教科版高中物理选修3-1高二物理.docx
(高二)物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案
（高二）物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案教科版选修3—1第一章 静电场1、(双选)如图所示，A 、B 是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A 带正电，B 不带电，则以下说法中正确的是 ( )A ．导体B 将带负电B ．导体B 左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等C ．若A 不动，将B 沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等D ．只要A 与B 不接触，B 的总电荷量总是为零2、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( )A ．kg·A 2·m 3B ．kg·A －2·m 3·s －4C ．kg·m 2·C －2D ．N·m 2·A －23、(双选)如图所示，金属板带电量为＋Q ，质量为m 的金属小球带电量为＋q ，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是( )A ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝kQ L 2B ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝mgtan αqC ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2D ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝mgtan αQ4、(多选)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功5、(双选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6、(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是()A．保持S接通，使两极板的面积错开一些(仍平行)，则两极板间的电场强度减小B．保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过C．断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压增大D．断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小*7、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知q1＝3q2，两球心相距10r，其相互作用力大小为F1，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力大小为F2，则()A．F2＝F1B．F2＝F1 3C．F2＞F13D．F2＜F13*8、(双选)如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像如图乙所示，则下列叙述正确的是()A．电场线方向由A指向BB．场强大小E A>E BC．Q在A的左侧且为负电荷D．Q可能为负电荷，也可能为正电荷*9、(双选)如图所示，在光滑的绝缘水平面上，把两个等量正电荷固定在正方形abcd的a、c两点，一质量为m带负电的光滑小球从b点由静止释放，下列说法正确的是()A．小球运动到d位置时速度不可能为零B．小球从b位置运动到d位置的过程中，加速度最大时速度一定最大C．小球从b位置运动到d位置的过程中，其电势能先减小后增大D．小球从b位置运动到d位置的过程中，电势能与动能之和始终保持不变*10、如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、－4 3 V，则下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强E＝40 3 V/mB．该匀强电场的场强E＝80 V/mC．d点的电势为－2 3 VD．d点的电势为－4 V*11、如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡．现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间()A．保持静止B．水平向左做直线运动C．向右下方运动D．不知α角的值，无法确定P的运动状态12、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)13、如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面．现将电荷量为10－8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10－6 J，将另一电荷量为10－8 C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功为3×10－6 J.(1)U AB、U AC、U BC各为多少？(2)画出电场线方向；(3)若AB边长为2 3 cm，求电场强度．（高二）物理教科版选修3—1第1章静电场含答案教科版选修3—1第一章静电场1、(双选)如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是()A．导体B将带负电B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零BD[由于静电感应，导体B左端带负电，右端带正电，导体总电荷量为零，故A错误，D正确．B的左端感应出负电荷，右端出现正电荷，电荷量的大小相等，故B正确．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与划分的位置无关，故C 错误．]2、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( )A ．kg·A 2·m 3B ．kg·A －2·m 3·s －4C ．kg·m 2·C －2D ．N·m 2·A －2B [由公式F ＝k q 1q 2r 2得，k ＝Fr 2q 1q 2，故k 的单位为N·m 2C 2，又由公式q ＝It 得1 C ＝1 A·s ，由F ＝ma 可知1 N ＝1 kg·m·s －2，故1N·m 2C 2＝1 kg·A －2·m 3·s －4，选项B正确．]3、(双选)如图所示，金属板带电量为＋Q ，质量为m 的金属小球带电量为＋q ，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是( )A ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝kQ L 2B ．＋Q 在小球处产生的场强为E 1＝mgtan αqC ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2D ．＋q 在O 点产生的场强为E 2＝mgtan αQBC [金属板不能看作点电荷，在小球处产生的场强不能用E ＝kQ r 2计算，故A错误；根据小球处于平衡得小球受电场力F ＝mgtan α，由E ＝F q 得：E 1＝mgtan αq ，B 正确；小球可看作点电荷，在O 点产生的场强E 2＝kq L 2，C 正确；根据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为F ＝mgtan α，但金属板不能看作试探电荷，故不能用E ＝F Q 求场强，D 错误．]4、(多选)如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功ABC[由图中带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹可知，粒子M受到引力作用所以带负电，粒子N受到斥力作用所以带正电，选项A正确；由于a点比b点更靠近带正电的点电荷，所以粒子M由a点运动到b点的过程中粒子要克服电场力做功，动能减小，选项B正确；d点和e点在同一个等势面上，所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能，选项C正确；粒子N带正电，从c点运动到d点的过程中电场力做正功，选项D错误．]5、(双选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等BD[由动能定理知qU＝ΔE k，因两粒子电荷量相同，故ΔE k相同，B项正确．由牛顿第二定律得a＝Uqmd，由v-t图像知位移相同，初速度大的用的时间短，A项错误；Δv＝aΔt，时间不相等，故速度增量不相等，C项错误；电场力做功都是qU，故电势能减少量相等，D项正确．]6、(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是()A．保持S接通，使两极板的面积错开一些(仍平行)，则两极板间的电场强度减小B．保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过C．断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压增大D．断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小BCD[先明确物理量C、Q、U、E中保持不变的量，再依据物理公式来讨论．保持开关S接通，电容器上电压U保持不变，正对面积S减小时，由E＝Ud可知U和d都不变，则场强E不变，A错误．减小距离d时，由C∝1d可知电容C增大，因为开关S接通U不变，由Q＝CU得电荷量Q将增大，故电容器充电，电路中有充电电流，B正确．断开开关S后，电容器的电荷量Q保持不变，当d增大时电容C减小，由C＝QU可得电压U将增大，C正确．插入电介质，εr增大，电容C增大，因为断开S后Q不变，由C＝QU知电压U将减小，D正确．]*7、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知q1＝3q2，两球心相距10r，其相互作用力大小为F1，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力大小为F2，则()A．F2＝F1B．F2＝F1 3C．F2＞F13D．F2＜F13D [根据题意，两球接触后分开，每个球的带电荷量应是q2.由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，当两球带异种电荷时，由于电荷间的吸引，电荷在金属球表面不再均匀分布，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定小于10r，如图甲所示．甲应用库仑定律，则F1＞k q1q210r2＝k3q22100r2.同理，当两球带同种电荷时，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定大于10r，如图乙所示．乙则F2<kq2210r2＝kq22100r2.因此F2必小于13F1，故应选D.]*8、(双选)如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度—时间图像如图乙所示，则下列叙述正确的是()A．电场线方向由A指向BB．场强大小E A>E BC．Q在A的左侧且为负电荷D．Q可能为负电荷，也可能为正电荷BC[由于A到B的过程中速度增加，根据动能定理可知，电场力对负电荷做正功，所以电场线的方向由B指向A，A错误；由图乙可知，电荷做加速度减小的加速运动，所以由A运动到B的过程中，由牛顿第二定律可知，电场力在减小，由F＝Eq知，E在减小，所以E A>E B，B正确；由以上分析知Q在A的左侧且为负电荷，C正确，D错误．]*9、(双选)如图所示，在光滑的绝缘水平面上，把两个等量正电荷固定在正方形abcd的a、c两点，一质量为m带负电的光滑小球从b点由静止释放，下列说法正确的是()A．小球运动到d位置时速度不可能为零B．小球从b位置运动到d位置的过程中，加速度最大时速度一定最大C．小球从b位置运动到d位置的过程中，其电势能先减小后增大D．小球从b位置运动到d位置的过程中，电势能与动能之和始终保持不变CD[由b到bd连线的中点O的过程中，电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，因此到达d点的速度等于b点的速度，故A错误．由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知：ac的连线与中垂线的交点处场强为0，电场线的方向指向两边，由于负电荷受到的电场力跟电场线的方向相反，所以负电荷受到的电场力始终指向ac的连线与中垂线的交点．但中垂线上场强的大小：从中点到两侧场强先增大再减小，所以小球所受的电场力从中点到两侧先增大再减小，加速度最大的点不在O点，速度最大的点在O 点，故B错误．由等量正电荷的电场分布可知，在两电荷连线的中垂线上O点的电势最高，沿电场线电势越来越低，所以从b到d，电势是先增大后减小，负电荷的电势能先减小后增大，故C正确．由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，电势能和动能之和不变，故D正确．故选C、D.]*10、如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、－4 3 V，则下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强E＝40 3 V/mB．该匀强电场的场强E＝80 V/mC．d点的电势为－2 3 VD．d点的电势为－4 VD[在匀强电场中，平行等长的线段两端的电势差相等，有U bc＝U ad，得φd＝－4 V，选项C错误，D正确；同理得O点电势为零，又U ao＝ERsin θ，得E＝40 V/m，选项A、B错误．]*11、如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡．现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间()A．保持静止B．水平向左做直线运动C．向右下方运动D．不知α角的值，无法确定P的运动状态B[设原来两板间距为d，电势差为U，则qE＝mg，当板转过α角时两板间距d′＝dcos α，E′＝Ud′＝Ecos α，此时电场力F′＝qE′＝qEcos α，其方向斜向上，其竖直分力F＝F′cosα＝qE＝mg，故竖直方向上合力为零，则P水平向左做匀加速直线运动．]12、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)解析：在球壳上与小圆孔相对的小圆面的电荷量q′≈πr24πR2Q＝r24R2Q.根据库仑定律，它对球心的点电荷＋q的作用力大小F＝kq′qR2＝kr24R2QqR2＝kqQr24R4，其方向由球心指向小圆孔中心．答案：kqQr24R4由球心指向小圆孔中心13、如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面．现将电荷量为10－8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10－6 J，将另一电荷量为10－8 C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功为3×10－6 J.(1)U AB、U AC、U BC各为多少？(2)画出电场线方向；(3)若AB边长为2 3 cm，求电场强度．解析：(1)正点电荷从A点移到B点时，电场力做正功，故A点电势高于B点，可求得U AB＝Wq＝3×10－610－8V＝300 V，负点电荷从A点移到C点，电场力做负功，A点电势高于C点，可求得U AC＝W′q′＝－3×10－6－1×10－8V＝300 V．因此B、C 两点电势相等，故U BC＝0.(2)由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线，因此BC为一条等势线，故电场线方向垂直于BC，设D为直线BC的中点，则场强方向为由A指向D，如图所示．(3)直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得E＝U ABd＝30023×10－2×cos 30°V/m＝1×104 V/m.答案：(1)300 V300 V0(2)见解析图(3)1×104 V/m。
2019年高中物理教科版选修3-1教学案：第一章 第3节 电场 电场强度和电场线 Word版含答案
第3节电场__电场强度和电场线1．电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝F q。
3．电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。
4．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线，是由英国物理学家法拉第首先提出的。
其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。
5．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。
一、电场1．电场的概念与基本性质2．电场力电场对电荷的作用力。
3．静电场静止电荷周围产生的电场。
二、电场强度1．检验电荷和场源电荷 (1)检验电荷(2)场源电荷如果电场是由某个带电体激发产生的，那么该带电体所带的电荷称为场源电荷或源电荷。
2．电场强度(1)定义：放入电场中某处的检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值。
(2)公式：E ＝Fq 。
(3)单位：牛每库，符号N/C 。
(4)方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
负电荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．真空中点电荷的场强 (1)大小：E ＝k Qr 2。
(2)方向①正点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线背离正电荷，如图1-3-1甲所示。
图1-3-1②负点电荷：某点P 的场强方向沿着二者连线指向负电荷，如图乙所示。
三、电场线 1．概念电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。
2．特点(1)曲线上切线方向表示该点的场强方向。
(2)起始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷(或无穷远)，电场线不闭合。
(3)任意两条电场线不相交。
(4)电场线的疏密表示场强的强弱。
(5)电场线是为了形象描述电场而假想的曲线，实际并不存在。
3．几种常见典型电场的电场线1．自主思考——判一判(1)在电场中的电荷，不论是静止的还是运动的，都受到电场力的作用。
教科版高中物理选修3-1全册课件
第 一 节 电 荷 电 荷 守 恒 定 律
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
一、摩擦起电 两种电荷 摩擦 使 __________ 物体带电 的方法称 1 ．摩擦起电：通过 ______ 为摩擦起电． 正电荷 和 2．两种电荷：自然界存在两种电荷： ________ 负电荷 ．同种电荷相互 ______ 排斥 ，异种电荷相互 ________ 吸引 ．用丝绸摩擦过的玻璃棒带______ ______ 正电 ，用毛皮 负电 摩擦过的橡胶棒带______. 电荷的多少 叫做电荷量，简称为 3 ．电荷量： _____________ 电量 ．在国际单位制中，电荷量的单位是______, ______ 库仑 C 表 示 ． 常 用 的 单 位 还 有 _________ 微库(μC) 和 用 字 母 ____ 纳库(nC) ，1 μC＝10－6 C,1 nC＝10－9 C. _________
二、摩擦起电的解释
两物体互相摩擦时，一个物体的原子中有一些 外层电子 挣脱 ________ 原子核 的束缚并转移到另一个 __________ 物体上，失去电子的物体显示出带 _____ 正电 ，而得 负电 ． 到电子的物体显示出带______
三、电荷守恒定律 消灭 ，它们只能 创造 ，也不能被 ______ 电荷既不能被 ______ 从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部 另一部分． 分转移到_________ 四、静电感应与感应起电 1．当一个带电导体靠近另一不带电导体时，导体中 自由电荷 发 生 移 动 ， 导 体 靠 近 带 电 体 一 端 带 的 _________ 异种电荷，远离的一端带 _________ 同种电荷 ，这种现象叫 _________ 静电感应． 静电感应 使导体带电的方法称为_________. 感应起电 2.利用_________
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高中物理学习材料唐玲收集整理四川省什邡中学高二（上）物理《电路实验复习》专题训练班级：姓名：（一）描绘小电珠的伏安特性曲线一、滑动变阻器的限流接法和分压接法1．两种接法比较方式内容限流式接法分压式接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件2．两种接法的选择(1) 选择不同接法的原则⎩⎪⎨⎪⎧安全性原则⎩⎪⎨⎪⎧不超量程在允许通过的最大电流以内电表、电源不接反方便性原则⎩⎪⎨⎪⎧ 便于调节便于读数经济性原则：损耗能量最小(2)两种接法的适用条件①限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)．③如果R 很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大．R 很大时，分压式接法中R 几乎不影响电压的分配，滑片移动时电压变化接近线性关系，便于调节． a ．若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法．b ．若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压电路．c ．若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法． 二、实验原理1．用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U ，I )值，在U －I 坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来． 2．电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，差明显较大；滑动变阻器采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化． 3、注意事项 1）．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法，因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与0～0.6 A 的电流表串联时，电流表的分压影响很大．(2)滑动变阻器应采用分压式接法，目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化. 2）．闭合开关S 前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．3）．I －U 图线在U 0＝1.0 V 左右将发生明显弯曲，故在U 0＝1.0 V 左右描点要密，以防出现较大误差．4）．电流表选择0.6 A 量程，电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定，即若使用“3.8 V,0.3 A ”的小电珠，选用电压表的15 V 量程；若使用“2.5 V,0.6 A ”的小电珠，则选用电压表的3 V 量程．5）．当小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值记录后马上断开开关． 6）．误差较大的点要舍去，I －U 图线应是平滑曲线而非折线．例1、图中器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I－U特性曲线的实验器材．(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整．(2)开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________．(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)(3)实验中测得有关数据如下表：U/V0.400.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根据表中的实验数据，在图中画出小灯泡的I－U特性曲线．(4)若已知小灯泡灯丝在27 °C时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______°C.(保留三位有效数字)例2、某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：A．电压表V(量程为0～5 V，内阻约5 kΩ)B．电流表A1(量程为0～25 mA，内阻约为0.2 Ω)C．电流表A2(量程为0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)D．滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流1.5 A)E．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，额定电流0.5 A)F．定值电阻R0(R0＝1 000 Ω) G．直流电源(电动势6 V，内阻忽略不计) H．电键一个、导线若干(1)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如下表)，请你在图中作出热敏电阻的伏安特性曲线.电压U(V)0.1.2.2.43.0 3.64.0电流I(mA)0.1.65.88.11.816.20.(2)由此曲线可知，该热敏电阻的阻值随电压的增大而________(选填“增大”或“减小”)．该同学选择的电流表是________(选填“B”或“C”)，选择的滑动变阻器是________(选填“D”或“E”)．(3)请在虚线框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为)例3．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，除标有“6 V 1.5 W”字样的小电珠、导线和开关外，还有下列器材：A．直流电源(6 V，内阻不计) B．直流电流表(量程为3 A，内阻0.1 Ω以下) C．直流电流表(量程为300 mA，内阻约为5 Ω)D．直流电压表(量程为10 V，内阻约为15 kΩ)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．(1)实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．(均用序号表示)(2)在虚线框内画出实验电路图．(3)试将如图所示的器材连成实物电路．（二）测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)一、螺旋测微器1．读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)二、伏安法测电阻1．电流表、电压表的应用电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A>R x测量值大于真实值R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V<R x测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2．伏安法测电阻的电路选择(1)、阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法．(2)、临界值计算法R x<R V R A时，用电流表外接法；R x>R V R A时，用电流表内接法．(3)、实验试探法：按接好电路，让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法 三、实验原理1、由R ＝ρl S 得ρ＝RS l，因此，只要测出金属丝的长度l ，横截面积S 和金属丝的电阻R ，即可求出金属丝的电阻率ρ.(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R (R ＝UI)．电路原理图如图所示． (2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l ，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S . (3)将测量的数据代入公式ρ＝RSl求金属丝的电阻率．2、注意事项1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法． 2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)，然后再把电压表并联在待测金属导线的两端． 3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测导线长度，测量时应将导线拉直反复测量三次，求其平均值． 4．测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值．5．闭合开关S 之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置． 6、用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I 不宜过大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大7．求R 的平均值时可用两种方法：第一种是用R ＝U /I 算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象(U －I 图线)来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑．例1、在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L ，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R ，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率． (1)从图中读出金属丝的直径为________mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A ．电压表0～3 V ，内阻10 k Ω B ．电压表0～15 V ，内阻50 k ΩC ．电流表0～0.6 A ，内阻0.05 ΩD ．电流表0～3 A ，内阻0.01 ΩE ．滑动变阻器0～10 ΩF ．滑动变阻器0～100 Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号)②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．错误1：_________________，错误2____________________.例2、某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A ．电池组(3 V ，内阻约1 Ω)B ．电流表A 1(0～3 A ，内阻0.012 5 Ω)C ．电流表A 2(0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω)D ．电压表V 1(0～3 V ，内阻4 k Ω)E ．电压表V 2(0～15 V ，内阻15 k ΩF ．滑动变阻器R 1(0～20 Ω，允许最大电流1 A)G ．滑动变阻器R 2(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)H ．开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用____________(填写字母代号)． (2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻R x 在组成测量电路时，应采用安培表________接法，将设计的电路图画在下面虚线框内． (3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d 的读数如图，则读为____ mm.(4)若用L 表示金属丝的长度，d 表示直径，测得电阻为R ，请 写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝______.（三）测定电源的电动势和内阻一、实验原理1．实验依据：闭合电路的欧姆定律 2．实验电路：如图所示3．E 和r 的求解：由U ＝E －Ir得⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1r U 2＝E －I 2r ，解得⎩⎪⎨⎪⎧E ＝I 1U 2－I 2U1I 1－I2r ＝U 2－U1I 1－I24．作图法数据处理，如图所示．(1)图线与纵轴交点为E . (2)图线与横轴交点为I 短＝Er. (3)图线的斜率表示r ＝ΔUΔI.特别提醒：图线斜率的绝对值为电源内阻r 的大小；当I ＝0时，U ＝E ，即图线与纵轴的交点坐标值；当U ＝0时，I 为短路时的电流，即图线与横轴的交点坐标值．但要注意，有时纵轴起点不是零，这时图线与横轴的交点不是短路电流，图线斜率的绝对值仍是内阻值，与纵轴的交点坐标值仍为电源的电动势值． 二、注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。
(高二)物理教科版选修3—1第3章 磁场含答案
（高二）物理教科版选修3—1第3章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、为了解释地球的磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()2、(双选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(双选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是()A．小球受到的洛伦兹力B．小球的加速度C．悬线的拉力D．小球的动能5、空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为()A．3m v03qR B．m v0qR C．3m v0qR D.3m v0qR*6、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()A BC D*7、长10 cm的通电直导线，通过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() 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*8、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为v b时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b，当速度大小为v c时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c，不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶2，t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1，t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝1∶2*9、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小*10、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是() A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面*11、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32B12、如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c 相连，物体c的质量M＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？13、如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B ＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．（高二）物理教科版选修3—1第3章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、为了解释地球的磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()B[地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，除地磁场的两极外地表上空的磁场都具有向北的分量，由安培定则可知，环形电流内部磁场方向向南，可知B正确，A、C、D错误．故选B.]2、(双选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零AB[若摩擦力方向沿斜面向下，受力分析图如图甲所示，因导体棒静止，有F＝f＋mgsin αF＝ILB由以上两式可知f＝ILB－mgsin α可见当增大电流的过程中，摩擦力f一直增大，A正确；若摩擦力方向沿斜面向上，受力分析图如图乙所示，有F＋f＝mgsin αF＝ILB可得f＝mgsin α－ILB，可见当I增大时，f先减小，后反向增大，B正确．]甲乙3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 T C．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 TC [将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(双选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是()A．小球受到的洛伦兹力B．小球的加速度C．悬线的拉力D．小球的动能BD[小球在摆动过程中受重力、绳子拉力和洛伦兹力作用，其中绳子拉力、洛伦兹力对小球都不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，故在最低点前后两次动能相同，由于速度方向不同，故洛伦兹力的方向不同，又a＝v2R，速度大小相同，故a相同，由向心力公式知两次绳子拉力不同，故B、D正确．]5、空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为()A．3m v03qR B．m v0qR C．3m v0qR D.3m v0qRA[粒子进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示，根据几何关系可知，粒子做圆周运动的半径r＝3R，由q v B＝m v2 r可得，B＝3m v03qR，选项A正确．]*6、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()A BC DC[由左手定则判断可知C项正确．]*7、长10 cm的通电直导线，通过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() 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B[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，此时受磁场力为0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，故B正确．]*8、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为v b时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b，当速度大小为v c时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c，不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶2，t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1，t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝1∶2A[带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图所示，由几何关系得，r c＝2r b，θb＝120°，θc＝60°，由q v B＝m v2r得，v＝qBrm，则v b∶v c＝r b∶r c＝1∶2，又由T＝2πmqB，t＝θ2πT和θb＝2θc得t b∶t c＝2∶1，故选项A正确，B、C、D错误．]*9、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小A[设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v＝v0cos θ.粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r＝m vqB.而MN之间的距离为d＝2rcos θ.联立解得d＝2m v0qB，故选项A正确．]*10、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是() A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面BCD[当电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误；据左手定则，判定安培力方向总垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面，故B、C、D均正确．]*11、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32BB[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝k2l ；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：B a＝B c＝kl＝2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝2B a＋B＝3B.]12、如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c 相连，物体c的质量M＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？解析：导体棒的最大静摩擦力大小为f m＝0.5mg＝0.1 N，物体c的重力为G＝Mg＝0.3 N，则f m<G，要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.若BIL>Mg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向右，设此时电流为I1，则由平衡条件有BI1L－Mg≤f m，解得，I1≤2 A若BIL<Mg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向左，设此时电流为I2，则由平衡条件有Mg－BI2L≤f m，解得，I2≥1 A即ab棒中电流为1 A≤I≤2 A.答案：电流为1 A≤I≤2 A，电流的方向为由a到b13、如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B ＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒的受力如图所示．则有F＝mgsin 30°F＝0.1 N.(2)根据安培力公式F＝BIL得I＝FBL＝0.5 A.(3)设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)解得R＝EI－r＝23 Ω.答案：(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 Ω11 / 11。
高二物理选修3-1(教科版)
202X
高二物理选修3-1(教科版)
演讲人 202X-06-08
目录
01. 第一章 静电场 02. 第二章 直流电路 03. 第三章 磁场
01 第一章 静电场
第一章 静电 场
1 电荷 电荷守恒定 律
6 电容器 和电容
01 06
05
5 匀强电场中电势差 与电场强度的关系 示波管原理
2 库仑定律
02 03
0 6 6 焦耳定律 电路中的能量转化
第二章 直流电路
7 学生实验：练习使用多用电表 8 逻辑电路和控制电路
03 第三章 磁场
第三章 磁场
1 磁现象 磁场 2 磁场对通电导线的作用——安 培力 3 磁感应强度 磁通量 4 磁场对运动电荷的作用——洛 伦兹力 5 洛伦兹力的应用
202X
感谢聆听
04
3 电场 电 场强度和 电场线
4 电势能 电势与电 势差
ห้องสมุดไป่ตู้
第一章 静电场
7 静电的应用及危害
02 第二章 直流电路
第二章 直流 电路
0 1 1 欧姆定律 0 2 2 电阻定律 0 3 3 电阻的串联、并联及其应用 0 4 4 电源的电动势和内阻 闭合电路 欧
姆定律
0 5 5 学生实验：测量电源的电动势和内 阻
(高二)物理教科版选修3—1第2章 直流电路含答案
（高二）物理教科版选修3—1第2章直流电路含答案教科版选修3—1第二章直流电路1、如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1、I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于()A．I1U1B．U1I1C．U1I2D．U1I1－I22、白炽灯的灯丝是由钨制成的，下列说法中正确的是()A．由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体，故两种情况下电阻相同B．白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻C．白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻D．条件不足，不能确定3、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，已测得它的内阻为495.0 Ω，图中电阻箱读数为5.0 Ω，现将M、N接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知()A．M、N两端的电压为1 mVB．M、N两端的电压为100 mVC．流过M、N的电流为2 μAD．流过M、N的电流为20 mA4、如图所示，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S0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5、一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是()A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍6、如图所示为三个基本逻辑电路的符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”．以下判断正确的是()甲乙丙A．甲为“非”逻辑电路符号，输出为“1”B．乙为“或”逻辑电路符号，输出为“1”C．乙为“与”逻辑电路符号，输出为“0”D．丙为“与”逻辑电路符号，输出为“1”*7、在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则各点电势U随x变化的图线应为()*8、一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 μA，内阻为R g；如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA，则()A．给它串联一个电阻，阻值为nR gB．给它串联一个电阻，阻值为(n－1)R gC．给它并联一个电阻，阻值为R g nD．给它并联一个电阻，阻值为R g n－1*9、(双选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为0～3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R ＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是()A．该电子秤能测量的最大体重是1 400 NB．该电子秤能测量的最大体重是1 300 NC．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处D．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处*10、(双选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时()A．L1的电压为L2电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1*11、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逻辑电路()输入输出A B Y0 0 10 1 01 0 01 1 0A B C D12、材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5Ω·m；在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长为1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．13、如图所示的电路中，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，R3＝1.5 Ω，C＝20 μF.当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S时，电源的输出功率；(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？（高二）物理教科版选修3—1第2章直流电路含答案教科版选修3—1第二章直流电路1、如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1、I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于()A．I1U1B．U1I1C．U1I2D．U1I1－I2B[本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电阻，意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解．由电阻的定义式R＝UI可知，B正确，其他选项错误．要特别注意R≠ΔUΔI，故选B.]2、白炽灯的灯丝是由钨制成的，下列说法中正确的是()A．由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体，故两种情况下电阻相同B．白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻C．白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻D．条件不足，不能确定B[白炽灯的灯丝为金属，所以电阻率随温度的升高而增大，正常工作时温度高于不工作时的温度，所以工作时的电阻大于不工作时的电阻，B对．]3、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，已测得它的内阻为495.0 Ω，图中电阻箱读数为5.0 Ω，现将M、N接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知()A．M、N两端的电压为1 mVB．M、N两端的电压为100 mVC．流过M、N的电流为2 μAD．流过M、N的电流为20 mAD[M、N两端电压：U＝I g R g＝200×10－6×495.0 V＝0.099 V＝99 mV，故A、B错误；流过M、N的电流：I＝I g＋UR＝(200×10－6＋0.0995) A＝0.02 A＝20 mA，故C错误，D正确．]4、如图所示，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S0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B [当S 断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压U ＝E －Ir 增加，即的读数变大；由于定值电阻R 1两端的电压减小，故R 3两端的电压增加，通过R 3的电流增加，即的读数变大，选项B 正确．]5、一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍C [由于电饭煲是纯电阻元件，所以R 1＝U I 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W 其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J洗衣机为非纯电阻元件，所以R 2≠U I 2，P 2＝UI 2＝110 W 其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，C 正确．]6、如图所示为三个基本逻辑电路的符号，A 输入端全为“1”，B 输入端全为“0”．以下判断正确的是()甲乙丙A．甲为“非”逻辑电路符号，输出为“1”B．乙为“或”逻辑电路符号，输出为“1”C．乙为“与”逻辑电路符号，输出为“0”D．丙为“与”逻辑电路符号，输出为“1”B[根据逻辑电路的符号特点可知，甲为“非”逻辑电路符号，A输入端为1时，输出为“0”，A错误；乙为“或”逻辑电路符号，A输入端为“1”，B输入端为“0”时，输出为“1”，B正确，C错误；丙为“与”逻辑电路符号，A输入端为“1”，B输入端为“0”时，输出为“0”，D错误．]*7、在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则各点电势U随x变化的图线应为()A[由U＝IR x＝ER·xL·R＝EL x，其中E、L均为定值，故U与x成正比，A项正确．]*8、一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 μA，内阻为R g；如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA，则()A．给它串联一个电阻，阻值为nR gB．给它串联一个电阻，阻值为(n－1)R gC．给它并联一个电阻，阻值为R g nD．给它并联一个电阻，阻值为R g n－1D[把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻，由并联电路特点，I g R g＝(I－I g)·R，所以R＝I gI－I gR g，每一小格变为n μA，量程变为nI g，则R＝1n－1R g.]*9、(双选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为0～3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R ＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是()A．该电子秤能测量的最大体重是1 400 NB．该电子秤能测量的最大体重是1 300 NC．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处D．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处AC[由E＝I(r＋R)可得R最小值为R＝2 Ω.由R＝30－0.02F可得F最大值为1 400 N，选项A正确，B错误；该电子秤示数为零时F＝0，R＝30 Ω，对应电流I＝Er＋R＝0.375 A，选项C正确，D错误．]*10、(双选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时()A．L1的电压为L2电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1BD[由题意知，开关闭合后，L1的电流是L2的两倍，根据伏安特性曲线知，L1的电压不等于L2的两倍，所以A错误；由伏安特性曲线知，当电流为0.25 A时，电压为3.0 V，故L1消耗的电功率P1＝U1I1＝0.75 W，所以B正确；由题意知，L2的电流为0.125 A，根据伏安特性曲线知电压约为0.3 V，再根据R＝UI＝0.30.125Ω＝2.4 Ω，知C错误；L2消耗的电功率为P2＝U2I2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W，故P1∶P2＝20∶1>4∶1，D正确．]*11、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逻辑电路()输入输出A B Y0 0 10 1 01 0 01 1 0A B C DC[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，一定对应一个复合逻辑电路，从真值表分析可得应为“或非”复合逻辑电路，选项C正确．]12、材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5Ω·m；在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长为1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．解析：设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L 2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)，ρ2＝ρ20(1＋α2t)式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0 ℃时的电阻率．设碳棒的电阻为R 1，铜棒的电阻为R 2，有R 1＝ρ1L 1S ，R 2＝ρ2L 2S式中S 为碳棒与铜棒的横截面积．碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R ＝R 1＋R 2，L 0＝L 1＋L 2 式中L 0＝1.0 m联立以上各式解得R ＝ρ10L 1S ＋ρ20L 2S ＋ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2St 要使R 不随t 变化，上式中t 的系数必须为零，即ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2＝0又L 0＝L 1＋L 2解得L 1＝ρ20α2ρ20α2－ρ10α1L 0代入数据得L 1＝3.8×10－3 m.答案：3.8×10－3 m13、如图所示的电路中，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，R 3＝1.5 Ω，C ＝20 μF.当开关S 断开时，电源所释放的总功率为2 W ；当开关S 闭合时，电源所释放的总功率为4 W ，求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S 时，电源的输出功率；(3)S 断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？解析：(1)S 断开时外电路R 2、R 3串联：E ＝I 1(R 2＋R 3)＋I 1r① P 1＝EI 1② S 闭合时：外电路R 1、R 2并联后与R 3串联 R 外′＝R 3＋R 1R 2R 1＋R 2代入数据R 外′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1.5＋3×63＋6Ω＝3.5 Ω③ 对闭合电路E ＝I 2R 外′＋I 2r④ P 2＝EI 2⑤ 由①②③④⑤可得⎩⎨⎧ E ＝4 Vr ＝0.5 ΩI 1＝0.5 AI 2＝1 A(2)闭合S 时，电源的输出功率P ＝I 22R 外′＝I 2×3.5 W ＝3.5 W(3)S 断开时Q 1＝CU R2＝20×10－6×0.5×6 C ＝6×10－5C S 闭合时电容器两端的电势差为零，则Q 2＝0 答案：(1)4 V 0.5 Ω (2)3.5 W (3)6×10－5C 0。
高中物理《电容器的电容》教案 教科版选修3-1
电容器和电容
教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。
高二物理教科版选修3-1学案：第一章-学案-Word版含解析分析
学案1 电荷 电荷守恒定律[学习目标定位] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律.4.掌握电荷量的概念及其单位；掌握元电荷的概念．一、摩擦起电 两种电荷1．电荷：(1)自然界只存在两种电荷，分别是正电荷和负电荷．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷．(2)电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷的多少．其国际单位是库仑，用字母C 表示．常用的电荷量单位还有微库(μC )和纳库(nC).1 μC ＝10－6 C,1 nC ＝10－9 C.3．元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e 表示．所有带电体的电荷量或者等于e ，或者是e 的整数倍．二、摩擦起电的解释材料不同的两个物体互相摩擦之后会带电，是因为两个物体互相摩擦时，一个物体失去电子，另一个物体得到电子．失去电子的物体内部正电荷量的总和将大于负电荷量的总和，因而显示出带正电．同样的道理，得到电子的物体就显示出负电，而且两者的电荷量必然等值异号． 三、电荷守恒定律电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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． 四、静电感应与感应起电把电荷靠近不带电的导体，可以使导体带电的现象叫静电感应．我们称这种起电为感应起电.一、摩擦起电 两种电荷 [问题设计]在干燥的实验室里，用丝绸摩擦玻璃棒，发现玻璃棒能够吸引轻小的物体，这说明了什么？ 答案 说明玻璃棒带上了电荷．[要点提炼]1．摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电．2．电荷转移的实质是电子的转移，起电的过程是物体中正、负电荷的分离和电子的转移的过程，电荷的中和是正、负电荷结合的过程，此过程电荷并没有消失． 二、元电荷[问题设计] 物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19C 吗？答案 物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.6×10－19C 的整数倍．由于4×10－19C 是1.6×10－19C 的2.5倍，所以带电荷量不能是4×10－19C.[要点提炼]1．所有带电体的带电荷量或者等于e ，或者是e 的整数倍．2．质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷． 三、电荷守恒定律 [问题设计]前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失．那么，在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？ 答案 在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变． [要点提炼]1．电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量保持不变”．2．导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q 1和Q 2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电量都为Q ＝Q 1＋Q 22(式中电量Q 1和Q 2均包含它们的正负号)． [延伸思考]“电荷的中和”，是电荷消失了吗？“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？答案 不是．“电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体，其带电量等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过程中电荷仍然守恒． 四、探究感应起电 接触起电 [问题设计]如图1所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的．(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？(4)再把带正电物体C和A接触，金属箔片又有什么变化？答案(1)C移近导体A，两侧金属箔片都张开；(2)金属箔片仍张开，但张角变小；图1(3)A、B接触，金属箔片都闭合；(4)两侧金属箔片都张开．[要点提炼]1．感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷．2．接触起电：带电体与原来不带电的物体接触时，电荷从带电体转移到不带电的物体上．3．感应起电和接触起电的实质都是自由电子的转移．一、对三种带电方式的理解例1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相互摩擦后，同时带上等量异号电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而造成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电解析摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．答案BD例2如图2所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C时() 图2A．A端金箔张开，B端金箔闭合B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D．选项A中两对金箔分别带异号电荷，选项C中两对金箔带同号电荷解析根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电荷，在B端出现了正电荷，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布．金箔上带电相斥而张开．选项A错误．用手触摸枕形导体后，B端不再是最远端，人是导体，人脚下的地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合．选项B正确．用手触摸枕形导体后，只有A端带负电，将手和C都移走，不再有静电感应，A端所带负电便会分布在整个枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔张开．选项C正确．从以上分析看出，选项D正确．答案BCD 二、对电荷守恒定律的理解例3原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 C B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 C D．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C解析由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终带负电荷1.6×10－15 C －8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．答案AD三、对元电荷的理解例4下列关于元电荷的说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷C．元电荷没有正负之分D．元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的解析元电荷是指电子或质子所带电荷量的大小，但元电荷不是带电粒子，也没有电性之说，A项错误，C项正确；元电荷是最小的带电单位，所有带电体的带电荷量一定等于元电荷的整数倍，B 项错误；元电荷的电荷量e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的，D项正确．答案CD1．(对三种起电方式的理解)当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，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是( ) A ．正电荷B ．负电荷C ．接触起电D ．感应起电 答案 AC2．(对元电荷的理解)保持知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患．某同学有一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是9.________×10－18C ，拿去问老师．如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个( ) A ．9.2×10－18C B ．9.4×10－18C C ．9.6×10－18C D ．9.8×10－18C 答案 C3．(对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属小球A 、B ，分别带有电荷量为Q A ＝6.4×10－9C 、Q B ＝－3.2 ×10－9 C ，让两个带电金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？答案 电子由球B 转移到球A 3.0×1010个解析 在接触过程中，由于B 球带负电，其上多余的电子转移到A 球，中和A 球上的一部分正电荷直至B 球为中性不带电，同时，由于A 球上有净正电荷，B 球上的电子会继续转移到A 球，直至两球带上等量的正电荷．在接触过程中，电子由球B 转移到球A .接触后两小球各自的带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q B ′＝3.2×10－9 C ＋1.6×10－9 C ＝4.8×10－9 C转移的电子数为n ＝ΔQ e ＝4.8×10－9C1.6×10－19 C＝3.0×1010个题组一 对三种起电方式的理解1．下列关于电现象的叙述中正确的是( )A ．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B ．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总同时带等量的异号电荷C ．摩擦起电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子的物体就一定显正电性D ．摩擦起电的过程，是通过摩擦创造等量异号电荷的过程 答案 BC解析 物体间通过摩擦做功，使电子获得能量摆脱原子核的束缚而发生转移，哪个物体会失去电子决定于其原子核对电子束缚能力的大小．因此，对同一物体与不同的物体摩擦，该物体可能带正电，也可能带负电，故A 错误；但两物体摩擦时，一个物体得到多少电子，另一物体必定失去多少电子，故B 正确；呈电中性的物体得到电子必定带负电，反之带正电，故C 正确；摩擦起电并不是创造了电荷，而是电荷的转移，故D 错误．2.如图1所示，将带正电的球C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( ) 图1 A ．枕形导体中的正电荷向B 端移动，负电荷不移动 B ．枕形导体中电子向A 端移动，正电荷不移动C ．枕形导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D ．枕形导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动答案 B 解析 导体中自由电子可以自由移动，带正电荷的是原子核，不能移动．3．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，产生这种现象的原因是( )A ．人身体上产生电流B ．接触起电C ．摩擦起电D ．感应起电 答案 C题组二 对电荷守恒定律的理解4．导体A 带5q 的正电荷，另一完全相同的导体B 带－q 的负电荷，将两导体接触一会后再分开，则导体B 的带电荷量是( )A ．－qB ．qC ．2qD ．4q 答案 C 5．M 和N 都是不带电的物体，它们互相摩擦后M 带正电荷1.6×10－10C ，下列判断中正确的是( )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N 转移到了MC ．N 在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10C D ．M 在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子答案C6.如图2所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C 是后来靠近的带正电的导体球．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 ，则下列结论正确的有( ) A ．沿虚线d 切开，A 带负电，B 带正电，且Q A >Q BB ．只有沿虚线b 切开，才有A 带正电，B 带负电，且Q A ＝Q B 图2C ．沿虚线a 切开，A 带正电，B 带负电，且Q A ＜Q BD ．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 答案 D 解析 静电感应使得A 带正电，B 带负电．导体原来不带电，只是在带正电的导体球C 静电感应的作用下，导体中的自由电子向B 部分转移，使B 部分带了多余的电子而带负电，A 部分少了电子而带正电．根据电荷守恒定律，A 部分移走的电子数目和B 部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，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左、右两部分所带电荷量的值Q A 、Q B 是不同的，故只有D 正确．7．有三个相同的金属小球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，现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球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为q A ＝________ C ，q B ＝________ C ，q C ＝________ C. 答案 5×10－6 7.5×10－6 7.5×10－6题组三 对元电荷的理解 8．下列说法中正确的是( )A ．元电荷是电子所带的电荷量B ．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C ．物体所带电荷量可以是任意值D ．元电荷的值通常取e ＝1.60×10－19C 答案 BD解析 所有带电体的电荷量或者等于e ，或者是e 的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量．由以上分析可知正确选项为B 、D.9．带电微粒所带的电荷量不可能．．．是下列值中的( ) A ．2.4×10－19C B ．－6.4×10－19C C ．－1.6×10－18C D ．4.0×10－17C 答案 A 解析 任何带电体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为e ＝1.60×10－19C ，选项A 中电荷量为32e ，B 中电荷量为－4e ，C 中电荷量为－10e ，D 中电荷量为250e .B 、C 、D 选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A 是不可能的．题组四 验电器及电荷间的相互作用10．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列四个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()答案 B 解析 由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带等量异号电荷，A 、C 两项错误．验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D 项错误． 11.绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜，在a 的近旁有一绝缘柱支持的金属球b ，开始时a 、b 不带电，如图3所示，现使b 球带电，则( ) A ．a 、b 之间不发生相互作用 B ．b 将吸引a ，吸在一起不分开C ．b 立即把a 排斥开D ．b 先吸引a ，接触后又把a 排斥开 图3 答案 D解析 b 球带电就能吸引轻质小球a ，接触后电荷量重新分配，那么a 、b 球带同种电荷，然后相互排斥．题中“近旁”表示能吸引并能接触．D 对． 12．挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图4甲、乙所示，则( ) 图4 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 ．乙图中两球只有一个带电 答案 BC解析 题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以可以判断出题图甲的现象可能是两个带异种电荷的小球，也可能是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互排斥而出现题图乙中的现象，则必须都带电且是同种电荷．学案2 库仑定律[学习目标定位] 1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及其适用条件，会用库仑定律进行有关的计算．一、探究影响点电荷间相互作用的因素1．点电荷：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点，这样的电荷称为点电荷．点电荷就是一个理想化的物理模型． 2．实验探究(1)探究电荷间作用力的大小跟距离的关系：保持电荷的电荷量不变，距离增大时，作用力减小；距离减小时，作用力增大．(2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系：保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时，作用力增大；电荷量减小时，作用力减小．(3)实验表明，电荷之间的相互作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小． 二、库仑定律1．内容：电荷之间存在的相互作用力称为静电力或库仑力，真空中两个静止的点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线．2．表达式：F ＝k Q 1Q 2r2，其中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量.一、探究影响点电荷之间相互作用的因素库仑定律 [问题设计]1 O 是一个带正电的物体．把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1中P 1、P 2、P 3等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，图中受力由大到小的三个位置的排序为P 1、P 2、P 3.2．使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，小球所受作用力的大小如何变化？ 图1答案 增大小球所带的电荷量，小球受到的作用力增大；减小小球所带的电荷量，小球受到的作用力减小．3．以上说明，哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因素对作用力的大小有什么影响？答案 电荷量和电荷间的距离．电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着电荷间距离的增大而减小． [要点提炼]1．库仑定律的表达式：F ＝k Q 1Q 2r 2.式中的k 为静电力常量，数值为k ＝9.0×109_N·m 2/C 2.2．库仑定律的适用条件：真空中、点电荷． [延伸思考]1．有人说：“点电荷是指带电荷量很小的带电体”，对吗？为什么？答案 不对．点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的带电体，是一种理想化的物理模型．当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷．一个物体能否被看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状而定．2．还有人根据F ＝k Q 1Q 2r2推出当r →0时，F →∞，正确吗？答案 从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的．因为当r →0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用． 二、静电力的叠加 [问题设计]已知空间中存在三个点电荷A 、B 、C ，A 对C 的库仑力是否因B 的存在而受到影响？A 、B 是否对C 都有力的作用？如何求A 、B 对C 的作用力？答案 A 对C 的库仑力不受B 的影响，A 、B 对C 都有力的作用，A 、B 对C 的作用力等于A 、B 单独对C 的作用力的矢量和． [要点提炼]1．如果存在两个以上点电荷，那么每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力．两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变．因此，两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和．2．任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．所以，如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向．一、对点电荷的理解 例1 下列关于点电荷的说法中，正确的是()A ．只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C ．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D ．一切带电体都可以看成是点电荷解析 本题考查点电荷这一理想模型．能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状．能否把一个带电体看做点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定．若它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷．故选C. 答案 C 二、对库仑定律的理解例2 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r2，则两球间库仑力的大小为( )A.112FB.34FC.43FD ．12F解析 两带电金属小球接触后，它们的电荷量先中和后均分，由库仑定律得：F ＝k 3Q 2r 2，F ′＝kQ2(r2)2＝k 4Q 2r 2.联立得F ′＝43F ，C 选项正确． 答案 C针对训练 有三个完全相同的金属小球A 、B 、C ，A 所带电荷量为＋7Q ，B 所带电荷量为－Q ，C 不带电．将A 、B 固定起来，然后让C 反复与A 、B 接触，最后移去C ，A 、B 间的相互作用力变为原来的( ) A.17倍 B.27倍 C.47倍 D.57倍 答案 C 解析 C 与A 、B 反复接触，最后A 、B 、C 三者所带电荷量均分， 即q A ′＝q B ′＝q C ′＝7Q ＋(－Q )3＝2Q .A 、B 间的作用力F ′＝k 2Q ·2Q r 2＝4kQ 2r 2，原来A 、B 间的作用力F ＝k 7Q ·Q r 2＝7kQ 2r 2，所以F ′F ＝47，即F ′＝47F .三、多个点电荷间静电力的叠加 例3 如图2所示，分别在A 、B 两点放置点电荷Q 1＝＋2×10－14C 和Q 2＝－2×10－14C ．在AB的垂直平分线上有一点C ，且AB ＝AC ＝BC ＝6×1 0－2 m ．如果有一高能电子静止放在C 点处，则它所受的库仑力的大小和方向如何？ 图2 解析 电子带负电荷，在C 点同时受A 、B 两点电荷的作用力F A 、F B ，如图所示． 由库仑定律得 F A ＝k Q 1e r2＝9.0×109×2×10－14×1.6×10－19(6×10－2)2N＝8.0×10－21NF B ＝k Q 2e r2＝8.0×10－21 N由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C 点的高能电子受到的库仑力F ＝F A ＝F B ＝8.0×10－21N ，方向平行于AB 连线由B 指向A .答案 8.0×10－21N 方向平行于AB 连线由B 指向A例4 如图3所示，两个点电荷，电荷量分别为q 1＝4×10－9 C 和q 2＝－9×10－9 C ，分别固定于相距20 cm 的a 、b 两点，有一个点电荷q 放在a 、b 所在直线上且静止不动，该点电荷所处的位置是( ) 图3A ．在a 点左侧40 cm 处B ．在a 点右侧8 cm 处C ．在b 点右侧20 cm 处D ．无法确定 解析 此电荷电性不确定，根据平衡条件，它应在q 1点电荷的左侧，设距q 1距离为x ，由k q 1qx 2＝－k q 2q (x ＋20)2，将数据代入，解得x ＝40 cm ，故A 项正确． 答案A1．(对点电荷的理解)对点电荷的理解，你认为正确的是( )A ．点电荷可以是带电荷量很大的带电体B ．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20CC ．只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看做点电荷D ．当两个带电体的形状、大小和电荷分布情况对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看做点电荷 答案 AD解析 能否把一个带电体看做点电荷，不是取决于带电体的大小、形状等，而是取决于研究问题的实际需要，看带电体的形状、大小和电荷分布情况对电荷之间的作用力的影响是否可以忽略． 2．(对库仑定律的理解)相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F ，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为( ) A.F 2 B ．4F C ．2F D.F 4答案 A 解析 F ＝k Q 1Q 2r 2，F ′＝k 2Q 1Q 2(2r )2＝12k Q 1Q 2r 2＝F 2，选A.3. (静电力的叠加)如图4所示，等边三角形ABC ，边长为L ，在顶点A 、B 处有等量同种点电荷Q A 、Q B ，Q A ＝Q B ＝＋Q ，求在顶点C 处的电荷量为Q C 的正点电荷所受的静电力． 图4 答案3k QQ CL2，方向与AB 连线垂直向上 解析 正点电荷Q C 在C 点的受力情况如图所示，Q A 、Q B 对Q C 的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变，仍然遵守库仑定律．Q A 对Q C 作用力：F A ＝k Q A Q C L 2，同种电荷相斥，Q B 对Q C 作用力：F B ＝k Q B Q CL 2，同种电荷相斥，因为Q A ＝Q B ＝＋Q ，所以F A ＝F B ，Q C 受力的大小：F ＝3F A ＝3k QQ CL2，方向为与AB 连线垂直向上．4．(静电力的叠加)如图5所示，在一条直线上的三点分别放置Q A ＝＋3×10－9C 、Q B ＝－4×10－9C 、Q C ＝＋3×10－9C 的A 、B 、C 点电荷，试求作用在点电荷A 上的静电力的大小． 答案 9.9×10－4 N 图5解析 点电荷A 同时受到B 和C 的静电力作用，因此作用在A 上的力应为两静电力的合力．可先根据库仑定律分别求出B 、C 对A 的静电力，再求合力． A 受到B 、C 电荷的静电力如图所示，根据库仑定律有F BA ＝kQ B Q A r 2BA ＝9×109×4×10－9×3×10－90.012N ＝1.08×10－3 N F CA ＝kQ C Q A r 2CA ＝9×109×3×10－9×3×10－90.032N ＝9×10－5 N 规定沿这条直线由A 指向C 为正方向，则点电荷A 受到的合力大小为 F A ＝F BA －F CA ＝(1.08×10－3－9×10－5) N ＝9.9×10－4N.题组一 对点电荷的理解1．关于点电荷，以下说法正确的是( )A ．足够小的电荷就是点电荷B ．一个电子不论在何种情况下均可视为点电荷C ．在实际中点电荷并不存在D ．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计 答案 CD解析 点电荷是一种理想化的物理模型，一个带电体能否看成点电荷不是看其大小，而是应具体问题具体分析，看它的形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响能否忽略不计．因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的，故A 、B 错，C 、D 对． 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球心的点电荷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答案 D 解析 一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此D 正确，A 、B 错误．元电荷是电荷量，点电荷是带电体的抽象，两者的内涵不同，所以C 错．题组二 对库仑定律的理解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。
教科版高中物理选修3-1高二物理.docx
高中物理学习材料桑水制作四川省什邡中学高二物理《电磁学》综合训练题（一）命题人：王树斌 班级： 姓名： 一、 选择题：（每小题4分，共48分）1.两个完全相同的小球，带有同种电荷，带电量Q 1=5Q2.当它们相距d(d>>球半径)时,相互作用力为F,现将两球接触后分开,再让它们相距2d,则这时两球间的相互作用力为 ( )A.209FB.920F C.43F D.109F 2.平行板电容器两极板分别与电池的两极相连,在两极板间的距离由d 逐渐增大到d ˊ的过程中,电容器的电容将 ( )A.变大B.不变C.变小D.可能变大,也可能变小3.两电阻并联时的功率之比为2:3,则将它们串联使用时的功率之比为 （ ）A.2:3B.4:9C.3:2D.9:44.照明电路两条输电线间的电压为U,每条输电线的电阻为r,电灯的总电阻为R.则输电线上消耗的功率为( )A.r U 2B.r U 22C.222R rU D.22)2(2r R rU5.把两根同种材料制成的电阻丝甲、乙分别连在两个电路中,已知甲、乙长度之比和直径之比都为1:2,要使两电阻丝消耗的功率相同,则加在甲、乙电阻丝两端的电压之比为 ( )A.1:1B.2:1C.2:2D.2:17.如图所示,,当开关S 合上时,三个电表读数的变化情况是 ( )A.V 变大,A 1变大,A 2变小B.V 变小,A 1变大,A 2变小C.V 变小,A 1变小,A 2变大D.V 变大,A 1变小,A 2变大8.轻质线圈悬挂在一条形磁铁的N 极附近,条形磁铁的轴线穿过线圈中心并与线圈在同一平面内,如图所示.当线圈中通以顺时针方向的电流时,线圈将( )A.转动,同时远离磁铁B.转动,同时靠近磁铁C.向左摆动D.向右摆动11.一矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的交流电动势e=102sin4πt 伏.下列说法中正确的是 ( )A.此交流电的频率是4π赫B.当t=0时线圈平面与中性面垂直C.此交流电的周期是0.5秒D.当t=0.5秒时e有最大值12.把电热丝接到110伏的直流电源上,每秒产生的热量为Q.现把它接到某交流电源上,每秒产生的热量为2Q.此交流电源电压的最大值为 ( )A.110伏B.1102伏C.220伏D.2202伏三、计算题:(每小题7分,共28分) 图725.在方向竖直向上、电场强度为E的匀强电场中,把一质量为m、电量为－q的小球,以初速度v0竖直上抛,求小球能上升的最大高度.(如图8所示)26.如图9所示,在匀强电场中有a,b,c三点,这三点连线是一个直角三角形,ab边和电场线平行,长为3cm,a 点离A板1cm,电源电压为2V,B板接地.问:⑴ab,bc,ac间电势差各为多少?⑵一个电子在a点具有的电势能为多少?⑶使一个电子从a点沿斜边移到c点时,电场力做功多少?图927.如图10所示电路中,U=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池的内阻可忽略.求:⑴闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.⑵将开关断开,这以后流过R1的总电量.图1028.如图11所示.两平行光滑导轨相距为20㎝,金属棒MN的质量为10g,电阻R=80Ω,匀强磁场磁感应强度B 方向竖直向下,大小为0.8T,电源电动势为10V,内阻r=1Ω,当开关S闭合时,MN处于平衡.求变阻器R1的取值为多少?(设θ=45°)。
2020--2021学年高二上学期物理教科版选修3-1第一章 静电场
2020—2021物理教科版选修3—1第一章静电场解析版教科版选修3—1第一章静电场1、（双选）如图所示，长为L＝0.5 m、倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为＋q，质量为m的小球(可视为质点)，以初速度v0＝2 m/s恰能沿斜面匀速上滑，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法中正确的是()A．小球在B点的电势能大于在A点的电势能B．水平匀强电场的电场强度为3mg 4qC．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为3 m/s2D．若电场强度减半，小球运动到B点时速度为初速度v0的一半2、下列关于元电荷的说法正确的是()A．元电荷实质上是指质子和电子本身B．一个带电体的电荷量为元电荷的303.5倍C．元电荷是最小的电荷量D．元电荷有正负之分3、如图所示，固定一带负电小球a的绝缘支架放在电子秤上，此时电子秤示数为F，现将带等量负电的另一小球b移至距离小球a正上方L处时，电子秤示数为F1，若只将小球b的电性改为正电荷，电子秤示数为F2，则()A．F1＝F2B．F1＋F2＝FC．若小球b带负电，L增大，则F1也增大D．若小球b带正电，L减小，则F2也减小4、在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝Fq，那么下列说法中正确的是()A．若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E 2C．若在该点放一个电荷量为－2q的检验电荷，则该点的电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来相反D．若在该点放一个电荷量为－q2的检验电荷，则该点的电场强度的大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向5、一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移到b点．在这过程中除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差U ab为()A．1×104 V B．－1×104 VC．4×104 V D．－7×104 V6、图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是选项中的()A B C D7、(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是()A．保持S接通，使两极板的面积错开一些(仍平行)，则两极板间的电场强度减小B．保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过C．断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压增大D．断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小8、(双选)如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，下列说法正确的是()A．此时A带正电，B带负电B．此时A带负电，B带正电C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合9、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.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°.则q1与q2的比值为()A．2B．3C．36D．3 310、电场中有一点P，下列说法正确的是()A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大D．P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向11、如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，在A点由静止释放一个正的点电荷，点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从A点运动到B点，点电荷的速度随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是()A．该电场可能是匀强电场B．A点的电势高于B点的电势C．从A点到B点，点电荷的电势能逐渐增大D．点电荷在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力12、平行金属板A、B分别带等量异种电荷，A板带正电荷，B板带负电荷，a、b两个带正电的粒子以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中，并分别打在B 板上的a′、b′两点，如图所示．若不计重力，则()A．a粒子的带电荷量一定大于b粒子的带电荷量B．a粒子的质量一定小于b粒子的质量C．a粒子的带电荷量与质量之比一定大于b粒子的带电荷量与质量之比D．a粒子的带电荷量与质量之比一定小于b粒子的带电荷量与质量之比13、有一个带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，问：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？14、如图所示为一个水平方向的匀强电场，场强为9×103 V/m，在电场内某竖直面上作一个半径为10 cm的圆，在圆周上取如图所示的A、B、C三点，另在圆心O处放置电荷量为10－8 C 的正点电荷，求：(1)A、B两点间的电势差；(2)C点电场强度的大小和方向．2020—2021物理教科版选修3—1第一章静电场含答案教科版选修3—1第一章静电场1、（双选）如图所示，长为L＝0.5 m、倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为＋q，质量为m的小球(可视为质点)，以初速度v0＝2 m/s恰能沿斜面匀速上滑，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法中正确的是()A．小球在B点的电势能大于在A点的电势能B．水平匀强电场的电场强度为3mg 4qC．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为3 m/s2D．若电场强度减半，小球运动到B点时速度为初速度v0的一半BD[在小球由A到B的过程中，重力做负功，电场力做正功，小球电势能减少，A错；由动能定理知qELcos θ－mgLsin θ＝0，所以水平匀强电场的电场强度为3mg4q，B对；电场强度加倍后，则有q·2Ecos θ－mgsin θ＝ma，所以a＝0.6g＝6 m/s2，C错；电场强度减半后，则有mgsin θ－q E2cos θ＝ma1，a1＝0.3g＝3 m/s2，由v20－v2＝2a1L代入数值得v＝1 m/s，D对．]2、下列关于元电荷的说法正确的是() A．元电荷实质上是指质子和电子本身B．一个带电体的电荷量为元电荷的303.5倍C．元电荷是最小的电荷量D．元电荷有正负之分C[元电荷是电荷量值，没有正、负电性的区别，宏观上所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故C正确．]3、如图所示，固定一带负电小球a的绝缘支架放在电子秤上，此时电子秤示数为F，现将带等量负电的另一小球b移至距离小球a正上方L处时，电子秤示数为F1，若只将小球b的电性改为正电荷，电子秤示数为F2，则()A．F1＝F2B．F1＋F2＝FC．若小球b带负电，L增大，则F1也增大D．若小球b带正电，L减小，则F2也减小D[将带负电的另一小球b移至距离小球a正上方L时，b对a有向下的库仑力，设为F′，则示数为F1＝F＋F′，若只将小球b的电性改为正电荷，b对a有向上的库仑力，则示数为F2＝F－F′，所以F1＞F2，F1＋F2＝2F，故A、B错误；若小球b带负电，L增大，根据库仑定律可知，F′减小，则F1减小，故C错误；若小球b带正电，L减小，根据库仑定律可知，F′增大，则F2＝F－F′减小，故D正确．故选D.]4、在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝Fq，那么下列说法中正确的是()A．若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E 2C．若在该点放一个电荷量为－2q的检验电荷，则该点的电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来相反D．若在该点放一个电荷量为－q2的检验电荷，则该点的电场强度的大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向D[电场对处于其中的电荷有力的作用是电场的基本性质．为了反映电场具有这一力的性质，引入了电场强度E这一物理量．E是电场本身的一种特性．检验电荷的引入仅仅是用来检验这一特性，因此与检验电荷存在与否无关．它是由产生电场的电荷以及在电场中各点的位置决定的，与该点有无检验电荷、检验电荷电荷量的多少、电性的正负无关，故D正确．]5、一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移到b点．在这过程中除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差U ab为()A．1×104 V B．－1×104 VC．4×104 V D．－7×104 VA[根据动能定理得W ab＋6.0×10－5 J＝8.0×10－5 J，则W ab＝8.0×10－5 J－6.0×10－5 J＝2.0×10－5 J．由U AB＝W ABq得U ab＝2.0×10－52.0×10－9V＝1×104 V，选项A正确．]6、图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是选项中的()A B C DB[在0～2t1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像为B.]7、(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是()A．保持S接通，使两极板的面积错开一些(仍平行)，则两极板间的电场强度减小B．保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过C．断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压增大D．断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小BCD[先明确物理量C、Q、U、E中保持不变的量，再依据物理公式来讨论．保持开关S接通，电容器上电压U保持不变，正对面积S减小时，由E＝Ud可知U和d都不变，则场强E不变，A错误．减小距离d时，由C∝1d可知电容C增大，因为开关S接通U不变，由Q＝CU得电荷量Q将增大，故电容器充电，电路中有充电电流，B正确．断开开关S后，电容器的电荷量Q保持不变，当d增大时电容C减小，由C＝QU可得电压U将增大，C正确．插入电介质，εr增大，电容C增大，因为断开S后Q不变，由C＝QU知电压U将减小，D正确．]8、(双选)如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，下列说法正确的是()A．此时A带正电，B带负电B．此时A带负电，B带正电C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合BC[把一带正电荷的物体C置于A附近，由于静电感应靠近C的一端A带负电，远离C的一端B带正电，A错误，B正确；移去C，由于A、B接触，先前感应出的等量正、负电荷发生中和，A和B上不带电，所以贴在A、B下部的金属箔都闭合，C正确；先把A和B分开，然后移去C，A带负电，B带正电，则贴在A、B下部的金属箔都张开，D错误．故选B、C.] 9、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.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°.则q1与q2的比值为()A ．2B ．3C ．36D ．3 3C [小球A 受力平衡，根据解三角形可得A 球所受的库仑力F ＝mgtan θ，当角度为30°时有：k Qq 1(lsin 30°)2＝mgtan 30°，当角度为45°时有：k Qq 2(lsin 45°)2＝mgtan 45°，联立解得q 1q 2＝36，故C 正确，A 、B 、D 错误．]10、电场中有一点P ，下列说法正确的是( )A ．若放在P 点电荷的电荷量减半，则P 点的场强减半B ．若P 点没有检验电荷，则P 点场强为零C ．P 点场强越大，则同一电荷在P 点所受电场力越大D ．P 点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向C [为了检验电场中某点的电场强度，可以把一个检验电荷放入该点，其受到的电场力F 与自身的电荷量q 的比值F q 可反映该点场强的大小，但该点的场强大小与电荷量的大小、有无检验电荷无关，选项A 、B 错误，选项C 正确．电场的方向为正检验电荷在该点的受力方向，选项D 错误．]11、如图甲所示，A 、B 是一条电场线上的两点，在A 点由静止释放一个正的点电荷，点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从A 点运动到B 点，点电荷的速度随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是( )A ．该电场可能是匀强电场B ．A 点的电势高于B 点的电势C ．从A 点到B 点，点电荷的电势能逐渐增大D．点电荷在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力B[由题图乙可知，点电荷做初速度为零的变加速直线运动，加速度逐渐增大，说明该点电荷所受的电场力逐渐增大，即该点电荷在A点所受的电场力小于在B点所受的电场力，则电场强度是逐渐增大的，故该电场一定是非匀强电场，选项A、D错误；由于点电荷由静止开始运动，仅受电场力作用从A运动到B，且点电荷带正电，所以电场线方向由A指向B，又因沿电场线方向电势逐渐降低，则φA＞φB，选项B正确；由题图乙可知，点电荷的动能增加，根据能量守恒可知，其电势能必定减少，则选项C错误．]12、平行金属板A、B分别带等量异种电荷，A板带正电荷，B板带负电荷，a、b两个带正电的粒子以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中，并分别打在B 板上的a′、b′两点，如图所示．若不计重力，则()A．a粒子的带电荷量一定大于b粒子的带电荷量B．a粒子的质量一定小于b粒子的质量C．a粒子的带电荷量与质量之比一定大于b粒子的带电荷量与质量之比D．a粒子的带电荷量与质量之比一定小于b粒子的带电荷量与质量之比C[y＝12·Eqm⎝⎛⎭⎪⎫xv02，y相同，v0相同，x a＜x b，则q am a＞q bm b，故C项正确．]13、有一个带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4 J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4 J的功，问：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？解析：(1)解法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负．|U AB|＝|W AB||q|＝6×10－43×10－6V＝200 V因负电荷从A移到B克服静电力做功，必是从高电势点移到低电势点，即φA＞φB，U AB＝200 V|U BC|＝|W BC||q|＝9×10－43×10－6V＝300 V因负电荷从B 移到C 静电力做正功，必是从低电势点移到高电势点，即φB ＜φC ，U BC ＝－300 VU CA ＝U CB ＋U BA ＝－U BC ＋(－U AB )＝300 V －200 V ＝100 V .解法二：直接代数值求．电荷由A 移向B 克服静电力做功即静电力做负功，W AB ＝－6×10－4 JU AB ＝W AB q ＝－6×10－4－3×10－6V ＝200 V U BC ＝W BC q ＝9×10－4－3×10－6V ＝－300 V U CA ＝U CB ＋U BA ＝－U BC ＋(－U AB )＝300 V －200 V ＝100 V .(2)若φB ＝0，由U AB ＝φA －φB ，得φA ＝U AB ＝200 V .由U BC ＝φB －φC得φC ＝φB －U BC ＝0－(－300) V ＝300 V .电荷在A 点的电势能E pA ＝qφA ＝－3×10－6×200 J ＝－6×10－4 J.电荷在C 点的电势能E pC ＝qφC ＝－3×10－6×300 J ＝－9×10－4 J.答案：(1)200 V －300 V 100 V(2) 200 V 300 V －6×10－4 J －9×10－4 J14、如图所示为一个水平方向的匀强电场，场强为9×103 V/m ，在电场内某竖直面上作一个半径为10 cm 的圆，在圆周上取如图所示的A 、B 、C 三点，另在圆心O 处放置电荷量为10－8 C 的正点电荷，求：(1)A 、B 两点间的电势差；(2)C 点电场强度的大小和方向．解析：(1)对点电荷产生的电场来说，A 和B 处于它的一个等势面上，不存在电势差，故U AB只与匀强电场有关．从图中易知，A 、B 两点在匀强电场方向上的距离为d ＝r ＋r 2＝0.15 m ，因为对匀强电场有U ＝Ed ，所以A 、B 两点间的电势差U AB ＝Ed ＝1 350 V .(2)设正点电荷在C 处产生的电场强度为E 1，则E 1＝kQ r 2＝9×103 N/C ，方向沿OC 向外．C 处另有匀强电场，场强E 2＝9×103 N/C ，方向水平向右，与E 1垂直，根据矢量合成的平行四边形定则，C 处合电场的场强为E ＝E 21＋E 22≈1.27×104 N/C ，方向与水平方向成45°角斜向右上． 答案：(1)1 350 V (2)1.27×104 N/C 方向与水平方向成45°角斜向右上。
(完整word版)高二物理选修3-1知识点总结(word文档良心出品)
精心整理高二物理选修3-1知识点总结知识要点：1．电荷电荷守恒定律点电荷⑴自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷e =⨯-161019.C。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍（Q=ne ）⑵使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种：①摩擦起电②接触带电③感应起电。
⑶电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。
2．库仑定律（1）公式F K Q Qr=122（真空中静止的两个点电荷）在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式为F K Q Qr=122，其中比例常数K 叫静电力常量，K =⨯90109.N m C22·。
（F:点电荷间的作用力(N)，Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引）（2）库仑定律的适用条件是(1)真空，(2)点电荷。
点电荷是物理中的理想模型。
当带电体间的距离远远大于带电体的线度时，可以使用库仑定律，否则不能使用。
3．静电场电场线为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的弱度。
电场线的特点：(1)始于正电荷（或无穷远），终止负电荷（或无穷远）；(2)任意两条电场线都不相交。
电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，并不是带电粒子在电场中的运动轨迹。
带电粒子的运动轨迹是由带电粒子受到的合外力情况和初速度共同决定。
4．电场强度点电荷的电场⑴电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。
2021-2022高二物理教科版选修3-1 配套学案：第二章 第2讲 电阻定律 Word版含答案
第2讲 电阻定律[目标定位] 1.通过对打算导体电阻因素的探究过程体会把握变量法.2.把握电阻定律，能用电阻定律进行有关计算.3.理解电阻率的概念、意义及打算因素.4.了解导体、绝缘体和半导体．一、探究打算导体电阻的因素1．可能有关的因素：导体的长度、横截面积和导体的材料．2．导体横截面积的测量：将金属丝紧密地并排绕制成一个线圈，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，便得出金属丝的直径，然后算出横截面积．金属丝的直径也可用螺旋测微器直接测量． 3．导体长度的测量：把金属丝拉直，用刻度尺量出它的长度．4．导体电阻的测量：测出导体两端的电压U 和通过的电流，依据R ＝UI 算出金属丝的电阻．二、电阻定律1．内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻与构成它的材料有关． 2．公式：R ＝ρlS .三、电阻率1．电阻率是由导体的材料打算的，它是一个反映材料导电性能的物理量．2．连接电路用的导线一般用纯金属制成，电炉丝通常用合金丝制成是由于纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大．3．金属的电阻率随温度的上升而增大，电阻温度计就是利用这一规律制成的． 想一想 小灯泡的电阻随温度上升怎样变化呢？答案 小灯泡的灯丝是由钨丝制成的，由于金属的电阻率随温度的上升而增大，所以小灯泡的电阻随温度上升而增大．四、导体、绝缘体和半导体导体的电阻率很小，绝缘体的电阻率一般都很大，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，半导体的电阻率随温度、光照等变化而发生灵敏变化，人们利用这种特性制成了光敏电阻、热敏电阻等.一、电阻定律适用条件：温度肯定，粗细均匀的导体或浓度均匀的电解质溶液．1．电阻定律反映了导体的电阻由导体自身打算，只与导体的材料、长度和横截面积有关，与其他因素无关．2．表达式中的l 是沿电流方向导体的长度、横截面积是垂直于电流方向的横截面．例1 如图1所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab ＝2bc ，当将A 与B 接入电路或将C 与D 接入电路中时电阻之比R AB ∶R CD 为( )图1A ．1∶4B ．1∶2C ．2∶1D ．4∶1 答案 D解析 设沿AB 方向横截面积为S 1，沿CD 方向横截面积为S 2，则有S 1S 2＝l ad l ab ＝12.依据电阻定律有R ABR CD ＝ρ·l ab S 1ρ·l bc S 2＝l ab l bc ·S 2S 1＝21×21＝41，D 选项正确． 二、电阻率1．物理意义：电阻率是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的外形、大小无关． 2．大小：ρ＝RSl ，电阻率在数值上等于长度为1 m 、横截面积为1 m 2的导体的电阻；单位：欧·米(Ω·m)．3．电阻率与温度的关系(1)金属的电阻率随温度的上升而增大．可用于制作电阻温度计；(2)半导体的电阻率随温度的上升而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻； (3)有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻． 例2 关于电阻率的说法中正确的是( ) A ．电阻率ρ与导体的长度l 和横截面积S 有关B ．电阻率反映材料导电力量的强弱，由导体的材料打算，且与温度有关C ．电阻率大的导体，电阻肯定很大D ．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计 答案 B解析 电阻率反映材料导电力量的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l 和横截面积S 无关，故A 错，B 对；由R ＝ρlS 知ρ大，R 不肯定大，故C 错；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故D 错．三、应用实例——滑动变阻器1．原理：利用转变连入电路的电阻丝的长度转变电阻．2．在电路中的使用方法图2结构简图如图2甲所示，要使滑动变阻器起限流作用(如图乙)，正确的连接是接A与D或C，B与C或D，即“一上一下”；要使滑动变阻器起分压作用(如图丙)，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C或D、B与C或D与负载相连，即“一上两下”，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压．例3滑动变阻器的原理如图3所示，则下列说法中正确的是()图3A．若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大B．若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必需连入三个接线柱D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必需连入三个接线柱答案AD解析若将a、c两端连在电路中，aP部分将连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确；若将a、d两端连在电路中，也是将aP部分连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误；A、B两个选项中均为限流式接法，可见在限流式接法中，a、b两个接线柱中任意选一个，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，C错误；在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两个接线柱必需接入电路，c、d两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D正确．对电阻率的理解1．温度能影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图4所示的图像中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则()图4A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化答案CD解析金属导体随着温度上升，电阻率变大，从而导致电阻增大，对于半导体材料，电阻随着温度上升而减小，因此由图可知，图1表示金属导体的电阻随温度的变化，图2表示半导体材料的电阻随温度的变化．故C、D正确，A、B错误．对电阻定律和欧姆定律的理解2．关于导体电阻，下列说法中正确的是()A．由R＝ρlS知，导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比，与横截面积S成反比B．由R＝UI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．电阻率往往随温度的变化而变化答案AD解析导体的电阻率由材料本身的性质打算，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积和构成它的材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A对，B、C错；电阻率反映材料导电性能的强弱，电阻率常随温度的变化而变化，D对．3．一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流为I，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为()A.U2B．U C．2U D．4U答案D。
高中物理 第一章 静电场 第2节 库仑定律教学案 教科版选修3-1-教科版高二选修3-1物理教学案
第2节库_仑_定_律1．点电荷是理想模型，当带电体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时，带电体可被看成点电荷。
2．库仑定律表达式为F＝k Q1Q 2r2，此式仅适用于真空中的点电荷。
3．静电力常量k＝9.0×109N·m2/ C2。
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素1．点电荷(1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状、大小及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。
(2)点电荷是一种理想化的物理模型。
(3)带电体看成点电荷的条件如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷。
2．实验探究实验原理如图所示，F＝mg tan_θ，θ变大，F变大；θ变小，F变小实验方法(控制变量法)保持电荷量不变，探究电荷间作用力与距离的关系保持两带电小球间的距离不变，探究电荷间作用力与电荷量的关系实验操作改变悬点位置，从而改变小球间距r，观察夹角θ变化情况改变小球带电荷量q，观察夹角θ变化情况实验现象r变大，θ变小r变小，θ变大q变大，θ变大q变小，θ变小实验结论电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间距离的增大而减小二、库仑定律 1．内容真空中两个静止点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。
2．公式：F ＝kQ 1Q 2r 2。
3．静电力常量：k ＝9.0×109_N·m 2/C 2。
4．适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用。
1．自主思考——判一判(1)点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型。
(√) (2)任何体积很小的带电体都可以看成点电荷。
(×) (3)电荷间的相互作用力大小与电荷的正负无关。
2020-2021学年高二物理教科版选修3-1课后作业：第一章 习题课(1、2节) Word版含解析
第一章 静电场 习题课基础练1．下列说法中正确的是( ) A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C. 依据F= 0时得出F →0时得出F →∞ D ．静电力常量的数值是由试验得出的 答案 D解析 由点电荷的概念知，A 、B 均错.当两电荷间距离r →0时，两电荷已不能看作点电荷，库仑定律不再适用，C 错。
而静电力常量是由试验测出的，故D 项正确。
2．半径为R 的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷Q 时它们之间的静电力为F 1，两球带等量异种电荷Q 与－Q 时静电力为F 2，则( )A ．F 1>F 2B ．F 1<F 2C ．F 1＝F 2D ．不能确定 答案 B解析 由于两个金属球较大，相距较近，电荷间的相互作用力使电荷分布不均匀，故不能简洁地把两球看成点电荷．带同种电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带异种电荷时，在距离较近处分布得多一些，可见带同种电荷时两球电荷中心间距离大于带异种电荷时电荷中心间距离，所以有F 1<F 2故B 项正确．3．半径相同的金属球A 、B 带有相等电荷量q ，相距确定距离时，两球间的库仑力为F ，今让第三个与A 、B 相同的不带电的金属球C 先后与A 、B 接触，然后再移开，此时A 、B 间的相互作用力大小可能是( )A ．F/8B ．F/4C ．3F/8D ．3F/4 答案 AC解析 A 、B 间的相互作用力为F ，可能是斥力，也可能是引力．若A 、B 间为斥力，则A 、B 带等量同种电荷，经C 操作后，q A ＝q/2，q B ＝3q/4，此时相互作用力F 1＝kq A q B /r 2＝3F/8，C 正确，若A 、B 间为引力，则A 、B 带等量异种电荷，设A 带＋q ，B 带－q ，经操作后q A ′＝q/2，q B ′＝－q4，则A 、B 间的相互作用力为F/8，故A 选项也正确．4．如图1所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( )图1A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4 答案 B解析 据“同电相斥，异电相吸”规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量，故F ac 与F bc 的合力只能为F 2，选项B 正确．5．两个半径为R 的相同的金属球，分别带q 和－3q 的电荷量．当球心相距r ＝3R 放置时，两球相互作用力为F.若将两球接触后放回原来的位置，则两球之间的相互作用力( )A ．等于FB ．等于13FC ．大于13FD ．小于13F答案 D解析 当两球接触后电荷先中和再平分，即两球的带电荷量均为－q.原来两球心相距r ＝3R ，由于电荷之间是引力，当将两球的电荷看成点电荷时，其点电荷间的距离r 1<r ＝3R ，由库仑定律可得F ＝k q·3q r 21>k 3q 2(3R )2＝kq 23R 2两球接触后，再放回原处，当将两球的电荷看成点电荷时，由于电荷间是斥力，则两点电荷间的距离r 2>r＝3R ，由库仑定律可得F ′＝kq 2r 22<kq 2(3R )2＝kq 29R 2.F ′<13F.故选项D 正确． 6．如图2所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一条直线上，q 2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q 1∶q 2∶q 3为( )图2A ．(－9)∶4∶(－36)B ．9∶4∶36C ．(－3)∶2∶(－6)D ．3∶2∶6 答案 A解析 每个点电荷所受静电力的合力为零，由口诀“三点共线，两大夹小，两同夹异”，可排解B 、D 选项．考虑q 2的平衡：由r 12∶r 23＝1∶2，据库仑定律得q 3＝4q 1；考虑q 1的平衡：r 12∶r 13＝1∶3，同理得q 3＝9q 2，即q 2＝19q 3＝49q 1，故q 1∶q 2∶q 3＝1∶49∶4＝9∶4∶36.考虑电性后应为(－9)∶4∶(－36)或9∶(－4)∶36.只有A 正确．提升练 7．下图中A 球系在绝缘细线的下端，B 球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出．A 球可保持静止的是( )答案 AD8．如图3所示，竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的小球A ，在Q 的正上方P 点用绝缘线悬挂一个小球B ，A 、B 两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角．由于漏电，A 、B 两小球的电荷量渐渐减小，悬线与竖直方向夹角θ渐渐削减，则在漏完电之前，拉力的大小将( )图3A ．保持不变B ．先变小后变大C ．渐渐变小D ．渐渐变大 答案 A。
教科版高中物理选修3-1高二(上)期物理.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）四川省什邡中学高二（上）期物理专题：带电粒子在复合场中的运动编辑整理：王树斌班级：姓名：一、复合场及其特点这里所说的复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场．带电粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要．二、带电粒子在复合场电运动的基本分析1．当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做匀速直线运动或静止．2．当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动．3．当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动．4．当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理．三、电场力和洛仑兹力的比较1．在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛仑兹力的作用．2．电场力的大小F＝Eq，与电荷的运动的速度无关；而洛仑兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关．3．电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛仑兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直．4．电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小5．电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛仑兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能．6．匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛仑兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧．四、对于重力的考虑重力考虑与否分三种情况．（1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力．（2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单．（3)对未知名的带电粒子其重力是否忽略又没有明确时，可采用假设法判断，假设重力计或者不计，结合题给条件得出的结论若与题意相符则假设正确，否则假设错误．五、复合场中的特殊物理模型1．粒子速度选择器如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度v 0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛仑兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，则有qv 0B ＝qE,v 0=E/B ，若v= v 0=E/B ，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关若v ＜E/B ，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加． 若v ＞E/B ，洛仑兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少． 2．磁流体发电机如图所示，由燃烧室O 燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速．喷入偏转磁场B 中．在洛仑兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场．两板间形成一定的电势差．当qvB=qU/d 时电势差稳定U ＝dvB ，这就相当于一个可以对外供电的电源． 3．电磁流量计．电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛仑兹力作用下纵向偏转，a,b 间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛仑兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定．由Bqv=Eq=Uq/d ，可得v=U/Bd ．流量Q=Sv=πUd/4B 4．质谱仪 如图所示组成：离子源O ，加速场U ，速度选择器（E,B ），偏转场B 2，胶片．原理：加速场中qU=½mv 2选择器中：v=E/B 1偏转场中：d ＝2r ，qvB 2＝mv 2/r比荷：122q Em B B d=质量：122B B dqm E=作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素． 5．回旋加速器 如图所示.组成：两个D 形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a 粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速．高能粒子是研究微观物理的重要手段．要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期． 注意：关于回旋加速器的几个问题：(1)回旋加速器中的D 形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动.(2)回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等：12qBf T mπ==(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式2222122K q B R E mv m==来计算，在粒子电量，、质量m 和磁感应强度B 一定的情况下，回旋加速器的半径R 越大，粒子的能量就越大．专题二：带电粒子在复合场中的运动(1)1．如图所示，在x轴上方有匀强电场，场强为E；在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图，在x轴上有一点M，离O点距离为L．现有一带电量为十q的粒子，使其从静止开始释放后能经过M点．如果把此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系？（重力忽略不计）2．如图所示，在宽l的范围内有方向如图的匀强电场，场强为E，一带电粒子以速度v垂直于电场方向、也垂直于场区边界射入电场，不计重力，射出场区时，粒子速度方向偏转了θ角，去掉电场，改换成方向垂直纸面向外的匀强磁场，此粒子若原样射入磁场，它从场区的另一侧射出时，也偏转了θ角，求此磁场的磁感强度B．3．初速为零的离子经过电势差为U的电场加速后，从离子枪T中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN和PQ之间．离子所经空间存在一磁感强度为B的匀强磁场，如图所示．（不考虑重力作用），离子荷质比q/m（q、m分别是离子的电量与质量）在什么范围内，离子才能打在金属板上？4．如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a 、b 、c 和d ，外筒的半径为r 0．在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B ．在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场．一质量为m 、带电量为＋q 的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a 的s 点出发，初速为零．如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S ，则两电极之间的电压U 应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）．5、电视机显像管中电子束的偏转是用磁偏转技术实现的，电子束经电压为U 的加速电场加速后，进入一圆形磁场区，如图所示，磁场方向垂直圆面，磁场区的中心为O ，半径为r ，当不加磁场时，电子束将通过O 点而打到屏幕中心M 点，为了使电子束射到屏幕边缘P ，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B 为多大？6、如图所示，一足够长的矩形区域abcd 内有磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中点O 处，以垂直磁场且跟ad 边成30º角的速度方向射入一带电粒子．已知粒子质量为m ，带电量为q ，ad 边长为l ，不计粒子重力．（1）若粒子从ab 边上射出，则入射速度v 0的范围是多少？ （2）粒子在磁场中运动的最长时间为多少？ab c dSo Ca b v θ B 30º O a c bv 0d专题二：带电粒子在复合场中的运动(2)1．如图所示，从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E（方向竖直向上）和匀强磁场B（方向垂直于纸面向外）中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场?A．增大电场强度E，减小磁感强度BB．减小加速电压U ，增大电场强度EC．适当地加大加速电压UD．适当地减小电场强度E2．汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内加速后，穿过A'中心的小孔沿中心轴010的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P/，间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心0点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到0'点，（O'与0点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计）．此时，在P和P/间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到0点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．(1)求打在荧光屏0点的电子速度的大小．(2）推导出电子的比荷的表达式．3．如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向下为正方向建立x轴．板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．求：(1)当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0；(2)两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上；(3)电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系．4、如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为d，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场。
2020-2021学年高二物理教科版选修3-1课后作业：第三章 第5节 Word版含解析
第5节 洛伦兹力的应用1. 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，射出磁场时速度仍为v 0，如图1所示，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了θ角，由几何关系知：tan θ2＝__________＝____________.利用磁场把握粒子的运动方向时磁场只转变粒子的运动____________，不转变粒子的速度________．图12．质谱仪的原理和应用 (1)原理图：如图2所示．图2(2)加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：________＝12m v 2 ①(3)偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力供应向心力：________＝m v 2r② (4)由①②两式可以求出粒子的________、________、________等，其中由r ＝1B 2mU q 可知电荷量相同时，半径将随________变化． (5)质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析________． 3．回旋加速器的原理及应用 (1)构造图：如图3所示． 回旋加速器的核心部件是两个____________．图3 (2)原理回旋加速器有两个铜质的D 形盒D 1、D 2，其间留有一________，加以________电压，离子源处在中心O 四周，匀强磁场________D 形盒表面．粒子在两盒空间的匀强磁场中，做______________，在两盒间的空隙中，被__________加速．假如交变电场的周期与粒子______________________相同，粒子在空隙中总被__________，半径r 渐渐增大，达到预定速率后，用静电偏转极将高能粒子引出D 形盒用于科学争辩．(3)用途加速器是使____________获得高能量的装置，是科学家探究________的有力工具，而且在工、农、医药等行业得到广泛应用．【概念规律练】学问点一 利用磁场把握带电粒子的运动1．长直螺线管中通有电流，沿螺线管中心轴线射入一电子，若螺线管中电流增大，方向不变，电子在螺旋管中心轴线上运动状况是( )A ．做匀速直线运动B ．做变加速直线运动C ．做变减速直线运动D ．做间距变大的螺旋运动2. 如图4所示，ab 是一弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外．有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子( )图4A ．只有速度v 大小确定的粒子可以沿中心线通过弯管B ．只有质量m 大小确定的粒子可以沿中心线通过弯管C ．只有m 、v 的乘积大小确定的粒子可以沿中心线通过弯管D ．只有动能E k 大小确定的粒子可以沿中心线通过弯管 学问点二 洛伦兹力与其他性质力的结合3. 如图5所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面对里，一带电油滴P 恰好处于静止状态，则下列说法正确的是( )图5A ．若撤去磁场，P 可能做匀加速直线运动B ．若撤去电场，P 确定做匀加速直线运动C ．若给P 一初速度，P 可能做匀速直线运动D ．若给P 一初速度，P 确定做曲线运动 4．如图6所示，用丝线吊一个质量为m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动且两次经过O 点时( )图6A ．小球的动能相同B ．丝线所受的拉力相同C ．小球所受的洛伦兹力相同D ．小球的向心加速度相同 学问点三 质谱仪5. 质谱仪原理如图7所示，a 为粒子加速器，电压为U 1；b 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B 1，板间距离为d ；c 为偏转分别器，磁感应强度为B 2.今有一质量为m 、电荷量为e 的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分别器后做匀速圆周运动．求：图7(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？学问点四回旋加速器6．在回旋加速器中()A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B．电场和磁场同时用来加速带电粒子C．在沟通电压确定的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大D．同一带电粒子获得的最大动能只与沟通电压的大小有关，而与沟通电压的频率无关．7．有一回旋加速器，它的高频电源的频率为1.2×107 Hz，D形盒的半径为0.532 m，求加速氘核时所需的磁感应强度为多大？氘核所能达到的最大动能为多少？(氘核的质量为3.3×10－27 kg，氘核的电荷量为1.6×10－19C)【方法技巧练】一、速度选择器问题的分析方法8．在两平行金属板间，有如图8所示的相互正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中心垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的答案有：图8A．不偏转B．向上偏转C．向下偏转D．向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中心垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，质子将________(2)若电子以速度v0从两板的正中心垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，电子将________(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中心射入，质子将________9. 一个带正电的微粒(重力不计)穿过如图9所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应接受的方法是()图9A．增大电荷质量B．增大电荷电荷量C．减小入射速度D．增大磁感应强度1．如图10所示，一水平导线通以电流I，导线下方有一电子，初速度方向与导线平行，关于电子的运动状况，下述说法中正确的是()图10A．沿路径a运动，其轨道半径越来越大B．沿路径a运动，其轨道半径越来越小C．沿路径b运动，其轨道半径越来越小D．沿路径b运动，其轨道半径越来越大2. 如图11所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()图11A．v2>v1，v2的方向的反向延长线必过圆心B．v2＝v1，v2的方向的反向延长线必过圆心C．v2>v1，v2的方向的反向延长线可能不过圆心D．v2＝v1，v2的方向的反向延长线可能不过圆心3. 如图12所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面对里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力G a、G b、G c间的关系，正确的是()图12A．G a最大B．G b最大C．G c最大D．G b最小4. 如图13所示，一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面对右运动，飞离桌子边缘A，最终落到地板上．设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场而其余条件不变时，小球飞行的时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则()图13A．x1>x2B．t1>t2C．v1>v2D．v1＝v2。
最新教科版高中物理选修3-1教学案(全册 共395页)
最新教科版高中物理选修3-1教学案（全册共395页）第1节电荷__电荷守恒定律1．自然界中有两种电荷，富兰克林把它们命名为正、负电荷：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接触起电，这三种起电方式的实质都是电子在物体之间或物体内部的转移。
3．电荷既不会创生，也不会消灭，在电荷的转移过程中，总量保持不变。
4．元电荷e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都等于e的整数倍。
5．密立根通过油滴实验确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值。
一、摩擦起电两种电荷1．摩擦起电通过摩擦使物体带电的方法。
2．两种电荷及作用(1)两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
(2)作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3．电荷量(1)定义：电荷的多少，简称电量。
(2)单位：国际单位制中是库仑，符号：C。
常用单位及其换算关系：1 C＝106μC＝109 nC。
4．原子结构及电性(1)原子⎩⎨⎧电子：带负电原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子：带正电中子：不带电(2)原子的电性⎩⎪⎨⎪⎧中性：核外电子数等于质子数正电：失去电子负电：得到电子5．对摩擦起电的微观解释不同物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同，两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到电子而带负电。
二、电荷守恒定律 1．元电荷一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单元，记作：e ＝1.6×10－19_C 。
任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍。
2．电荷守恒定律电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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。
也就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是守恒的。
三、静电感应与感应起电 1．静电感应当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作用，使不带电的导体两端出现等量异种电荷的现象。
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四川省什邡中学高二物理
《电磁学》综合训练题（一）
命题人：王树斌 班级： 姓名： 一、 选择题：（每小题4分，共48分） 1.两个完全相同的小球，带有同种电荷，带电量Q 1=5Q 2.当它们相距d(d>>球半径)时,相互作用力为F,现将两球接触后分开,再让它们相距2d,则这时两球间的相互作用力为 ( )
A.209F
B.920
F C.43F D.109
F 2.平行板电容器两极板分别与电池的两极相连,在两极板间的距离由d 逐渐增大到d ˊ的过程中,电容器的电容将 ( )
A.变大
B.不变
C.变小
D.可能变大,也可能变小
3.两电阻并联时的功率之比为2:3,则将它们串联使用时的功率之比为 （ ）
A.2:3
B.4:9
C.3:2
D.9:4
4.照明电路两条输电线间的电压为U,每条输电线的电阻为r,电灯的总电阻为R.则输电线上消耗的功率为
( )
A.r U 2
B.r U 22
C.22
2R rU D.22
)2(2r R rU 5.把两根同种材料制成的电阻丝甲、乙分别连在两个电路中,已知甲、乙长度之比和直径之比都为1:2,要使两电阻丝消耗的功率相同,则加在甲、乙电阻丝两端的电压之比为 ( )
A.1:1
B.2:1
C.2:2
D.2:1
7.如图所示,,当开关S 合上时,三个电表读数的变化情况是 ( )
A.V 变大,A 1变大,A 2变小
B.V 变小,A 1变大,A 2变小
C.V 变小,A 1变小,A 2变大
D.V 变大,A 1变小,A 2变大
8.轻质线圈悬挂在一条形磁铁的N 极附近,条形磁铁的轴线穿过线圈中心并与线圈
在同一平面内,如图所示.当线圈中通以顺时针方向的电流时,线圈将( )
A.转动,同时远离磁铁
B.转动,同时靠近磁铁
C.向左摆动
D.向右摆动
11.一矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的交流电动势e=102sin4πt 伏.下列说法
中正确的是 ( )
A.此交流电的频率是4π赫
B.当t=0时线圈平面与中性面垂直
C.此交流电的周期是0.5秒
D.当t=0.5秒时e 有最大值
12.把电热丝接到110伏的直流电源上,每秒产生的热量为Q.现把它接到某交流电源上,每秒产生的热量为2Q.此交流电源电压的最大值为 ( )
A.110伏
B.1102伏
C.220伏
D.2202伏
三、计算题:(每小题7分,共28分) 图7
25.在方向竖直向上、电场强度为E的匀强电场中,把一质量为m、电量为－q的小球,以初速度v0竖直上抛,求小球能上升的最大高度.(如图8所示)
26.如图9所示,在匀强电场中有a,b,c三点,这三点连线是一个直角三
角形,ab边和电场线平行,长为3cm,a点离A板1cm,电源电压为2V,B板
接地.问:⑴ab,bc,ac间电势差各为多少?⑵一个电子在a点具有的电势
能为多少?⑶使一个电子从a点沿斜边移到c点时,电场力做功多少?
图9
27.如图10所示电路中,U=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池的内阻可忽略.求:⑴闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.⑵将开关断开,这以后流过R1的总电量.
图10
28.如图11所示.两平行光滑导轨相距为20㎝,金属棒MN的质量为10g,电阻R=80Ω,匀强磁场磁感应强度B 方向竖直向下,大小为0.8T,电源电动势为10V,内阻r=1Ω,当开关S闭合时,MN处于平衡.求变阻器R1的取值为多少?(设θ=45°)。