第一节 电荷 库仑定律 第1课时
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括14小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共56分)
1.下列说法中正确的是( )
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一部分
B.摩擦起电时,一个物体失去一些电子带正电,另一个物体得到这些电子带负电
C.两个带电体接触一定等分电荷量
D.一个带电体接触另一个不带电体,两个物体可能带上异种电荷
2.关于摩擦起电与感应起电,以下说法正确的是( )
A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷
B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移
C.不论摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移
D.以上说法均不正确
3.下面对公式的理解,正确的是( )
A.当→0时,→∞
B.当 →∞时,→0
C.公式只适用于真空中带电荷量很少的两个导体
D.公式只适用于可看成点电荷的两个导体
4.两个相同的带电金属小球,相距 ( 远大于小球半径)放置时,它们之间静电力的大小为 ,现让两球相互接触后放回原处,若它们之间静电力的大小仍为 ,则两球相互接触前的带电情况可能是( )
A.一定带有等量同种电荷
B.可能带有不等量的同种电荷
C.可能带有不等量的异种电荷
D.不可能带有不等量的同种电荷
5.对于库仑定律,下列说法中正确的是( )
A.凡计算两个点电荷间的作用力,就可以使用公式
B.两个带电小球即使距离非常近,也能应用库仑定律
C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等
D.两个点电荷的电荷量各减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间的库仑力减为原来的一半
6.两个点电荷相距为 ,相互作用力大小为 ,保持两点电荷电荷量不变,改变它们之间的距离,使之相互作用力大小为4,则两点电荷之间的距离应是( )
A.4
B.2
C./2
D./4
7.一根带有很多负电荷的棒慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器金属球,观察到金箔张开的情况是( )
A.一直不断增大
B.一直不断减小
C.先增大,后减小
D.先减小到最小,然后增大
8.、、三个轻质塑料小球,和,和 ,和之间都互相吸引,如果 球带正电,则( )
A.、球都带负电
B.球带负电,球带正电
C.、球中必有一个带负电,另一个不带电
D.、球都不带电
9.如图1-1-1所示,半径相同的两个金属小球 、带相等的电荷量,相隔一定距离.两球之间的相互吸引力的大小是 ,今让第三个半径相同的不带电的金属小球 先后与 、两球接触后移开,这时,、两球之间的相互作用力的大小是( )
图1-1-1
A./8
B./4
C.3/8
D.3/4
10.将一定量电荷分给、两绝缘导体小球,要使两球相隔一定距离时有最大的作用力,则球电荷量应为( )
A.
B.
C.
D.
11.在真空中一直线上依次排列三个点电荷 、、,都处于平衡状态,若三个电荷的电荷量、电性及间距都未知,则根据平衡能够断定( )
A.、、分别带什么电荷
B.、、中哪几个带同种电荷,哪几个带异种电荷
C.、、带电荷量的大小关系
D.哪一个电荷的电荷量最小
12.设某星球带负电,一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km的地方,若将同样的电子粉尘带到距星球表面2 000 km的地方相对于该星球无初速度释放,则此电子粉尘( )
A.向星球下落
B.仍在原处悬浮
C.推向太空
D.无法判断
13.中子内有一个电荷量为 +的上夸克和两个电荷量为的下夸克,一简单模型是三个夸克都在半径为的同一圆周上,如图1-1-2所示.图1-1-3所示给出的四幅图中,能正确表示出各夸克所受静电力的是( )
图1-1-2
图1-1-3
14.物体通常呈现电中性,是因为( )
A.物体没有电荷
B.物体没有净电荷
C.物体的正、负电荷一样多
D.以上说法均不正确
二、填空题(本题共2小题,每小题10分,共30分.请将正确的答案填到横线上)
15.自然界中只存在 种电荷, 电荷和 电荷,同种电荷相互 ,异种电荷相互 .
16.把电荷移近导体,可以使导体 ,这种现象叫静电感应.感应起电是使物体中的正、负电荷 ,使电荷从物体的一部分 到另一部分.
17.如图1-1-4所示,两个互相接触的导体和,靠近带正电的导体球放置,三者均有绝缘支架,若先将移走,再把、分开,则 电, 电;若先将、分开,再移走,则带 电,带 电.
图1-1-4
三、计算题(本题共14分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
18. “真空中两个静止点电荷相距10 cm,它们之间相互作用力大小为9× N.当它们合在一起时,成为一个带电荷量为3× C的点电荷,问原来两电荷的带电荷量各为多少?”某同学求解如下:
根据电荷守恒定律:
3× C①
根据库仑定律:,
所以 ,代入①式得
,
解得.
根号中的数值小于0,经检查,运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的答案.
第一节 电荷 库仑定律 第1课时
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
题号
9
10
11
12
13
14
答案
二、填空题
15.
16.
17.
三、计算题
18.
第一节 电荷 库仑定律 第1课时 参考答案
选择题
1.AB
2.C 解析:摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体,而感应起电是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分,从本质上讲,两种起电方式都是电荷的转移.
3.B 解析:对库仑定律的公式,在使用时要注意公式成立的条件,该式适用于真空中的点电荷,正确选项为B.
4.CD 解析:由库仑定律可知,不变,说明两金属球带电荷量的乘积不变,则有两种可能,带有等量同种电荷或者带有不等量异种电荷.
5.C
6.C
7.D 解析:将带很多负电荷的棒慢慢靠近带少量正电荷的验电器金属球,金属球产生静电感应,并逐渐加强,在静电力作用下,金属球上自由电子向箔片运动,使箔片上正电荷先部分中和,接着全部中和,最后带上负电荷.
8.C 解析:根据异种电荷相互吸引,同种电荷相互排斥,带电体有吸引轻小物体的性质判断.
9.A 解析:由题意知,、电荷量相等,又因两球之间是相互吸引的,故它们带的是等量异种电荷.设A带的电荷量为,带的电荷量为-,它们之间的距离为,则它们间的库仑力大小为,如果用不带电的与、半径相同的小球和接触,则分开后,,再让和接触,则根据先中和再平分的原则,,,则、间的库仑力的大小是′×.故答案为A.
10.B 解析:,当,即时最大.
11.BD 解析:中间电荷与两侧电荷电性相异,中间电荷的电荷量最小.
12.B 解析:电子粉尘悬浮,意味着成立,可以看出该等式成立条件与 无关,所以同样的粉尘放到距星球表面较远的地方,所受库仑力与万有引力仍平衡,故选B.
13.B 解析:对的上夸克,受到下夸克两个等大静电力作用.由对称性知,上夸克所受静电力必向下.对的下夸克,另一个下夸克对它的力 ,上夸克对它的静电力,方向沿着连线方向,由几何关系知 ·sin 30°,其中与合力必竖直向上,且cos 30°,同理根据对称性,另一个下夸克受力情况完全相同,故B正确.
14.BC 解析:“净电荷”指物体中多余的“正电荷”或“负电荷”,物体中若没有净电荷(或物体中的正、负电荷一样多),物体呈现电中性.
填空题
15.两 正 负 排斥 吸引
16.带电 分开 转移
17.不带 不带 负 正
三、计算题
18.解析:不正确.本题旨在考查考生对物理情景可能性的处理上,另一种情况可能是两个点电荷为异种电荷,即3× C.则结果完全不同.题中仅给出相互作用力的大小.两点电荷可能异号,按电荷异号计算.由 C,1× ,
得0
由此解得5× C 2× C.
第一节 电荷 库仑定律 第2课时
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括11小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共44分)
1.下面关于电现象的说法正确的是( )
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是同时带等量的异种电荷
C.带电现象的本质是电子的转移,物体得到电子就一定显负电性,失去电子就一定显正电性
D.以上都不对
2.元电荷是指( )
A.电子
B.质子
C.中子
D.自然界中已知的电荷的最小单元
3.关于电荷量,下列说法错误的是( )
A.物体的带电荷量可以是任意值
B.物体的带电荷量只能是某些值
C.物体带电荷量的最小值为1.6× C
D.一个物体带1.6× C的正电荷,这可能是它失去了1.0×个电子的缘故
4.关于点电荷,下列说法中正确的是( )
A.点电荷是一个带有电荷的几何点,它是实际带电体的抽象,是一种理想化的模型
B.点电荷自身不一定很小,所带电荷不一定很少
C.体积小于1 的带电体就是点电荷
D.体积大的带电体,只要满足一定的条件也可以看成点电荷
5.把两个相同的金属小球接触一下再分开一个很小的距离,发现两球之间相互排斥,则这两个小球原来的带电情况可能是( )
①两球带等量异种电荷②两球带等量同种电荷③两球原来带不等量同种电荷④两球原来带不等量异种电荷
A.①②③④
B.①②③
C.②③④
D.①③④
6.验电器已带正电,将另一带正电的导体球移近验电器小球,但不接触.在移近过程中,验电器金属箔片间的夹角将( )
A.减小
B.不变
C.增大
D.先增大再减小
7.把一个带电棒移近一个带正电的验电器,金箔先闭合而后又张开,说明棒上带的是( )
A.正电荷
B.负电荷
C.可以是正电荷,也可以是负电荷
D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷
8.如图1-1-5所示,、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,是带正电的小球,下列说法正确的是( )
图1-1-5
A.把移近导体时,、上的金属箔片都张开
B.把移近导体,先把、分开,然后移去,
、上的金属箔片仍张开
C.先把移走,再把、分开,、上的金属箔片仍张开
D.先把、分开,再把C移去,然后重新让、 接触,上的金属箔片张开,而上的金属箔片闭合
9.对于库仑定律,下面说法正确的是( )
A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式
B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定
律
C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等
D.当两个半径为的带电金属球中心相距为4时,它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量
10.有两个半径为的金属球,相距为,带电荷量分别为,如图1-1-6所示,满足条件>>,则它们之间的静电力是( )
图1-1-6
A.
B.
C.
D.
11.两个半径均为的金属球放在绝缘支架上,如图1-1-7,两球面最近距离为,带等量异种电荷,电荷量为,两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( )
图1-1-7
A.等于
B.大于
C.小于
D.等于
二、填空题(本题共5小题,每小题4分,共20分.请将
正确的答案填到横线上)
12.当橡胶棒与毛皮摩擦起电时,橡胶棒上得到电子,因此橡胶棒带 .
13.当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使 的一端带异号电荷,
的一端带同号电荷,这种现象叫 .
14.电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体 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 保持不变.
15.如图1-1-8所示,、、分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知与之间的距离为,与之间的距离为,且每个电荷都处于平衡状态.
图1-1-8
(1)如为正电荷,则为 电荷,为
电荷;
(2)、、三者电荷量之比是 ∶ ∶ .
16.、两带电小球可视为质点,固定不动,的质量为.在库仑力作用下,由静止开始运动.已知初始时,、间的距离为,的加速度为.经过一段时间后,的加速度变为,此时,、间的距离应为 .
三、计算题(本题共2小题,共36分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
17.(18分)现有一个带负电的物体,另有一不能拆开的导体,而再也找不到其他的导体可供利用.你如何能使导体带上正电?
18.(18分)把质量是2.0× kg的带电小球用细线悬挂起来,如图1-1-9所示.若将带电荷量4.0×C 的小球靠近,平衡时细线与竖直方向成45°角,、在同一水平面上,相距0.30 m,试求:
(1)球受到的静电力多大?
(2)球带电荷量多少?
图1-1-9
第一节 电荷 库仑定律 第2课时
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
二、填空题
12.
13.
14.
15.
16.
三、计算题
17.
18.
第一节 电荷 库仑定律 第2课时 参考答案
选择题
1.BD
2.D
3.A
4.ABD
5.C
6.C
7.B
8.AB 解析:虽然、起初都不带电,但带正电的导体对、内的电荷有力的作用,使、中的自由电子向左移动,使得端积累了负电荷,端积累了正电荷,其下部贴有的金属箔片因为接触带电,也分别带上了与、同种的电荷.由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,正确.只要一直在、附近,先把、分开,、上的电荷因受的作用力不可能中和,因而、仍带等量异种电荷,此时即使再移走,因、之间已经绝缘,所带电荷量也不能变,金属箔片仍张开,B正确.但如果先移走,、上的感应电荷会马上在其相互之间的库仑力作用下吸引中和,、不再带电,所以箔片都不会张开,C错;先把、分开,再移走,、仍然带电,但重新让、接触后,、上的感应电荷完全中和,箔片都不会张开,D错.
9.AC
10.B
11.B 解析:由于异种电荷相互吸引,电荷间距离小于两球心间的距离.
填空题
12.负电
13.导体靠近带电体 导体远离带电体 静电感应
14.转移 总量
15.负 负 解析:由于三个点电荷的存在,使每个点电荷皆受两个库仑力的作用而平衡.若为正电荷,对而言,和必为同性电荷,但对三者而言,要求每个电荷都处于平衡状态,则与必为负电荷.
由库仑定律和平衡条件知:
对:①
对:②
由②式得:③
由①式得:④
由③④两式得:∶∶.
点评:三个点电荷在库仑力作用下处于平衡状态,则三电荷必在同一条直线上,且中间电荷的电性一定与两边电荷的电性相反.
16.2 解析:、两球间的库仑力使球产生加速度,随着、间距离的变化,库仑力大小也发生变化,导致球加速度发生变化.
设、两球带电荷量分别为、,
则库仑力.
开始时的加速度,①
令加速度变为时两球间距为,
则.②
解①②得.
点评:明确研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律和库仑定律解决.
计算题
17.解析:因为带负电,要使带正电,必须用感应起电的方法才可以,因为接触带电只能使带负电.根据感应起电的原理可知,要使带电还需另外一块导体,但现在这块导体没有.其实人体就是一块很好的导体,只要把靠近,用手摸一下,再拿开手,通过静电感应,就带上了正电荷.
点评:本题很明显属于感应起电问题,解决的关键在于怎样找到另一块导体,如果不能考虑到人体的导电性,思维将陷入误区.
18.(1)
(2)5× C
第三节 生活中的静电现象
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
50分
选择题(本题包括9小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共36分)
1.人们在晚上脱衣服时,有时会看到火花,并伴有“劈啪”声,这是因为( )
A.衣服由于摩擦而产生了静电
B.人体本身是带电体
C.空气带电,在衣服上放电所致
D.以上说法均不正确
2.下列哪些措施利用了静电( )
A.精密仪器外包有一层金属外壳
B.家用电器如洗衣机接有地线
C.手机一般装有一根天线
D.以上都不是
3.下列哪些做法属于防止静电危害的措施( )
A.印刷厂要保持适当的湿度
B.油罐车运油时要安装一条拖地的金属链
C.在地毯中夹杂细钢丝导电纤维
D.做静电实验时,实验室要通风,以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子
4.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
5.在下列措施中,哪些能将产生的静电尽快导走( )
A.飞机轮子上的搭地线
B.印染车间保持湿度
C.复印图片
D.电工钳柄装有绝缘套
6.如图1-3-1所示是静电除尘装置示意图,它由金属管和管中金属丝组成,有关静电除尘的原理,以下说法正确的是( )
A.接高压电源负极,接高压电源正极
B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在上
C.靠近处电场强度大,附近空气被电离成阳离子和电子
D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成阴、阳离子,分别吸附在和上
图1-3-1
7.下列说法正确的是( )
A.静电除尘的原理是让灰尘带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到异性电极上
B.静电复印的原理是让油墨带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到带异种电荷的白纸上
C.静电喷漆的原理是让油漆带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D.静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
8.静电喷涂是利用静电现象制造的,其喷涂原理如图1-3-2所示,则以下说法正确的是( )
图1-3-2
.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B.涂料微粒一定带正电
C.涂料微粒一定带负电
D.涂料微粒可以带正电,也可以带负电
9.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.图1-3-3中表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )
图1-3-3
二、简答题(本题共14分)
10.在燃气灶上常常安装电子点火器.用电池接通电子线路产生高电压,通过高压放电的电火花来点燃气体.我们看到,点火器的放电电极做成了针尖状.为什么放电电极做成针尖状而不是圆球状?与此相反,验电器的金属杆上端都做成金属球而不做成针尖状?为什么?
第三节 生活中的静电现象
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
二、简答题
10.
第三节 生活中的静电现象 参考答案
选择题
1.A
2.D
3.ABC
4.B
5.AB
6.C
7.ABC
8.AC
9.B 解析:由于静电感应,当带电的金属球靠近不带电的验电器时,验电器达到静电平衡,近端(靠
近金属球端)感应出异种电荷,远端(金属箔片)感应出同种电荷.
简答题
10.燃气灶电极做成针尖状是利用尖端放电现象;而验电器顶端做成圆球状是为了避免尖端放电现象.
第二节 电场 第1课时
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括6小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共24分)
1.关于电场力和电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
B.电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比
C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致
D.电荷在某点受到的电场力越大,该点的电场强度越大
2.在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场力向右,当放入负电荷时受到的电场力向左,下列说法中正确的是( )
A.当放入正电荷时,该点的电场强度方向向右,当放入负电荷时,该点的电场强度方向向左
B.只有在该点放入电荷时,该点才有电场强度
C.该点的电场强度方向一定向右
D.关于该点的电场强度,以上说法均不正确
3.下列关于电场强度的叙述正确的是( )
A.电场强度是描述电场强弱及方向的物理量
B.电场中某点的场强与该点试探电荷所受电场力成正比
C.电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点所受电场力方向
D.电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关
4.关于电场线的以下说法中,正确的是( )
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线的方向,电场强度越来越小
C.电场线越密的地方同一试探电荷受的电场力就越大
D.顺着电场线移动电荷,电荷受电场力大小一定不变
5.在图1-2-1所示的各电场中,、两点电场强度相等的是( )
图1-2-1
6.图1-2-2甲为静电场的一部分电场线的分布.下列说法正确的是( )
图1-2-2
A.这个电场可能是负点电荷的电场
B.这个电场可能是匀强电场
C.点电荷在点时受到的电场力比在点时受到的电场力大
D.负电荷在点时受到的电场力的方向沿点切线方向
二、填空题(本题共6小题,每小题6分,共36分.请将
正确的答案填到横线上)
7.电荷的周围存在着电场,电场的基本性质是对放入其中的电荷 ,电荷间的相互作用是通过 发生的.
8.电场线是人们画出来,用来形象地描述
的一簇曲线,实验虽然可以模拟电场线的形状,但电场线不是 的,是一种假想线.
9.电场线上每一点的 与该点的场强方向一致;正点电荷形成的电场中,电场线始于
延伸到 ;负点电荷形成的电场中,电场线起始于 终止于 .
10.电场线在没有电荷的地方不会 也不会 .
11.电场线越密集的地方场强越 ,越稀疏的地方场强越 .
12.匀强电场中,各点场强的 、
都相同.匀强电场是最简单,同时也是最重要的电场.
二、简答题(本题共2小题,每题20分,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(20分)静止的带电粒子、在电场中的受力方向如图1-2-3所示.它们各带什么电荷?
图1-2-3
14.(20分)图1-2-4是某电场区域的电场线分布情况.、、是电场中的三个点.
图1-2-4
(1)哪一点电场最强,哪一点电场最弱?
(2)画出各点电场强度的方向.
(3)如果把一个带负电的点电荷分别放在这三点,画出它所受电场力的方向.
第二节 电场 第1课时
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
二、填空题
7.
8.
9.
10.
11.
12.
三、简答题
13.
14.
第二节 电场 第1课时 参考答案
选择题
1.C 解析:正电荷受到的电场力方向跟电场强度方向相同,负电荷受到的电场力方向跟电场强度方向相反.根据知跟无关,仅跟电场本身有关,由的比值决定.由知,电荷不同,受到的电场力不同.但电场强度却是定值,并不一定大.
2.C
3.AD
4.C 解析:电场线越密的地方场强越大,试探电荷受到的电场力越大,C正确.沿电场线方向,电场线不一定变密,也不一定变疏或不变,故B、D错.电荷受力可能与场强方向相同,也可能相反,A错.
5.C 解析:电场强度相等,是指大小相等、方向相同.A选项中、两点场强大小相等,方向不同;B选项中、两点场强大小不相等,但方向相同;C选项中两平行金属板间电场是匀强电场,故大小、方向相同;D选项中,、两点场强的大小和方向均不相同.
6.C 解析: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的直线,而甲图中的电场线是曲线,故A选项错.由于匀强电场的场强处处相等,它的电场线应该是疏密均匀且互相平行的直线,故B选项错.因为电场线越密的地方场强越大,结合题图甲可得,又由得>,故C选项正确.因为点的切线方向(即场强方向)如题图乙中的方向,而负电荷在点受到的电场力的方向沿方向(与场强方向相反),故D选项错.
填空题
7.有力的作用 电场
8.电场分布 真实存在
9.切线方向 正点电荷 无穷远处 无穷远处 负点电荷
10.相交 中断
11.大 小
12.大小 方向
简答题
13.带负电荷,带正电荷.
14.(1)点电场最强,点电场最弱.
(2)如图1-1所示
图1-1 图1-2
(3)如图1-2所示
第二节 电场 第2课时
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括9小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共36分)
1.在电场中某一点放一试探电荷,它受到的电场力为,则该点的电场强度为,那么下列说法正确的是( )
A.若移去试探电荷,该点电场强度为零
B.若该点放一电荷量为2的试探电荷,则该点的电场强度为2
C.若该点放一电荷量为2的试探电荷,则该点的电场强度为/2
D.若该点放一电荷量为2的试探电荷,则该点的电场强度仍为
2.下面关于电场的叙述正确的是( )
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.电荷受到电荷的作用,是电荷的电场对电荷的作用
3.下列关于电场强度的叙述正确的是( )
A.电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力
B.电场中某点的电场强度与该点试探电荷所受到的电场力成正比
C.电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向
D.电场中某点的电场强度与该点有无试探电荷无关
4.关于电场线,下述说法中正确的是( )
A.电场线是客观存在的
B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C.电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可以不相同
D.沿电场线方向,场强一定越来越大
5.如图1-2-5所示为点电荷、所形成电场的电场线分布,以下说法中正确的是( )
图1-2-5
A.、都为正电荷,且、带电荷量相等
B.、都为正电荷,且、带电荷量不相等
C.、都为负电荷,且、带电荷量相等
D.、都为负电荷,且、带电荷量不相等
6.如图1-2-6所示,是某个点电荷电场中的一条电场线,在电场线上处自由释放一个负试探电荷时,它沿直线向点处运动,对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力)( )
图1-2-6
A.电荷向做匀加速运动
B.电荷向做加速度越来越小的运动
C.电荷向做加速度越来越大的运动
D.电荷向做加速运动,加速度的变化情况不能确定
7.图1-2-7(a)中是某电场中的一条电场线,图(b)表示放在电场线上、两点上的试探电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数关系,指定电场力方向由向为正向,由此可判定( )
图1-2-7
A.场源可能是正点电荷,在侧
B.场源可能是正点电荷,在侧
C.场源可能是负点电荷,在侧
D.场源可能是负点电荷,在侧
8.如图1-2-8所示,在匀强电场中,将一个电荷量为、质量为的小球由静止释放,小球的运动轨迹为一直线,此直线与竖直方向的夹角为,则匀强电场场强的最小值是( )
图1-2-8
A. B.sin
C. D.tan
9.如图1-2-9所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,若带电粒子 (||>>||),由运动到,电场力做正功.已知在、两点粒子所受电场力分别为、,则下列判断正确的是( )
A.若为正电荷,则带正电,
B.若为正电荷,则带正电,
C.若为负电荷,则带正电,
D.若为负电荷,则带正电,
图1-2-9
二、填空题(本题共2小题,每小题10分,共20分.请将
正确的答案填到横线上)
10.电场线是从 电荷发出到无限远处或负电荷终止的一系列曲线,是用来形象直观地表示电场的物理模型.它的疏密程度表示电场强度的 ,各点的切线方向都跟该点电场强度的 一致.
11.如图1-2-10所示,、、三点为一直角三角形的三个顶点,∠=30°,现在、两点放置两点电荷、,测得点场强的方向与平行,则带 电荷,∶= .
图1-2-10
三、计算题(本题共5小题,共44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
12.(8分)电荷所带电荷量为=3.0× C,在电场中的某一点所受的电场力6.3× N,方向竖直向上,试求这一点的电场强度.若在这一点放一电荷量为6.0× C的电荷,那么电荷所受电场力多大?若在这一点不放电荷,这一点的电场强度多大?
13.(9分)一个质量30 g,带电荷量为1.7× C 的半径极小的小球,用绝缘丝线悬挂在某匀强电场中,电场线水平.当小球静止时,测得悬线与竖直方向成30°角,如图1-2-11所示.求该电场的场强大小,说明场强方向.
图1-2-11
14.(9分)在真空中点放一个点电荷 C,直线通过点,的距离,点放一个点电荷-,如图1-2-12所示,求:
图1-2-12
(1)在点受到的作用力.
(2)在点产生电场的场强.
(3)拿走后点的场强.
(4)、两点的场强哪点大?
15.(9分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为的带电小球,丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,如图1-2-13所示,请问:
(1)小球带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
图1-2-13
16.(9分)如图1-2-14所示,带正电小球质量为1× kg,带电荷量为1× C,置于光滑绝缘水平面上的点.当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到点时,测得其速度1.5 m/s,此时小球的位移为0.15 m.求此匀强电场场强的取值范围(取10 ).某同学求解如下:设电场方向与水平面之间夹角为,由动能定理得V/m.由题意可知 >0,所以当 >7.5× V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动.
经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充.
图1-2-14
第二节 电场 第2课时
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
二、填空题
10.
11.
三、计算题
12.
13.
14.
15.
16.
第二节 电场 第2课时 参考答案
选择题
1.D
2.ACD
3.AD
4.C
5.A 解析:由电场线的方向可判定、都为正电荷,又因为、两电荷周围电场线疏密程度相同,故、带电荷量相等.
6.D 解析:由静止释放的负电荷向运动,说明它受的电场力指向,负电荷受的电场力方向与电场强度的方向相反,可知此电场线的指向应从→,这就有两个可能性:一是处有正点电荷为场源,则越靠近处场强越大,负电荷会受到越来越大的电场力,加速度应越来越大;二是处有负点电荷为场源,则越远离时场强越小,负电荷受到的电场力越来越小,加速度越来越小,故正确答案为D.
7.D
8.B
9.A 解析:从电场线分布可以看出,点电场线密,故,所以带电粒子在点所受电场力大,即.若带正电,正电荷从到电场力做正功,若带负电,正电荷从到电场力做负功,故A正确.
填空题
10.正 强弱 方向
11.负 1∶8 解析:放在点和点的点电荷在处产生的场强方向在和的连线上,因点场强方向与平行,故放在点的点电荷和放在点的点电荷产生的场强方向只能如图1-3所示,故带负电,带正电,且,即,又由几何关系知,所以∶=1∶8.
图1-3
计算题
12.2.1× N/C,方向竖直向上 ′=1.26× N 2.1× N/C
解析:电场强度是电场本身固有的性质,它不因电场中是否放有电荷而改变.电荷在电场中某处所受的电场力是由该处的电场强度和带电体的电荷量共同决定的.根据场强的定义式可知:
N/C=2.1× N/C,方向竖直向上.
电荷在该点所受的电场力为:′=′=2.1××6.0× N=1.26× N.
13.场强大小为 N/C,方向水平向右
解析:经受力分析可判断出小球所受电场力向左.因此场强方向向右,tan 30°, N/C.
14.根据题意,是形成电场的电荷,为试探电荷,为了方便,只用电荷量的绝对值计算库仑力,力和场强的方向可通过电荷的正负判断.
(1)电场是一种物质,电荷在电场中点所受的作用力是电荷通过它的电场对的作用力,根据库仑定律,得
N N
因为为正电荷,为负电荷,库仑力是吸引力,所以力的方向沿指向.
(2)点的场强 N/C=100 N/C,其方向沿连线背离.
(3)从点拿走试探电荷,有的同学说点的场强0,这是错误的,其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量,它是由形成电场的电荷决定的,与试探电荷是否存在无关,所以点电场强度的大小仍为100 N/C ,方向沿连线背离.
(4)点场强大.
15.(1) (2)
解析:(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图1-4所示.
图1-4
(2)由第(1)问中的方程②知,而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.小球的加速度,小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动.当碰到金属板时,它的位移为,又由,.
评注:解答本题的方法和解力学问题的方法完全一样,只不过多了个电场力.要求我们解答此题时注意分析清楚小球的位移为.
16.该同学所得结论有不完善之处.
解析:为使小球始终沿水平面运动,电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力sin ≤
,所以sin =
第五节 电流和电源
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括9小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3
分,有选错或不选的得0分,共45分)
1.下列说法中正确的是( )
A.导体中电荷运动就形成了电流
B.在国际单位制中,电流的单位是A
C.电流有方向,它是一个矢量
D.任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在
2.以下说法中正确的是( )
A.只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流
B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了
3.在国际单位制中,电流强度的单位是( )
A.C/s
B.V/Ω
C.A
D.W/V
4.满足下面哪个条件,就产生电流( )
A.有自由电子
B.导体两端有电势差
C.任何物体两端有电压
D.导体两端有恒定电压
5.一段横截面积为0.5 的导体材料中,每秒钟有0.2 C正电荷和0.3 C负电荷相向运动,则电流强度是( )
A.0.2 A B.0.3 A
C.0.5 A D. A
6.下列说法中正确的是( )
A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压
C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别
D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高
7.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )
A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能
B.蓄电池两极间的电压为2 V
C.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变成电能
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大
8.关于电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
B.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板
9.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为、电流为的电子束.已知电子的电荷量为、质量为,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δ的电子束内的电子个数是( )
二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分.请将
正确的答案填到横线上)
10.有两个导体,分别带正、负电荷,如果在他们之间连接一条导线,导线中的自由电子便会在
的作用下,定向移动,两导体的
很快就消失,两导体成为 ,达到 .
11.图1-5-1是两个电池外壳上的说明文字.
图1-5-1
上述进口电池的电动势是 V,上述国产电池最多可放出 mA·h时的电荷量,若该电池平均工作电流为0.03 A,则最多可使用
h.
三、计算题(本题共4小题,共39分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
12.(8分)在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图1-5-2所示,若测得2 s内有1.0×个和通过溶液内部的横截面,试问:溶液中的电流方向如何?电流多大?
图1-5-2
13. (8分)在示波管中,电子枪2 s内发射了6×个电子,则示波管中电流的大小为多少?
14. (11分)已知电子的电荷量为,质量为,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?
15. (12分)你知道以下电流大概是多少吗?
A.一般手电筒中通过小灯泡的电流
B.电子手表工作时的电流
C.彩色电视机工作时的电流
D.人体能长时间承受的安全电流
第五节 电流和电源
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
二、填空题
10.
11.
三、计算题
12.
13.
14.
15.
第五节 电流和电源 参考答案
选择题
1.B 解析:自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷运动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A错误.形成电流的条件是导体两端有电压,且必须是导体而非任何物体,故选项D错误.电流有方向,但它是标量,故选项C错误.正确选项为B.
2.B 解析:要有持续电流必须有电源,A不对.导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流,B正确.电流的传导速度等于光速,电荷定向移动的速率很小,C不对.在形成电流时电荷定向移动,并不是热运动就消失了,其实电荷仍然做无规则的热运动,D不对.
3.C
4.BD
5.C 解析:.
6.C 解析:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.而电压是电场中两点间的电势差,电动势与电压有着本质的区别,所以A选项错,C选项对;当电源开路时,两极间的电压在数值上等于电源的电动势,但在闭合电路中,电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小,当电源短路时, =0,这时路端电压为零,所以B、D选项错.
7.AD 解析:根据电动势的定义和表达式,非静电力移动1 C电荷量所做的功=1×2 J=2 J,由功能关系可知有2 J的化学能转化为电能,A正确,C错.电源开路时两极的电势差(电压),而,所以=2 V,题目中未说处于开路状态,所以B错误.电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量, =2 V>=1.5 V,故D正确.
8.AD 解析:在电源的外部电路中,电流从电源正极流向负极,在电源的内部,电流从负极流向正极,电源正极电势高于负极电势,所以A正确,B错误.电子带负电,电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反,C错误.电容器充电时,电子流入负极板,所以电流从负极板流出,流入正极板.D正确.
9.B 解析:带电粒子加速后的速度为
电子运动Δ用的时间为
设所求电子数为,有
③式联立求解得,所以选项B正确.
填空题
10.电场力 电势差 等势体 静电平衡
11.1.2 600 20 解析:由表格知电动势(国产和进口电池)均为1.2 V,国产电池电荷量为600 mAh.由于,所以国产电池的使用时间为 h.
计算题
12.溶液中的电流大小为0.16 A,方向由A指向B.
解析:NaCl溶液导电是靠自由移动的和 ,它们在电场力作用下向相反方向运动.因为电流方向规定为正电荷定向移动的方向,故溶液中电流方向与定向移动方向相同,即由指向.
和都是一价离子,每个离子的电荷量为1.6×C,NaCl溶液导电时,由向定向移动,由向运动,负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动,可见,每秒钟通过横截面的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和,则有
13.4.8× A
解析:在2 s内通过示波管的电荷量为:
14. 解析:截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间内,通过这个截面的电荷量.则有:
再由库仑力提供向心力有:
15.解析:A.手电筒小灯泡的工作电流为0.25 A.
B.电子手表工作时,液晶屏显示的电流为几微安.
C.彩色电视机工作时,屏幕为21寸,电源的工作电流为0.4 A左右,屏幕为29寸,电源的工作电流为1 A左右.
D.一般来说,50~60 Hz的交流电,人能感到的触电电流约为1 mA,能够自行摆脱电源的触电电流为10 mA,触电电流达到50 mA以上,将引起心室颤动.因此,国际电工委员会规定的安全电流(摆脱电流)为10 mA.
第六节 电流的热效应
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共40分)
1.对于纯电阻用电器,下列说法中正确的是( )
A.如果额定功率相同,额定电流较大的用电器电阻较大
B.如果额定功率相同,额定电流较大的用电器电阻较小
C.如果额定电压相同,额定功率较大的用电器电阻较大
D.如果额定电压相同,额定功率较大的用电器电阻较小
2.两个电阻分别标有“1 A,4 W”和“2 A,1 W”字样,则它们的电阻之比是( )
A.2∶1 B.16∶1
C.4∶1 D.1∶16
3.对于连入电路的不同灯泡而言,亮度大的灯泡是( )
A.通过的电流大的灯泡
B.两端电压大的灯泡
C.电阻值大的灯泡
D.消耗电功率大的灯泡
4.标有“220 V,25 W”的甲灯与标有“24 V,25 W”的乙灯相比,下列说法中正确的是( )
A.甲灯比乙灯亮
B.两灯均正常地发光时,亮度一定相同
C.甲灯电阻比乙灯大
D.甲灯的额定电流一定小于乙灯的额定电流
5.用某种金属制成粗细均匀的导线,通以一定大小的恒定电流,过一段时间后,导线升高的温
度( )
A.跟导线的长度成正比
B.跟导线的长度成反比
C.跟导线的横截面积成正比
D.跟导线的横截面积的平方成反比
6.有一台电风扇的铭牌上标有“220 V,50 W”的字样,其线圈的直流电阻为,如果把它接入220 V的电路中,则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中,正确的是( )
D.7.26×
7.如图1-6-1所示,电路两端的电压保持不变,电阻、、消耗的电功率一样大,则电阻之比∶∶是( )
图1-6-1
A.1∶1∶1 B.4∶1∶1
C.1∶4∶4 D.1∶2∶2
图1-6-2
8.、两电阻串联后接入电源,改变电源的电压,测得电阻、的伏安特性曲线如图1-6-2所示,则电阻、和功率、的关系是( )
A B.
C. D.
9.甲、乙两根同种材料制成的熔丝,甲的直径=0.5 mm,熔断电流为A;乙的直径=mm,熔断电流为A,取两根等长的用上述材料制成的甲、乙熔丝并联起来,则该并联电路允许通过的最大电流为( )
A.11 A B.10 A
C.9.5 A D.8.5 A
10.下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调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( )
二、填空题(本题共8分.请将正确的答案填到横线上)
11.16 W电子式节能灯的亮度相当于60 W的白炽灯.如果把家中两盏60 W白炽灯换用两盏16 W电子式节能灯,按每天使用3小时,每月30天计算,每月比原来节电 kW·h.
三、计算题(本题共6小题,共52分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
12. (8分)一只规格为“220 V,2 000 W”的电炉,求电炉在正常工作时的电阻.若电网电压为200 V,求电炉的实际功率.在200 V电压下,如果平均每天使用电炉2 h,求此电炉一个月要消耗多少度电?
13. (8分)两用电器和上分别标有“110 V,12.1 Ω”和“110 V,6.05 Ω”.现将、串联接在电压为220 V的电源两端,电源内阻不计,且和均为纯电阻元件.试计算用电器和的实际功率,说明哪一个可能被烧毁.
14. (8分)一台电风扇的额定功率是44 W,内电阻为Ω,接在220 V的电压下正常运转.求(1)电风扇正常运转时,通过它的电流多大?这台电风扇电动机的效率是多少?(2)若接上电源后,电风扇因故不能转动,这时通过它的电流多大?电风扇实际消耗的电功率多大?此时会发生什么问题?
15. (8分)如图1-6-3所示,两个灯泡(220 V,100 W)和(220 V,25 W)串联后接在电路段.为使两灯泡安全使用,电路所加的电压最大为多少?电路段允许消耗的最大功率为多少?
图1-6-3
16. (10分)如图1-6-4两只灯泡和分别标有“110 V,60 W”“110 V,100 W”字样,为了把它们接在220 V电路上都能正常发光,并要电路中消耗的功率最小,应采用哪种接法?
图1-6-4
17. (10分)某房间的入户电线,如图1-6-4所示,现有工作电压为220 V的电器如下:100 W的灯泡6只,200 W的电视机1台,1 000 W的电冰箱1台,1 500 W的洗衣机1台,700 W的微波炉1台,1 000 W 的暖风机1台,还有三只额定电流均为8 A的保险盒.如何将上述电器全部合理地接入电路?要求画出接线图,电器用后面指定的符号表示,例如功率为100 W的灯泡用表示,功率为200 W的电视机用电视机表示,保险盒用表示.图中是火线,是零线.
图1-6-4
第六节 电流的热效应
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11.
三、计算题
12.
13.
14.
15.
16.
17.
第六节 电流的热效应 参考答案
选择题
1.BD 解析:由可知,如果额定功率相同,则额定电流较大的用电器电阻较小.由公式可知,如果额定电压相同,则额定功率较大的用电器电阻较小.
2.B 解析:由公式,得
则Ω=4Ω, Ω=Ω
则.
3.D
4.BCD 解析:比较两灯泡的亮暗,要看功率大小.因为两灯功率一样,所以正常发光时亮度一定相同.故A错,B对,计算比较后看出C、D两项也对.
5.D 解析:利用电流通过电阻产生的电热使导线的温度升高,由能量守恒建立关系式求解.金属导线的电阻为,通电后产生的电热为.设金属导体升高的温度Δ,由热学知识可知导体需要的热量为.电流产生的全部热量均被导线所吸收,即:.
Δ,故正确选项为D.
6.C
7.C
8.BD 解析:由伏安特性曲线可知两电阻;由于、两电阻串联,通过、的电流相等,根据可知<,故选B、D.
9.D 解析:.当的电流为3A时,的电流为3×16A=48A,不行;当的电流为8 A时,的电流为 A=0.5 A.干路总电流为8 A+0.5 A=8.5 A.
10. D 解析:显然正常工作时电视机功率为85 W,电冰箱的功率为70 W,电风扇的功率为65 W,空调的功率为1 364 W.因此功率最大的是空调机,选D.
填空题
11.7.92 解析:2×(60-16)×3×30× kW·h7.92 kW·h
计算题
12.24.2 Ω 1 653 W 99度
解析:设电炉电阻为,由得
在200 V的电压下,一个月好用电能(按30天计算)
2×30×1.653 kW·h99.18 kW·h≈99度.
13.可能被烧毁
14.(1) A (2) A W 电动机将被烧坏
解析:(1)依题意得,电风扇电阻 Ω=1 100 Ω,则电风扇正常运转时电流0.2 A.因电风扇是非纯电阻电器,根据能量守恒定律得电动机每秒中转化的机械能:
J.
电风扇效率99.8%.
(2)当电风扇不转动时,电路相当于纯电阻电路,由欧姆定律得A110 A,电路实际消耗的电功率 W=24 200 W;
由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率,且电能全部转化为热能,电动机将被烧坏.
15.275 V 31.25 W 解析:在分析用电器串联使用时,从安全角度考虑,要抓住哪一个用电器先达到额定值,尚未达到额定值的用电器一定不会烧坏,求解时宜用比例法计算.
由,得.
16.甲图 解析:方法一:由知,>,因灯泡额定电压均为110 V,则:对甲图,有,;对乙图,有,<2.由知,甲电路消耗功率最小,应选甲图接法.这是一道要求电路消耗功率最小的问题,当给电路加的电压一定时,电路总电阻越大,电路中的电流就越小,电路消耗的总功率()就越小.
方法二:对甲图,由于 ,所以电路消耗的总功率200 W;对乙图,由于,所以电路消耗的总功率2×()=2×(60+100) W=320 W,应选甲图接法.
17.解析:(电路图如图1-6-5所示)由于220 V,8 A,则由得每个支路最大负载功率220×8 W=1 760 W,因此可设计出第一个支路为电冰箱与微波炉并联,额定功率为1 000 W+700 W=1 700 W<,第二个支路为洗衣机和电视机并联,额定功率为1 500 W+200 W=1 700 W<,第三个支路为暖风机与六个灯泡并联,额定功率为1 000 W+100 W×6=1 600 W<.
图1-6-5
点评:用电器的分布力求使每一支路均衡,有利于安全用电和用电设备正常工作.
第四节 电容器
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选
项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2
分,有选错或不选的得0分,共40分)
1.下列关于电容器的叙述正确的是( )
A.电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电的容器才称为电容器
B.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关
C.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值
D.电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电场能并储存起来;电容器放电过程,是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能
2.关于电容的说法正确的是( )
A.电容器简称电容
B.电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量
C.电容器的电容由电容器本身的因素决定,与电容器是否带电无关
D.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
3.电容器的电容比电容器的电容大,这表明( )
A.所带的电荷量比多
B.比能容纳更多的电荷
C.的体积比的体积大
D.两电容器的电压都改变1 V时,的电荷量改变比的大
4.下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容器的电容越大,所带的电荷量越多
B.无论电容器两极板的电荷量如何,它所带的电荷量与电压的比值总是恒定不变的
C.电容器的电容是表示电容器升高单位电势差所能容纳电荷量增加的多少,其大小与加在两板间的电压无关
D.根据电容的表达式可知,电容器的电容跟电容器所带的电荷量成正比,跟它两极间的电势差成反比
5.关于电容,下列说法中正确的是( )
A.与电容器所带电荷量成正比
B.与电容器两极间电势差成反比
C.,也等于零
D.电容由电容器本身决定
6.一个电容器带电荷量为时,两极板间的电势差为,若使其带电荷量增加4× C,电势差增加20 V,则它的电容是( )
A.1× F B.2× F
C.4× F D.8× F
7.如图1-4-1是描述对给定的电容器充电时电荷量、电压、电容之间相互关系的图象,其中正确的是( )
图1-4-1
8.连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时( )
A.电容器的电容变大
B.电容器极板带的电荷量变大
C.电容器两极板间的电势差变大
D.电容器两极板间的电场强度变大
9.某电容器上标有“1.5 μF,9 V”,则该电容器( )
A.所带电荷量不能超过1.5× C
B.所带电荷量不能超过1.35× C
C.所加的电压不应超过9 V
D.该电容器的击穿电压为9 V
10.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图1-4-2所示.接通开关S,电源即给电容器充
电( )
图1-4-2
A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小
B.保持S接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大
C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D.断开S,在两极板间插入介质,则两极板间的电势差增大
二、填空题(本题共4小题,每小题6分,共24分.请将
正确的答案填到横线上)
11.平行板电容器的电容,两极板间电压,两板间场强和带电荷量,在下列情况下怎样变化?
(1)保持两板与电源相连,只增大两板间距离,则 , , ,
.
(2)给电容器充电后与电源断开,再减小电容器极板间距离,则 , ,
, .
12.一个平行板电容器,当其电荷量增加Δ=1.0× C时,两板间的电压升高Δ=10 V,则此电容器的电容= F.若两板间电压为35 V,此时该电容器带的电荷量为= C.
13.一平行板电容器的电容为,充电后与电源断开,此时板上带电荷量为,两板间电势差为,板间场强为,现保持两板间距不变使两板错开一半,则下列各量的变化:电容′= ,带电荷量′= ,电势差′= ,板间场强′= .
14.有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V,现使它的电荷量减少3× C,于是电容器两极板间电压降为原来的,此电容器的电容是
μF,电容器原来的带电荷量是 C,若电容器极板上的电荷量全部放掉,电容器的电容是 μF.
三、计算题(本题共2小题,共36分.
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. (18分)一个电容器,其电容值是1.2× μF,用12 V的直流电源给它充电,每个极板上带多大的电荷量.
16.(18分)如图1-4-3所示,平行放置的金属板、组成一个平行板电容器.(1)保持开关S闭合,使板向右平移错开一些;(2)S闭合后再断开,使板向上平移拉开些.试讨论电容器两板间电势差、电荷量、板间场强的变化情况.
图1-4-3
第四节 电容器
得分:
选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11.
12.
13.
14.
三、计算题
15.
16.
第四节 电容器 参考答案
选择题
1.BCD
2.BCD
3.BD 解析:电容是电容器的固有属性,由电容器本身的构造决定,电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1 V所改变电荷量的多少)大小,而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少,正确选项为B、D.
4.BC 解析:电容器的电容在数值上等于电容器的电荷量跟它两极间电势差的比值.对于一个确定的电容器,电荷量跟电势差的比值不变,跟所带电荷量的多少和板间电势差大小无关.不同的电容器,这个比值一般不同.电容大,表示同样的电压下容纳电荷本领大,并不等于带的电荷量一定多.
5.D
6.B
7.BCD
8.ABD 解析:平行板电容器的电容.当两极板间距离减小时,电容变大,选项A正确.平行板电容器连接在电池两极上,两板间的电势差为定值,选项C错误.根据电容定义式,得,不变,变大,所以变大,选项B正确.平行板电容器两板间的电场是匀强电场,,不变,减小,所以增大,选项D正确.
9.BCD
10.BC 解析:电场强度,保持不变(S接通),减小,增大,故A错.保持S接通,插入介质,增大,据可知极板上的电荷量增大,故B项正确.当S断开时,极板电荷量()不变,减小板间距离,则增大,据可知减小,故C项正确.断开S时,不变,在两极板间插入介质,则增大,则据可知减小,故D项错.
填空题
11.答案见解析 解析:(1)电容器与电源相连,故不变,根据和,增大→减小→减小,由,知减小.
(2)电容器充电后断开电源,故不变,由公式和,知减小→增大→减小,此时电场强度用不好讨论,有两种方法可处理.
①是用推论,(此式由,和三式导出),可见与无关,故不变.
②是熟记极板上电荷密度不变,其电场强度不变,故不变.
点评:本题考查了,, 等公式,要注意它们的适用条件和范围,为定义式,为决定式.
12.1
解析:由代入数值得1.0× F.由得3.5× C.
13.
14.150 4.5× 150
解析:(1)电容器两极板间电势差的变化量为
(3)电容器的电容是由其本身决定的,与是否带电无关,所以电容器放掉全部电荷后,电容仍然是150 μF.
计算题
15.1.44× C
点评:(1)电容的单位经常不以国际单位出现,做题时一定注意单位的换算.(2)中,、一定不要写反了.
16.(1)因为开关S保持闭合,所以板间电压不变,板向右错开使正对面积减小,由可知减小.由得知减小,因为板间距离不变,由可知不变.
(2)因为S闭合后再断开,所以电容器的带电荷量不变,板向上拉开使板间距离增大,由可知减小,由知增大,联立(是比例常数),所以,不变.
评注:在分析平行板电容器的有关物理量的变化情况时,往往需要将,和结合在一起加以考虑,其中反映了电容器本身的属性,是定义式(或量度式),适用于各种电容器.表明了平行板电容器的电容决定于哪些因素.仅适用于平行板电容器.另外,平行板电容器两板间的电场是匀强电场,有关系式,对于平行板电容器间的电场,根据,可以推出、.