实际存在的电荷都是点电荷 C.点电荷是理想化的物理模型 D.大的带电体不能看成点电荷2.下列关于点电荷的说法正确的是( )A.任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于中心的点电荷B.球状带电体一定可以看成点电荷C.点电荷就是元电荷D.一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定 3.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据F=kq 1q 2r 2,当两电荷间的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C.若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律4.真空中有两个静止的点电荷q 1、q 2,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍5.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1,现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2,则F 1与F 2之比为( ) A.2∶1 B.4∶1 C.16∶1 D.60∶16.A 、B 两个带同种电荷的绝缘金属小球,半径均为r,球心相距3r,A 带电荷量Q 1,B 带电荷量Q 2,则A 、B 间相互作用力( ) A.无法确定 B.等于kQ 1Q 2(3r)2C.大于kQ 1Q 2(3r)2D.小于kQ 1Q 2(3r)27.如图所示,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开,这时A、B两球之间的相互作用力的大小是()A.F8B.F4C.3F8D.3F48.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。
教科版高中物理选修3-1课时作业10.docx
高中物理学习材料桑水制作1．对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是( )A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B．1号干电池的容量比5号干电池的容量大C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，则它们做功的快慢相同【解析】电池的电动势取决于正、负极材料及电解液的化学性质，与体积大小无关，A错．电池的容量与体积大小有关，B正确．电池的内阻与体积大小无关，C错.1号和5号电池电动势相同，电流相同时，做功快慢也相同，D正确．【答案】BD2．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压为( )A．0.10 V B．0.20 VC．0.30 V D．0.40 V【解析】由题意知它的开路电压为800 mV，可知电源电动势为800 mV，由题意短路电流为40 mA，而短路电流I短＝Er，可得电源内阻为r＝20 Ω，该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，内外电阻相等，即路端电压为400 mV＝0.40 V，所以D对．【答案】 D3.图2－4－10如图2－4－10所示为某一电源的U－I曲线，由图可知( )A．电源电动势为2 VB．电源内电阻为13ΩC．电源短路时电流为6 AD．电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A【解析】在U－I图知，电源的电动势E＝2 V．r＝|ΔUΔI|＝1.26Ω＝0.2Ω.当U＝1 V时，I＝E－Ur＝10.2A＝5 A【答案】AD图2－4－114．如图2－4－11所示电路中，当电阻箱R由2 Ω改为6 Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻为( )A．1 ΩB．2 ΩC．3 ΩD．4Ω【解析】设电源电动势为E，内阻为r当R＝2 Ω时的电流为I则I＝E2＋r①由题意可知12I＝E6＋r②联立①②解得r＝2 Ω，故选项B正确．【答案】 B5.图2－4－12(2012·阿坝州高二检测)在图2－4－12所示电路中E为电源，其电动势E ＝9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R＝30 Ω；L为一小灯泡．其额定电压U＝6.0 V，额定功率P＝1.8 W；K为电键．开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通电键K，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C 处时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为( )A．10 ΩB．20 ΩC．15 ΩD．5 Ω【解析】本题中小灯泡正好正常发光，说明此时小灯泡达到额定电流I额＝P/U＝1.8/6.0 A＝0.3 A，两端电压达到额定电压U额＝6.0 V，而小灯泡和电源、滑动电阻AC串联，则电阻AC的电流与小灯泡的电流相等，则R AC ＝UACIAC＝E－ULIAC＝9.0－6.00.3Ω＝10 Ω，R CB＝R－R AC＝(30－10) Ω＝20 Ω，所以B选项正确．【答案】 B6．如图2－4－13所示电路中，4个电阻阻值均为R，开关S闭合时，有质量为m、带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间．现断开开关S，则下列说法正确的是( )图2－4－13A．小球带负电B．断开开关后电容器的带电量减小C．断开开关后带电小球向下运动D．断开开关后带电小球向上运动【解析】由电路图知，电容器的上极板带正电，小球受到向上的电场力而平衡，所以小球带负电，A正确．当开关S断开后，电容器两端的电压(即竖直方向电阻的分压)变小，电容器的带电量减小，小球受到的电场力变小，小球将向下运动，B、C正确，D错误．【答案】ABC7．如图2－4－14所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( )图2－4－14A．路端电压变小 B．电流表的示数变大C．流过电源的电流变小 D．电路的总电阻变大【解析】当滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小，D错．根据I＝ER总，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端电压在减小，A对，C错．流过电流表的示数为I＝U外R3，可知电流在减小，B错．【答案】 A8.图2－4－15(2011·海南高考)如图2－4－15所示E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与Ⓐ分别为电压表与电流表．初始时S与S均闭合，现将S断开，则( )A．的读数变大，Ⓐ的读数变小B．的读数变大，Ⓐ的读数变大C．的读数变小，Ⓐ的读数变小D．的读数变小，Ⓐ的读数变大【解析】S断开时，外电路总电阻增大，总电流减小，故路端电压增大，电压表示数增大，由于R3两端电压增大，故通过R3的电流增大，电流表示数增大，故B正确．【答案】 B9.(2012·武汉高二检测)如图2－4－16所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是( )2－4－16A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通D．电流表和灯L1、L2都坏了【解析】由于闭合开关，两灯不亮，电流表无示数，可以判定电路中某处断路，电压表有示数，所以应是a经L1到b点间有断路，故B正确．【答案】 B10.图2－4－17法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应，共同获得2007年诺贝尔物理学奖．所谓“巨磁电阻”效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象．物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用，他们的探究如下：为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图2－4－17所示是磁报警装置一部分电路示意图，其中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将( )A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变大，U变小D．I变小，U变大【解析】当R B处出现断针时，R B减小，R总减小，I总增大，I总r增大，U ab＝E－I总r将减小；由于I总增大，所以R1分压增大，U＋U RB＝U ab，可得U RB减小，I R3减小，由I R3＋I＝I总，可得I增大．R1【答案】 C11.图2－4－18如图2－4－18所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝10 μF.电容器原来不带电．求接通电键K并达到稳定的过程中流过R4的总电荷量．【解析】由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝R1(R2＋R3)R1＋R2＋R3＋r＝9.0 Ω由欧姆定律得通过电源的电流I＝E/R＝1/3 A 电源的路端电压U＝E－Ir＝8/3 V电阻R3两端的电压U′＝R3R2＋R3U＝2 V通过R4的总电荷量就是电容器的带电荷量Q＝CU′＝2.0×10－5 C【答案】 2.0×10－5 C12．如图2－4－19所示的电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝1 Ω.求当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值为多大？图2－4－19【解析】R2两端的电压U2＝I2R2＝0.4×15 V＝6 V，设总电流为I，则有：E－I(r＋R1)＝U2，即12－I(1＋9)＝6，解得I＝0.6 A，通过R3的电流I3＝I－I 2＝(0.6－0.4)A＝0.2 A，所以R3的阻值为：R3＝U2I3＝60.2Ω＝30 Ω.【答案】30 Ω。
高中物理选修3-1课时作业20：2.2电动势
2.2 电动势1．(多选)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，负电荷在电场力作用下由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷在非静电力作用下由电源的负极流向正极D ．在电池中，是化学作用使化学能转化为电势能2．关于电池的容量，下列说法中正确的是( )A ．电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量B ．对同一种电池，体积越大容量越小C ．电池的容量表示电池放电时能输出的电能D ．电池容量的单位是法拉3. (多选)如图1所示，这是一种化学原电池，电路中电流计可以测出电流的方向，设测得外电路的电流方向如图所示，其中两金属板分别为锌板和铜板，电解槽中的电解液为硫酸铜，试分析下列说法中正确的是( )图1A ．A 是铜片，B 是锌片B ．A 是锌片，B 是铜片C ．A 端是电源的正极，B 端是电源的负极D ．该种电池能把化学能转化为电能4．单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外电路中释放的总能量决定于( )A ．电源的电动势B ．通过电源的电流C ．路端电压的大小D ．内外电阻之和5．对电动势的定义式E ＝W q的理解正确的是( ) A ．E 与W 成正比B ．E 与q 成反比C ．E 的大小与W 、q 无关D ．W 表示静电力做功6．一台发电机用0.5 A 的电流向外输电，在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )A ．6 VB ．360 VC ．120 VD ．12 V7．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 表示电源内部静电力的功率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 的蓄电池比电动势为1.5 V 的干电池提供的电能多8．下列有关电动势的说法正确的是( )A ．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B ．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C ．非静电力做功越多，电动势就越大D ．E ＝W q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定9．(多选)下列有关电压与电动势的说法中正确的是( )A ．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送过程中做的功越多C ．电动势公式E ＝W q 中W 与电压公式U ＝W q中的W 是一样的，都是电场力做的功 D ．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量10．“神舟”十号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。
教科版高中物理选修3-1课时作业11.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．电功率的计算公式P ＝U 2R 中，U 是加在用电器两端的电压，R 是用电器的电阻，此式可用于( )A ．计算电冰箱的功率B ．计算电风扇的功率C ．计算电烙铁的功率D ．计算洗衣机的功率【解析】 公式P ＝U 2R 是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误．【答案】 C2．用电器两端电压为220 V ，这意味着( ) A ．1 A 电流通过用电器时，消耗的电能为220 J B ．1 C 正电荷通过用电器时，产生220 J 的热量 C ．1 A 电流通过用电器时，电流的发热功率为220 W D ．1 C 正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220 J【解析】 根据电场力做功和电流做功的公式W ＝Uq 和W ＝UIt 可以看出A 错，D 对；因为用电器不一定是纯电阻电路，即不一定把电能全部转化为内能，故B 、C 选项错．【答案】 D3．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为( )额定容量54 L最高水温75 ℃额定功率 1 500 W额定压力0.7 MPa额定电压220 V电器类别Ⅰ类A.6.8 A B．0.15 AC．4.4 A D．0.23 A【解析】由P＝UI可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：I＝PU＝1 500220A≈6.8 A，故选项A正确．【答案】 A4.图2－6－11(2012·全国高考)一台电风扇的额定电压为交流220 V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图2－6－11所示．这段时间内电风扇的用电量为()A．3.9×10－2度B．5.5×10－2度C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度【解析】这里“电量”指的是电风扇消耗的电能，应该用有效值计算，而图中正好为有效值的变化图线，由E电＝UIt分段求和，E电＝U1I1t1＋U2I2t2＋U3I3t3，正常工作时电压均为220 V，代入数据换算单位后得E电＝5.5×10－2度．【答案】 B5．加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为()A．P B.U2r C.P2rU2D．P－P2rU2【解析】本题考查电功率、功率的区别与公式的正确使用．因为P＝IU，I＝PU，所以P热＝(PU)2r，故C正确．【答案】 C6．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t 串∶t 并为( )A ．1∶1B ．2∶1C ．4∶1D ．1∶4【解析】 串联后电阻为R 1＝2r ，产生的热量为Q 1＝U 2R 1t 串＝U 22r t 串；并联后电阻为R 2＝r 2，产生的热量为Q 2＝U 2R 2t 并＝U 2r 2t 并，若要Q 1＝Q 2，则有t 串∶t 并＝4∶1.【答案】 C7．把六个相同的小灯泡接成如图2－6－12甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是()甲 乙图2－6－12A ．P 甲＝P 乙B ．P 甲＝3P 乙C ．P 乙＝3P 甲D ．P 乙＞3P 甲【解析】 因为甲、乙电路中六个相同的小灯泡都能正常发光，所以有I 甲＝3I 乙，又由P ＝UI 得P 甲＝3P 乙，故B 正确．【答案】 B8．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断正常工作时，其中功率最大的是( )【解析】电视机、电冰箱、电风扇的额定功率分别为85 W、70 W、65 W，而空调机正常工作时功率P＝UI＝1 364 W，故D最大．【答案】 D9．额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的两盏电灯，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下列中的()【解析】判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流．由P＝U2R和已知条件可知，R A<R B.对于A电路，由于R A<R B所以U B>110 V，B灯被烧毁，两灯不能正常发光，对于B电路，由于R B>R A，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B，所以U B>U并，B灯被烧毁，对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I A－I B)×110 W，而D电路中变阻器功率为(I A＋I B)×110 W，所以C电路中消耗的电功率最小．【答案】 C10.图2－6－13如图2－6－13所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈的阻值R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示数是I0＝0.5 A；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5 A B．I<1.5 AC．P＝15 W D．P<15 W【解析】由题意知，电路两端的电压U＝R1I0＝10 V，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1 A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I<1.5 A，B正确．同理电动机所消耗的功率也小于10 W，则电路消耗的电功率P<15 W，D正确．【答案】BD11．一只规格为“220 V 2 000 W”的电炉，求：(1)它在正常工作时的电阻；(2)若电网电压为200 V，求电炉的实际功率；(3)在220 V电压下，如果平均每天使用电炉2 h，此电炉一个月要消耗多少度电？【解析】(1)设电炉电阻为R，由于电炉为纯电阻电路，根据P＝IU、I＝U R得R＝U2/P＝2202/2 000 Ω＝24.2 Ω.(2)当电压为U′＝200 V时，电炉的实际功率为P＝U2/R＝2002/24.2 W＝1 653 W.(3)在220 V的电压下，一个月耗用电能(按30天计算)W＝2×2×30 kW·h＝120 kW·h.【答案】(1)24.2 Ω(2)1 653 W(3)120度12.图2－6－14在如图2－6－14所示电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求：(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率．【解析】(1)电动机正常工作时，总电流为：I＝U1R1＝3.01.5A＝2 A，电源释放的电功率为P释＝EI＝10×2 W＝20 W(2)电动机两端的电压为：U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3)V＝6 V电动机消耗的电功率为：P电＝UI＝6×2 W＝12 W电动机消耗的热功率为：P热＝I2R0＝22×1 W＝4W电动机将电能转化为机械能的功率，根据能量守恒为：P机＝P电－P热＝(12－4)W＝8 W(3)电源的输出功率为：P出＝P释－P内＝P释－I2r＝(20－22×0.5) W＝18 W【答案】(1)20 W(2)8 W(3)18 W。
人教版物理选修3-1课时作业(八)
如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力电极时，可使膜片发生形变，引起电容的变化．将电容器、灵敏电流表和电源串向上压膜片电极时，电容将减小如图所示，平行板电容器接在电势差恒为U的电源两端，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．电容器的电容减小C．电容器的电容增大D．极板带电荷量将增大解析：由于平行板电容器电压保持不变，将上极板竖直向上移动一小段距离，板间场强减小，油滴所受静电力减小，油滴将沿竖直方向向下运动，故选项A 错误．将上极板竖直向上移动一小段距离，板间距离增大，电容减小，而电势差不变，由Q＝CU可知，电荷量Q减小，故选项B正确，选项C、D错误．答案：B5.如图所示，将平行板电容器接在电源两极间，电容器两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两极板缓慢地错开一些，其他条件不变，则() A．电容器带电荷量不变B．电源中将有电流从正极流出C．尘埃仍静止D．电流计中将有电流通过，电流方向由b→a解析：若将两极板错开一些，则电容器的电容减小，电容器两极板间的电压不变，所以电容器上的带电荷量减少，电容器放电，电流从电容器的正极板流出，流向电源的正极，即电流方向为a→b；因电容器两极板间的距离没有发生变化，所以场强没有发生变化，带电尘埃受到的电场力不变，尘埃仍静止．故选项C 正确．答案：C6.如图所示，带有等量异种电荷的平行板电容器的金属板M、N水平放置．两板之间有一带电微粒以速度v0沿直线运动．当微粒运动到P点时，将M板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒()A．可能沿轨迹①运动B．一定沿轨迹②运动C．可能沿轨迹③运动D．可能沿轨迹④运动如图所示，已知平行板电容器两极板间距离A板带正电，若它的电容为如图所示，一平行板电容器接在，两极板间距离d＝1.2×若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×。
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目录第一章静电场1电荷及其守恒定律752库仑定律763电场强度784电势能和电势805电势差816电势差与电场强度的关系837静电现象的应用848电容器的电容869带电粒子在电场中的运动88第二章恒定电流1电源和电流902电动势903欧姆定律914串联电路和并联电路925焦耳定律946导体的电阻957闭合电路的欧姆定律968多用电表的原理989实验：练习使用多用电表9810实验：测定电池的电动势和内阻99 11简单的逻辑电路101第三章磁场1磁现象和磁场1032磁感应强度1043几种常见的磁场1054通电导线在磁场中受到的力1075运动电荷在磁场中受到的力1096带电粒子在匀强磁场中的运动111综合检测第一章综合检测113第二章综合检测115第三章综合检测117期末综合检测119物理选修3－1配新课标人教版课时作业第一章静电场1电荷及其守恒定律一、单项选择题1．电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为()A．这是灰尘的自然堆积B．玻璃有极强的吸附灰尘的能力C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘2．导体球A带5Q的正电荷，另一完全相同的导体球B带Q的负电荷，将两导体球接触一会儿后再分开，则导体球B的带电荷量为()A．－Q B．Q C．2Q D．4Q3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列表示验电器上感应电荷分布情况的图中，正确的是()A B C D4．如图K1－1－1所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形金属导体上电荷的移动情况是()图K1－1－1A．枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B．枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C．枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷向A端移动D．枕形金属导体中的负电荷向B端移动，正电荷向A端移动二、双项选择题5．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图K1－1－2所示，由此对摩擦起电说法正确的是()图K1－1－2A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同6．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．可能是因摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而产生的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电7．如图K1－1－3所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b 斥c ，c 斥a ，d 吸b ，则( )图K1－1－3A ．仅有两个小球带同种电荷B ．仅有三个小球带同种电荷C ．c 、d 小球带同种电荷D ．c 、d 小球带异种电荷8．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成，u 夸克带电荷量为23e ，d 夸克带电荷量为－13e ，e 为元电荷，因此下列论断正确的是( )A ．质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成C ．中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D ．中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成9．如图K1－1－4所示，A 、B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法正确的是( )图K1－1－4A ．把C 移近导体A 时，A 、B 上的金属箔片都张开B ．把C 移近导体A 后，再把A 、B 分开，然后移去C ，A 、B 上的金属箔片仍张开 C ．先把C 移走，再把A 、B 分开，A 、B 上的金属箔片仍张开D ．先把A 、B 分开，再把C 移走，然后重新让A 、B 接触，A 上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合三、非选择题10．有A 、B 两个物体经摩擦后，使B 带上了2.4×10－6 C 的正电荷，求此过程中有多少电子发生了转移，是如何转移的？11．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10－5 C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在先让小球C 与小球A 接触后取走，再让小球B 与小球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？12．如图K1－1－5所示，大球A原来的带电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到稳定状态时，发现A、B两球所带的电荷量与体积成正比，此时小球获得的电荷量为q，最后将两球分开；现给A球补充电荷，使其电荷量再次为Q，再次让小球接触大球后分开，每次都给大球补充到电荷量为Q，经过反复多次接触分开后，小球的带电荷量不再发生变化，问：此时小球带电荷量为多少？图K1－1－52库仑定律一、单项选择题1．关于点电荷的说法，正确的是()A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，无论带电量多少，这两个带电体都可看成点电荷D．一切带电体都可以看成点电荷2．真空中有A、B两个点电荷，相距10 cm，B的带电量是A的5倍．如果A电荷受到的静电力是10－4 N，那么B电荷受到的静电力大小为()A．5×10－4 N B．0.2×10－4 NC．10－4 N D．0.1×10－4 N3．两个半径均为1 cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电量，两球心相距90 cm，相互作用力大小为F，现将它们碰一下后，放在两球心间相距3 cm处，则它们的相互作用力大小变为()A．300 F B．1 200 FC．900 F D．以上都不对4．如图K1－2－1所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态．则以下结论正确的是()图K1－2－1A ．如果q 2为正电荷，则可能q 1、q 3都是正电荷B ．如果q 2为正电荷，则可能q 1为正电荷，q 3为负电荷C ．若l 1 < l 2，则三个点电荷中q 3电量最大D ．若l 1 < l 2，则三个点电荷中q 1电量可能最大 二、双项选择题5．要使真空中两点电荷间的库仑力增大为原来的4倍，下列方法可行的是( ) A ．保持电荷间的距离不变，每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍 B ．保持两点电荷的带电量不变，使两电荷间的距离增大到原来的2倍C ．使一个电荷的电量加倍，另一个电量不变，同时将电荷间的距离减小为原来的12D ．保持两点电荷的带电量不变，将电荷间的距离减小为原来的126．两个相同的金属小球(可视为点电荷)所带电量之比为1∶7，在真空中相距为r ，把它们接触后再放回原处，则它们之间的静电力可能为原来的( )A.47B.37C.97D.1677．如图K1－2－2所示，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN 间放一带电小球b ，则b 应( )图K1－2－2A ．带正电，放在A 点B ．带正电，放在B 点C ．带负电，放在C 点D ．带正电，放在C 点 8．如图K1－2－3所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同的不带电小球A 和B ，此时，上、下丝线受到的拉力分别为T A 、T B ；如果使A 带正电，B 带负电，则上、下丝线所受拉力分别为T ′A 、T ′B .则下列关系正确的是( )A ．T A < T ′AB ．T B >T ′BC ．T A ＝T ′AD ．T B <T ′B图K1－2－3图K1－2－49．如图K1－2－4所示，两质量分别为m 1和m 2、带电荷量分别为q 1和q 2的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β (α>β)，若两小球恰在同一水平线上，那么( )A ．两球一定带异种电荷B ．q 1一定大于q 2C ．m 1一定小于m 2D ．m 1所受静电力一定大于m 2所受静电力三、非选择题10．如图K1－2－5所示，两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l 为球半径r 的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q.根据题中条件，有同学求出： a 、b 两球之间的万有引力F 引＝G m 2l 2，库仑力F 库＝k Q 2l2.请分析是否正确？图K1－2－511．如图K1－2－6所示，一条长为3L 的绝缘丝线穿过两个质量都是m 的小金属环A 和B ，将丝线的两端共同系于天花板上的O 点，使金属环带上等量电荷后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电荷量是多少？图K1－2－612．两个点电荷相距r ，其电荷量分别为Q A ＝＋9q ，Q B ＝＋q ，另外再放入一个点电荷Q C .请回答：(1)Q C 放在何处时，它受到的合力为零？(2)分析Q C 取何值时，Q B 受到的合力为零，验证此时Q A 受到的合力也为零．3 电场强度一、单项选择题1．下面关于电场的叙述不正确的是( )A ．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B ．只有电荷发生相互作用时才产生电场C ．只要有电荷存在，其周围就存在电场D ．A 电荷受到B 电荷的作用，是B 电荷的电场对A 电荷的作用2．真空中两个等量异种点电荷的电量值均为q ，相距r ，两点电荷连线中点处的场强为( )A ．0 B.2kqr2C.4kq r 2D.8kq r 23．在雷雨云下有一沿竖直方向的匀强电场，场强大小约为104 N/C.已知一半径为1 mm 的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s 2，水的密度为103 kg/m 3.这雨滴携带的电荷量约为( )A ．2×10－9 CB ．4×10－9 CC ．6×10－9 CD ．8×10－9 C4．一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B 点时，它运动的v －t 图象如图K1－3－1所示，则A 、B 两点所在区域的电场分布情况可能是选项中的( )图K1－3－1二、双项选择题5．为了测量带电荷量为＋Q 的小球所激发的电场在A 点的电场强度，在A 点放入试探电荷q ，测出q 所受电场力大小为F A ，下列说法正确的有( )A ．试探电荷q 只能带正电B ．如果q 的电荷量较大，足以影响到＋Q 的分布状况，则q 不能作为试探电荷C ．如果在A 点换上试探电荷q ′，测得受力大小为F A ′，则F A ′q ′＝F AqD ．将试探电荷q 移到离Q 更远的一点B ，则F A q ＝F Bq的结论成立6．真空中距点电荷(电荷量为Q )为r 的A 点处，放一个带电荷量为q (q ≪Q )的点电荷，q 受到的电场力大小为F ，则A 点的场强为( )A.F QB.F q C ．k q r 2 D ．k Q r27．如图K1－3－2所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此可判断的是( )图K1－3－2A ．带电粒子带负电荷B ．带电粒子带正电荷C ．带电粒子在a 点的速度大于在b 点的速度D ．带电粒子做匀变速运动8．如图K1－3－3所示，AB 是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P 点处自由释放一个负试探电荷(不计电荷重力)时，它沿直线向B 点处运动，对此现象下列判断正确的是( )图K1－3－3A ．电荷可能向B 做匀速运动B ．电荷可能向B 做加速度越来越小的加速运动C ．电荷可能向B 做加速度越来越大的加速运动D ．电荷可能向B 做匀加速运动9．如图K1－3－4所示，图甲中AB 是点电荷电场中的一条电场线，图乙是放在电场线上a 、b 处的试探电荷其电量与所受电场力大小的关系图线，由此可以判定( )图K1－3－4A ．若场源是正电荷，位置在A 侧B ．若场源是正电荷，位置在B 侧C ．若场源是负电荷，位置在A 侧D ．若场源是负电荷，位置在B 侧三、非选择题10．场源电荷Q ＝2×10－4 C ，是正点电荷；检验电荷q ＝2×10－5 C ，是负点电荷；它们相距r ＝2 m ，且都固定在真空中，如图K1－3－5所示．求：(1)q 所受的静电力F ；(2)q 所在的B 点的场强E B ；(3)将q换为q′＝4×10－5 C的正点电荷后，q′所受的静电力F′及B点的场强E B′；(4)将检验电荷拿走后B点的场强．图K1－3－511．如图K1－3－6所示，有一水平向右的匀强电场，场强E＝9.0×103 N/C，在竖直平面内有一半径为0.1 m 的圆周，取最高点为C点，另在圆心O处放置电荷量为Q＝1.0×10－8 C的带正电的点电荷．试求C处的场强．图K1－3－612．如图K1－3－7所示，有一水平向右的匀强电场，场强为E＝1.25×104N/C，一根长L＝1.5 m、与水平方向的夹角为θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6 C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6 C，质量m＝1.0×10－2 kg.现将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动．(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6)求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？图K1－3－74电势能和电势一、单项选择题1．在电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8 J，则以下说法中正确的是()A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 JB．B点的电势是15 VC．电荷的电势能增加了6×10－8 JD．电荷的电势能减少了6×10－8 J2．电场中有A、B两点，A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝10 V，一个电子仅在该电场作用下由A点运动到B点的过程中，下面几种说法正确的是()A．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能减少了20 eVB．电子克服电场力做功20 eV，电子的动能增加了20 eVC．电场力对电子做功20 eV，电子的电势能和动能之和增加了20 eVD．电子克服电场力做功20 eV，电子的电势能增加了20 eV，动能和电势能之和不变3．如图K1－4－1所示，在矩形ABCD的AD边和BC边中点M和N各放一个点电荷，它们带等量正、负电荷．E、F分别是AB边和CD边的中点，P、Q两点在MN连线上，MP＝QN，则电场强度和电势都相同的两点是()图K1－4－1A．E和FB．P和QC．A和BD．C和D4．关于等势面，下列说法正确的是()A．等势面与电场线处处垂直B．同一等势面上的各点场强大小必定相等C．电荷所受电场力的方向必和该点等势面垂直，并指向电势升高的方向D．电荷从电场中一点移到另一点，电场力不做功，电荷必在同一等势面上移动二、双项选择题5．如图K1－4－2所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把＋q和－q的试验电荷依次放在三点上，关于它们所具有的电势能的正确说法是()图K1－4－2A．放上＋q时，它们的电势能E pA＞E pB＞E pCB．放上＋q时，它们的电势能E pA＜E pB＜E pCC．放上－q时，它们的电势能E pA＞E pB＞E pCD．放上－q时，它们的电势能E pA＜E pB＜E pC6．在电场中，A点的电势高于B点的电势，则()A．把负电荷从A点移到B点，电场力做负功B．把负电荷从A点移到B点，电场力做正功C．把正电荷从A点移到B点，电场力做负功D．把正电荷从A点移到B点，电场力做正功7．在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是()A．电场强度B．同一电荷所受电场力C．电势D．同一电荷具有的电势能8．某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图K1－4－3中实线所示)，图中未标明方向的一组虚线是电场线，则下列说法正确的是()图K1－4－3A．电子在a点动能较小B．电子在b点动能较小C．a点的场强大于b点的场强D．a点电势低于b点电势9．某电场的电场线分布如图K1－4－4所示，以下说法正确的是()图K1－4－4A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减少三、非选择题10．有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4J；从B点移到C点，电场力对其做功9×10－4 J．问：(1)若以A为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？(2)若以B为零势能点，A、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？11．如图K1－4－5所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时速度大小为3gh，则小球从A运动到B的过程中，电场力做多少功？若取A点电势为零，C点电势是多大？图K1－4－512．如图K1－4－6所示，在场强E＝104N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm 的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10－6 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，取g＝10 m/s2.求：(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？(2)若取A点电势为零，则小球在B点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？图K1－4－65电势差一、单项选择题1．电场中两点间电势差U＝Wq的意义是()A．它是由两点的位置决定的，与移动的电荷的种类和数量无关B．电势差与电场力做功成正比，与被移动的电荷量成反比C．电势差的大小等于移动单位电荷时电场力所做的功D．电场中两点间没有电荷移动，则电势差为零2．在电场中A、B两点间的电势差为U AB＝75 V，B、C两点间的电势差为U BC＝－200 V，则A、B、C三点电势高低关系为()A．φA>φB>φC B．φA<φC<φBC．φC>φA>φB D．φC>φB>φA3．如图K1－5－1所示，A、B为两等量异种点电荷，A带正电，B带负电，在AB的连线上有a、b、c三点，b为连线的中点，ab＝bc，则下列说法中不正确的是()图K1－5－1A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相同C．a、b间的电势差与b、c间的电势差相等D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不做功4．静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点．若带电粒子在a、b两点的速率分别为v a、v b，不计重力，则带电粒子的比荷qm，为()A.v2a－v2bφb－φa B.v2b－v2aφb－φaC.v2a－v2b2(φb－φa)D.v2b－v2a 2(φb－φa)二、双项选择题5．下列说法正确的是()A．A、B两点的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功B．电势差是一个标量，但是有正值或负值之分C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以U AB＝U BA6．一个点电荷，从静电场中a点移到b点时电场力做功为零，则()A．a、b两点电势一定相等B．a、b两点电场强度一定相等C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向一定垂直D．a、b两点的电势差一定为零7．空间存在匀强电场，有一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为－q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则()A．在O、A、B三点中，B点电势最高B．在O、A、B三点中，A点电势最高C．OA间的电势差比BO间的电势差大D．OA间的电势差比BA间的电势差小8．如图K1－5－2所示，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，比较电场力做功大小有()图K1－5－2A．W AB>W AC B．W AD>W ABC．W AC＝W AD D．W AB＝W AC9．一电子在电场中运动经过A、B两点，经过A点时电势能为4.8×10－17 J、动能为3.2×10－17 J，经过B点时电势能为3.2×10－17 J．如果电子只受电场力作用，则() A．电子在B点时动能为4.8×10－17 JB．由A到B电场力做功为100 eVC．电子在B点时动能为1.6×10－17 JD．A、B两点间电势差为100 V三、非选择题10．在电场中，把电量为2.0×10－8 C的正点电荷从A点移到B点，电场力做了2.0×10－6 J的功；再把这个电荷从B点移到C点，克服电场力做功6.0×10－6 J．求：(1)A、B两点间的电势差U AB；(2)A、C两点间的电势差U AC.11．如图K1－5－3所示，电场中某一电场线为一直线，线上有A 、B 、C 三个点，电荷q 1＝＋10－8 C 从B 点移到A 点时静电力做了10－7 J 的功；电荷q 2＝－10－8 C 在B 点的电势能比在C 点时大10－7 J.图K1－5－3(1)比较A 、B 、C 三点的电势高低，按由高到低的顺序排列； (2)求A 、C 两点间的电势差；(3)设B 点的电势为零，求电荷q 2在A 点的电势能．12．如图K1－5－4所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个带电量为－q 的油滴，从A 点以速度v 竖直向上射入电场．已知油滴质量为m ，重力加速度为g ，当油滴到达运动轨迹的最高点时，测得它的速度大小恰为v2，则：(1)电场强度E 为多大？(2)A 点与最高点的电势差为多少？图K1－5－46 电势差与电场强度的关系一、单项选择题1．关于场强和电势差的关系，下列说法正确的是( )A ．电场强度越大的地方，电势越高，任意两点间的电势差越大B ．沿着电场线方向，任何相同距离上降低的电势必定相等C ．电势降低的方向必定是电场强度的方向D ．沿着电场线方向，单位距离上降落的电势越大，则场强越大2．如图K1－6－1所示，圆O 所在的平面内有匀强电场存在，电场方向与圆面平行．一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A 点以相同的初动能向各个方向出发，在圆内运动，图中AB 是圆的一条直径，已知只有当该微粒从图中C 点处离开圆面时，动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为( )图K1－6－1A ．沿A →B 方向 B ．沿A →C 方向 C ．沿O →C 方向D ．沿B →C 方向3．如图K1－6－2所示，两块不带电的竖直平行金属板相距为d ，一个重为G 的带电小球在重力作用下在两极板间竖直下落，此时小球的运动轨迹是AB ，当两极板间加上电压U 时，小球所受合力方向变成沿BC 方向，则此小球所带的电荷量应是( )图K1－6－2A.G UB.G 2UC.Gd UD.2Gd U4．如图K1－6－3所示，a 、b 、c 、d 、e 五点在一直线上，b 、c 两点间的距离等于d 、e 两点间的距离．在a 点固定放置一个点电荷，带电荷量为＋Q ，已知在＋Q 的电场中b 、c 两点间的电势差为U ，将另一个点电荷＋q 从d 点移动到e 点的过程中，下列说法正确的是( )图K1－6－3A ．电场力做功qUB ．克服电场力做功qUC ．电场力做功大于qUD ．电场力做功小于qU 二、双项选择题5．下列单位中，是电场强度单位的是( ) A ．牛/库 B ．伏·米 C ．伏/米 D ．焦/库6．在静电场中，下列说法正确的是( )A ．场强处处为零的区域内，电势一定处处相等B ．场强处处相同的区域内，电势也一定处处相等C．电势降低的方向一定是场强方向D．同一电场中等势面分布越密的地方，场强一定越大7．下列关于匀强电场的说法中，正确的是()A．匀强电场中，场强处处相等，电势也处处相等B．匀强电场中，各点的场强都相等，各点的电势都不相等C．匀强电场中的等势面是一簇与电场线垂直的平面D．在匀强电场中画一条与电场线不垂直的直线，直线上任意两点间的电势差与两点间的距离成正比8．如图K1－6－4所示为一点电荷产生的电场中的三条电场线，已知电子在A点的电势能为－8 eV(无穷远处电势能为零)，则以下判断正确的是()图K1－6－4A．电场线方向一定由B点指向A点B．电子在A点所受电场力一定小于在B点所受的电场力C．A点的电势一定高于B点的电势D．A、B两点间的电势差一定小于8 V9．如图K1－6－5所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC，则下列关系中正确的有()图K1－6－5A．φA>φB>φCB．E C＞E B＞E AC．U AB>U BCD．U AB＝U BC三、非选择题10．如图K1－6－6所示，A、B、C是匀强电场中的等腰直角三角形的三个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V．试确定场强的方向，并画出电场线．图K1－6－611．如图K1－6－7所示，虚线方框内为一匀强电场区域，电场线与纸面平行，A、B、C为电场中的三个点，三点电势分别为φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V.(1)试在方框内作出该电场的示意图(即画出几条电场线)，要保留作图时所用的辅助线．(2)若将一个电子从A点移到B点，电场力做多少电子伏的功？图K1－6－712．如图K1－6－8所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两极板间的A点距P板4 cm.求：(1)P板及A点的电势．(2)保持两极板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？图K1－6－87静电现象的应用一、单项选择题1．关于静电平衡状态的导体，下列说法正确的是()A．处于静电平衡状态的导体内部有电荷，只是电荷静止不动B．处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零C．只要导体内部没有电荷定向移动，导体就达到了静电平衡状态D．原来不带电的导体放入电场后才会成为静电平衡状态的导体2．如图K1－7－1所示，金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球用导线相连，则验电器的金属箔片()。