2018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 第一章 电场 电流 单元试卷
一、单选题
1．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中（ ）
A．物体处于失重状态 B．升降机一定向下做匀加速运动
C．升降机一定向上做匀加速运动 D．升降机可能向下做匀减速运动
2．铅蓄电池的电动势为2 V，下列说法正确的是( )
A．电路中每通过1 C电荷量，该铅蓄电池把2 J的电能转变为化学能
B．无论接不接入外电路，该铅蓄电池两极间的电压都为2 V
C．该铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能
D．该铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大
3．（2017高三上·黄陵期末）如图（a）所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图（b）所示．以下说法正确的是（ ）
A．电子在A，B两点的速度vA＜vB
B．A，B两点的电势φA＜φB
C．电子在A，B两点的电势能EpA＞EpB
D．A，B两点的电场强度EA＞EB
4．如图所示，P、Q是等量的正电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则( )
A．EA一定大于EB，φA一定大于φB
B．EA不一定大于EB，φA一定大于φB
C．EA一定大于EB，φA不一定大于φB
D．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB
5．如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，当电子仅在电场力作用下以某一初速度沿电场线由A运动到B的过程中，动能减小，则（ ）
A．场强大小EA>EB B．电势φA<φB
C．电场线方向由B指向A D．若Q为负电荷，则Q在B点右侧
6．（2017高二上·浦东期中）将标有“110V，40W”小灯泡L1和“110V、100W”的小灯泡L2与一只滑动变阻器（0﹣30Ω）组合接在220V的电压上，若让两个灯泡都能正常发光，则最省电的一种接法是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2016高二上·重庆期中）图中电路可将声信号转化为电信号，电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波的驱动力作用下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接，则（ ）
A．a板振动中，a、b板间场强不变
B．a板振动中，a、b板所带电量不变
C．a板振动中，灵敏电流表中始终有方向不变的电流
D．a板向右的位移最大时，a、b板构成的电容器的电容最大
8．（2016高二上·济南期中）某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是（ ）
A．M，N点的场强EM＞EN B．粒子在M，N点的加速度aM＞aN
C．粒子在M，N点的速度vM＞vN D．粒子带正电
9．如图所示，M、N 为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的 P 点放一个静 止的负电荷(重力不计)，下列说法中正确的是（ ）
A．从 P 到 O，可能加速度越来越小，速度越来越大
B．从 P 到 O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大
C．越过 O 点后，加速度一直变大，速度一直变小
D．越过 O 点后，加速度一直变小，速度一直变小
10．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子由M点向N点运动，可以判定（ ）
A．粒子带负电，运动过程电势能减小
B．粒子带负电，运动过程电势能增大
C．粒子带正电，运动过程电势能减小
D．粒子带正电，运动过程电势能增大
11．（2016高二上·东台期中）图示为点电荷与带电金属板共同形成的电场，则A，B两点的电场强度（ ）
A．大小相同，方向相同 B．大小相同，方向不同
C．大小不同，方向相同 D．大小不同，方向不同
12．在静电场中 ( )
A．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零
B．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同
C．电场强度的方向总是跟等势面垂直
D．电势降低的方向就是电场强度的方向
二、填空题
13．如图所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为0，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，带电粒子带 电，ab两点间的电势差为 ．
14．一质量为4.0×103kg，发动机额定功率为60kW的汽车从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则，汽车启动后2s末发动机的输出功率 W；以0.5m/s2的加速度做匀加速运动的时间为 s．
15．如图所示，静电计的指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，使两块金属板带上等量的异种电荷，则：
①当向两板间插入电介质时，静电计指针张角变 ；
②当两板间距离增大时，静电计指针张角变 ；
③当两板互相平行地错开时，静电计指针张角变 ．
三、解答题
16．如图所示电路，R1=2Ω，R3=4Ω，总电压U=22V，U2=10V，求R2、U1．
17．如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q＝-2×10－10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8×10－8J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8×10－8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的方向．
18．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只单匝圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m=0.1kg，半径为r=0.1m，导线单位长度的阻值为ρ=0.1Ω/m，金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t=0时刻起，测得经过10s丝线刚好被拉断．重力加速度g取10m/s2 ． 求：
（1）导体圆中感应电流的大小及方向；
（2）丝线所能承受的最大拉力F；
（3）在丝线断前的10s时间内金属圈中产生的焦耳热Q．
19．图中A点有一正电荷Q=2.0×10﹣4C．把检验电荷q=2.0×10﹣5C的负电荷置于B点，他们相距离r=2m，如图所示．求：
（1）q受到的电场力的大小（k=9.0×109N m2/c2）；
（2）q所在点的电场强度的大小；
（3）只将B处的检验电荷q移走，求此时B点的电场强度的大小．
四、实验题
20．在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：
A．干电池一节
B．电流表(量程0.6A)
C．电压表(量程3V)
D．开关S和若干导线
E．滑动变阻器R1(最大阻值20Ω，允许最大电流1A)
F．滑动变阻器R2(最大阻值200Ω，允许最大电流0.5A)
G．滑动变阻器R3(最大阻值2000Ω，允许最大电流0.1A)
（1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选 （填“R1”、“R2”或“R3”）．
（2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大．
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出U I图线 ，由此求得待测电池的电动势E= V，内电阻r = Ω．（结果保留两位有效数字）所得内阻的测量值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】由乙图可知，电流比静止时增大了，说明物体对压敏电阻的压力增大了，即压敏电阻对物体的支持力大于重力，整体由向上的合外力，有向上的加速度，属于超重状态，电梯对应两种运动状态，即向上加速或向下减速。
故答案为：D
【分析】本题通过压敏电阻把电路问题和力学问题联系起来考查学生综合分析能力。解题时根据电流变化，由欧姆定律可知电路中电阻的变化，然后根据压敏电阻电阻与压力关系可知物体受力情况，进而可分析物体的运动。
2．【答案】D
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电池是把化学能转化为电能的装置，电路中每通过1 C电荷量，该铅蓄电池把2 J的化学能转变为电能，选项A错误；
只有外电路断路时，铅蓄电池两极间的电压才等于电源的电动势2 V，选项B错误；
铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，不一定是在单位时间内，故C错误；
电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，也就是该铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大，故D正确；
故选D
【分析】电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领。
3．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】解：AC、可判断出电场线的方向从A到B，电子所受的电场力从B到A，则电子在A点运动到B点的过程中，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，而电子的电势能增大．即有vA＞vB，EPA＜EPB ．故AC错误；
B、由图看出，电势逐渐降低，φA＞φB，故B错误．
D、φ﹣x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，图象切线斜率不断减小，则从A到点B场强减小，则有EA＞EB．故D正确．
故选：D．
【分析】根据φ﹣x图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化．由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向，确定电势的高低，由电场力做功正负，分析速度的大小并判断电子电势能的变化．
4．【答案】B
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】两个等量正点电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线到无穷远处电场强度先增大后减小，设场强最大的点为P点，P点可能在A、B两点之间，也可能在O、A之间，也可能在B点的外侧，当P点可能在A、B两点之间时，EA可能大于EB，也可能小于EB，还可能等于EB；当P在O、A之间时，EA大于EB；当P点在B点外侧时，EA小于EB；在PQ连线的中垂线上，场强方向沿AB方向，沿电场线方向电势越来越低，因此φA一定大于 φB；A不符合题意，B符合题意，C不符合题意，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据等量同种电荷电场线的分布，由电场线的疏密判断场强的大小，沿电场线方向电势逐渐降低判断电势的高低。
5．【答案】D
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】电子沿电场线由A运动到B的过程中，动能减小，则电场力做负功，电场力的方向从B到A，电子带负电，则知电场线的方向从A到B，C不符合题意；不知电场线的疏密，故无法知道电场的强弱，A不符合题意；顺着电场线电势降低，则电势φA>φB，B不符合题意；若Q为负电荷，所以Q在B点右侧，D符合题意．
故答案为：D.
【分析】本题考查学生根据电荷的运动情况分析电场的性质。解题入手点是根据电子运动时能的变化得出电子受力方向，从而可知电场线的方向，然后由“沿电场线方向电势逐渐降低”判断电势的高低，由电场线的疏密判断场强的强弱。
6．【答案】C
【知识点】电功率和电功；欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】解：A、图中两个灯泡串联，总电压为220V，而电阻不等，故两个灯泡的电压不可能同时为110V，A不符合题意；
D、标有“110V，40W”小灯泡额定电流为：I1= ；
标有“110V、100W”的小灯泡额定电流为：I2= ；
而支路电流不可能大于干路电流，D不符合题意；
BC、两幅图中小灯泡均正常发光，只要变阻器电功率最小即可，变阻器的电压均为110V，B图中变阻器电流为两个灯泡的额定电流之和，而C图中的变阻器电流为两个灯泡的额定电流之差，故C图中变阻器的电流小，根据P=UI，C图中变阻器的功率最小；B不符合题意，C符合题意；
故答案为：C
【分析】灯泡正常发光电压等于额定电压，只有两个灯泡串联，总电压为220V，而电阻不等，不可能同时正常发光。两个灯泡并联可以正常发光，要想最省电只要变阻器电功率最小即可，C图中的变阻器电流为两个灯泡的额定电流之差，故C图中变阻器的电流小，根据P=UI，C图中变阻器的功率最小。
7．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】解：A、a、b间电压不变，a振动过程中，板间距离周期性变化，则由公式E= 分析得知，a、b板间的电场强度也会周期性变化．故A错误．
B、a振动过程中，a、b间电压不变，由公式C= 分析得知，a、b 板所带的电量会周期性变化．故B错误．
C、a 振动过程中，a、b 板所带的电量会周期性变化，电容器放电和充电周期性交替产生，所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化．故C错误．
D、a向右的位移最大时，a、b 板间的距离最小，则a、b构成的电容器的电容最大．故D正确．
故选：D．
【分析】由图看出，a、b间电压不变，由公式E= 分析板间电场强度的变化．由公式C= 分析电量的变化，根据电容器充电和放电情况，分析电路中电流的方向． a向右的位移最大时，a、b 板构成的电容器的电容最大．
8．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解：A、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以有EM＜EN．故A错误．
B、M处场强小，粒子受到的电场力小，由牛顿第二定律知加速度也小，即有 aM＜aN．故B错误．
CD、根据粒子的运动的轨迹弯曲方向可以知道，粒子的受到的电场力的方向斜向上，所以粒子为正电荷，若粒子从M点运动到N点，电场力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，粒子的速度增大，则有vM＜vN．故C错误，D正确；
故选：D
【分析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．由电场线的疏密分析场强的大小，由牛顿第二定律判断加速度的大小．由粒子运动轨迹弯曲的方向，判断粒子受到的电场力方向，从而判断电场力做功情况和粒子的电性，即可分析速度的大小．
9．【答案】A,B
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】AB、在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大．但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，但可能是加速度先变大后变小．AB符合题意．
CD、越过O点后，负电荷q做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零．根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，加速度的变化情况：先增大后减小；对于速度一直减小，CD不符合题意．
故答案为：AB．
【分析】根据等量同种电荷线中垂线上电场分布可知：电场强度方向O→P，大小先增大后减小，电场的分布关于MN对称。当负电荷由P点静止释放时，负电荷受力方向与场强方向相反，电荷将从P向O运动，但由于P点所在处场强分布不确定，故电荷受力的大小可能减小，也可能先增大后减小，所以负电荷作加速度减小的加速运动或加速度先增大后减小的加速运动，运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零。经过O点后，根据电场线的对称性类似分析。
10．【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】解：由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，粒子带正电，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，ABD不符合题意，C符合题意．
故答案为：C．
【分析】根据运动轨迹可知电荷受力方向，由受力方向与电场线方向间关系可知电荷的电性，再根据电场力方向与速度方向的夹角可判断电场力做功情况，然后由电场力做功情况判断电势能的变化。
11．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解：由图知，A、B两点处的电场线疏密不同，则电场强度大小不同，电场线的切线方向不同，则电场强度的方向也不同．故D正确．
故选：D
【分析】电场强度是矢量，只有大小和方向均相同时，场强才相同．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的切线方向表示电场强度的方向．
12．【答案】C
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【解答】电场强度的大小和电势的高低没有直接关系，不能根据电场强度的大小判断电势的高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，A、B均错．电场强度的方向一定跟等势面垂直，C对．沿电场强度的方向电势降低，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向，电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】本题考查电场强度与电势的关系。电场强度是描述电场力的性质的物理量，而电势是描述电场能的性质的物理量，两者没有必然的相互决定关系。场强的大小由电场本身和研究点位置决定，电势的高低与零电势点的选取有关。沿电场线方向，电势逐渐降低，电场线总是跟等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向。
13．【答案】负；
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】(1)在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电； (2)由于粒子在a点静止，到达b点速度为零，则由动能定理可得：-qUab-mgh=0，
解得： 。
【分析】带电粒子在a点由静止释放向上运动可知开始电场力方向向上且大于重力，向上运动到b点速度为零可知粒子先做加速运动后作减速运动。根据电场力方向与场强方向间关系可判断粒子带电的正负，粒子从a到b过程由动能定理可求ab两点的电势差。
14．【答案】6000；20
【知识点】机车启动
【解析】【解答】(1)汽车以恒定的加速度启动先做匀加速运动，由牛顿第二定律可知：F-f=ma 解得：F=f+ma=0.1mg+ma=4.0×103×（0.1×10+0.5）N=6000N 2s末的速度为：v=at1=0.5×2m/s=1m/s
起动后2s末发动机的输出功率：P=Fv=6000W(2)汽车做匀加速运动过程中，当汽车的实际功率达到额定功率时，由P=Fv1得匀加速运动的末速度：
汽车做匀加速运动的时间： .
【分析】本题考查汽车以恒定加速度启动问题。在汽车以恒定加速度启动过程，牵引力不变，速度增大，功率增大，直至功率达到额定功率时该过程结束，根据，分析解答本题。
15．【答案】小；大；大
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】静电计和电容器相连，有少量的电荷转移到静电计上，在忽略电荷的减少时当成电容器的电荷量不变，静电计的张角反映电容器的电压大小；电容器的电容决定式 ，电容的定义式 .①当向两板间插入电介质时，两板间的电势差减小，静电计指针张角变小；②当两板间距离增大时，两极板间电压增大，静电计指针张角变大；③当两板互相平行地错开时，两极板间电压变大，静电计指针张角变大．
【分析】解答本题首先应明确题中静电计的作用是测定电容器两极电势差，当电势差增大时静电计指针张角变大。然后根据电容器的决定式和定义式分析。
16．【答案】解：由图可知，三个电阻串联，三个电阻中电流相等，则由欧姆定律可知：
代入数据解得：R2=5Ω；
对电阻R2由欧姆定律得电流
电阻R1的的电压为：
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】根据串联电路电压、电流关系和欧姆定律解答本题。
17．【答案】解：A、B间电势差为UAB= =﹣240V，
B、C间电势差为UBC= =240V
又UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC，φB=0，得到φA=﹣240V，φC=﹣240V，
所以AC电势相等，场强方向垂直AC连线指向左上方
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【分析】根据可计算各点间的电势差，然后找出两个电势相等的点得到等势面，根据电场线与等势面垂直且从高等势面指向低等势面可知电场线方向。
18．【答案】（1）解：有楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向
由图乙知，
导体圆的电阻为
圆中感应电流
（2）解：t时刻磁感应强度
导体圆受到的安培力
细线的拉力
当t=10s时，代入数据得F=1.32N
（3）解：金属圈内产生的焦耳热
代入数据得：Q=0.025J
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】本题考查电磁感应规律的综合应用。题中由于B增大，穿过线圈磁通量增大，由楞次定律和法拉第电磁感应定律可得感应电流的大小和方向，再对导体圈受力分析，根据平衡条件可求丝线刚好被拉断时的拉力，线圈中产生焦耳热根据焦耳定律表达式计算。
19．【答案】（1）解：根据库仑定律得：
代入数据得：
（2）解：根据电场强度的定义：
场源电荷为正电荷，B点的场强方向背离场源，则方向水平向右
（3）解：电场强度由电场本身决定，则移走试探电荷，电场不变，B点场强不变，
故仍为：E=4.5×105N/C
【知识点】电场及电场力；电场强度
【解析】【分析】本题考查学生对电场强度的理解；电场强度是表示电场强弱的物理量，某点电场强度是由电场本身性质和点的位置决定，与是否存在试探电荷无关。根据库仑定律和电场强度定义式可得库仑力和电场强度的大小。
20．【答案】（1）R1
（2）
（3）；1.5；1.9；偏小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择 ，而且额定电流较大；（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： ；（3）根据坐标系内描出的点作出电源的 图象，图象如图所示： 由图示电源 图象可知，图象与纵轴交点坐标值为 ，电源电动势 ，电源内阻： ；相对于电源来说，电流表采用外接法，电流表的测量值小于通过电源的电流，电动势和内阻的测量值均小于真实值。
【分析】器材选择应根据“安全性”、“便于操作”、“精确性”原则选择器材；画U-I图线时应用平滑的曲线或直线连线，然后根据U-I图线的斜率表示电源内阻，纵轴截距表示电源电动势解答本题。
1 / 12018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 第一章 电场 电流 单元试卷
一、单选题
1．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中（ ）
A．物体处于失重状态 B．升降机一定向下做匀加速运动
C．升降机一定向上做匀加速运动 D．升降机可能向下做匀减速运动
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】由乙图可知，电流比静止时增大了，说明物体对压敏电阻的压力增大了，即压敏电阻对物体的支持力大于重力，整体由向上的合外力，有向上的加速度，属于超重状态，电梯对应两种运动状态，即向上加速或向下减速。
故答案为：D
【分析】本题通过压敏电阻把电路问题和力学问题联系起来考查学生综合分析能力。解题时根据电流变化，由欧姆定律可知电路中电阻的变化，然后根据压敏电阻电阻与压力关系可知物体受力情况，进而可分析物体的运动。
2．铅蓄电池的电动势为2 V，下列说法正确的是( )
A．电路中每通过1 C电荷量，该铅蓄电池把2 J的电能转变为化学能
B．无论接不接入外电路，该铅蓄电池两极间的电压都为2 V
C．该铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能
D．该铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大
【答案】D
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电池是把化学能转化为电能的装置，电路中每通过1 C电荷量，该铅蓄电池把2 J的化学能转变为电能，选项A错误；
只有外电路断路时，铅蓄电池两极间的电压才等于电源的电动势2 V，选项B错误；
铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，不一定是在单位时间内，故C错误；
电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，也就是该铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大，故D正确；
故选D
【分析】电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领。
3．（2017高三上·黄陵期末）如图（a）所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图（b）所示．以下说法正确的是（ ）
A．电子在A，B两点的速度vA＜vB
B．A，B两点的电势φA＜φB
C．电子在A，B两点的电势能EpA＞EpB
D．A，B两点的电场强度EA＞EB
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】解：AC、可判断出电场线的方向从A到B，电子所受的电场力从B到A，则电子在A点运动到B点的过程中，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，而电子的电势能增大．即有vA＞vB，EPA＜EPB ．故AC错误；
B、由图看出，电势逐渐降低，φA＞φB，故B错误．
D、φ﹣x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，图象切线斜率不断减小，则从A到点B场强减小，则有EA＞EB．故D正确．
故选：D．
【分析】根据φ﹣x图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化．由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向，确定电势的高低，由电场力做功正负，分析速度的大小并判断电子电势能的变化．
4．如图所示，P、Q是等量的正电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势，则( )
A．EA一定大于EB，φA一定大于φB
B．EA不一定大于EB，φA一定大于φB
C．EA一定大于EB，φA不一定大于φB
D．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB
【答案】B
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】两个等量正点电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线到无穷远处电场强度先增大后减小，设场强最大的点为P点，P点可能在A、B两点之间，也可能在O、A之间，也可能在B点的外侧，当P点可能在A、B两点之间时，EA可能大于EB，也可能小于EB，还可能等于EB；当P在O、A之间时，EA大于EB；当P点在B点外侧时，EA小于EB；在PQ连线的中垂线上，场强方向沿AB方向，沿电场线方向电势越来越低，因此φA一定大于 φB；A不符合题意，B符合题意，C不符合题意，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据等量同种电荷电场线的分布，由电场线的疏密判断场强的大小，沿电场线方向电势逐渐降低判断电势的高低。
5．如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，当电子仅在电场力作用下以某一初速度沿电场线由A运动到B的过程中，动能减小，则（ ）
A．场强大小EA>EB B．电势φA<φB
C．电场线方向由B指向A D．若Q为负电荷，则Q在B点右侧
【答案】D
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】电子沿电场线由A运动到B的过程中，动能减小，则电场力做负功，电场力的方向从B到A，电子带负电，则知电场线的方向从A到B，C不符合题意；不知电场线的疏密，故无法知道电场的强弱，A不符合题意；顺着电场线电势降低，则电势φA>φB，B不符合题意；若Q为负电荷，所以Q在B点右侧，D符合题意．
故答案为：D.
【分析】本题考查学生根据电荷的运动情况分析电场的性质。解题入手点是根据电子运动时能的变化得出电子受力方向，从而可知电场线的方向，然后由“沿电场线方向电势逐渐降低”判断电势的高低，由电场线的疏密判断场强的强弱。
6．（2017高二上·浦东期中）将标有“110V，40W”小灯泡L1和“110V、100W”的小灯泡L2与一只滑动变阻器（0﹣30Ω）组合接在220V的电压上，若让两个灯泡都能正常发光，则最省电的一种接法是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电功率和电功；欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】解：A、图中两个灯泡串联，总电压为220V，而电阻不等，故两个灯泡的电压不可能同时为110V，A不符合题意；
D、标有“110V，40W”小灯泡额定电流为：I1= ；
标有“110V、100W”的小灯泡额定电流为：I2= ；
而支路电流不可能大于干路电流，D不符合题意；
BC、两幅图中小灯泡均正常发光，只要变阻器电功率最小即可，变阻器的电压均为110V，B图中变阻器电流为两个灯泡的额定电流之和，而C图中的变阻器电流为两个灯泡的额定电流之差，故C图中变阻器的电流小，根据P=UI，C图中变阻器的功率最小；B不符合题意，C符合题意；
故答案为：C
【分析】灯泡正常发光电压等于额定电压，只有两个灯泡串联，总电压为220V，而电阻不等，不可能同时正常发光。两个灯泡并联可以正常发光，要想最省电只要变阻器电功率最小即可，C图中的变阻器电流为两个灯泡的额定电流之差，故C图中变阻器的电流小，根据P=UI，C图中变阻器的功率最小。
7．（2016高二上·重庆期中）图中电路可将声信号转化为电信号，电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波的驱动力作用下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接，则（ ）
A．a板振动中，a、b板间场强不变
B．a板振动中，a、b板所带电量不变
C．a板振动中，灵敏电流表中始终有方向不变的电流
D．a板向右的位移最大时，a、b板构成的电容器的电容最大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】解：A、a、b间电压不变，a振动过程中，板间距离周期性变化，则由公式E= 分析得知，a、b板间的电场强度也会周期性变化．故A错误．
B、a振动过程中，a、b间电压不变，由公式C= 分析得知，a、b 板所带的电量会周期性变化．故B错误．
C、a 振动过程中，a、b 板所带的电量会周期性变化，电容器放电和充电周期性交替产生，所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化．故C错误．
D、a向右的位移最大时，a、b 板间的距离最小，则a、b构成的电容器的电容最大．故D正确．
故选：D．
【分析】由图看出，a、b间电压不变，由公式E= 分析板间电场强度的变化．由公式C= 分析电量的变化，根据电容器充电和放电情况，分析电路中电流的方向． a向右的位移最大时，a、b 板构成的电容器的电容最大．
8．（2016高二上·济南期中）某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是（ ）
A．M，N点的场强EM＞EN B．粒子在M，N点的加速度aM＞aN
C．粒子在M，N点的速度vM＞vN D．粒子带正电
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解：A、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以有EM＜EN．故A错误．
B、M处场强小，粒子受到的电场力小，由牛顿第二定律知加速度也小，即有 aM＜aN．故B错误．
CD、根据粒子的运动的轨迹弯曲方向可以知道，粒子的受到的电场力的方向斜向上，所以粒子为正电荷，若粒子从M点运动到N点，电场力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，粒子的速度增大，则有vM＜vN．故C错误，D正确；
故选：D
【分析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．由电场线的疏密分析场强的大小，由牛顿第二定律判断加速度的大小．由粒子运动轨迹弯曲的方向，判断粒子受到的电场力方向，从而判断电场力做功情况和粒子的电性，即可分析速度的大小．
9．如图所示，M、N 为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的 P 点放一个静 止的负电荷(重力不计)，下列说法中正确的是（ ）
A．从 P 到 O，可能加速度越来越小，速度越来越大
B．从 P 到 O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大
C．越过 O 点后，加速度一直变大，速度一直变小
D．越过 O 点后，加速度一直变小，速度一直变小
【答案】A,B
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】AB、在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大．但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，但可能是加速度先变大后变小．AB符合题意．
CD、越过O点后，负电荷q做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零．根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，加速度的变化情况：先增大后减小；对于速度一直减小，CD不符合题意．
故答案为：AB．
【分析】根据等量同种电荷线中垂线上电场分布可知：电场强度方向O→P，大小先增大后减小，电场的分布关于MN对称。当负电荷由P点静止释放时，负电荷受力方向与场强方向相反，电荷将从P向O运动，但由于P点所在处场强分布不确定，故电荷受力的大小可能减小，也可能先增大后减小，所以负电荷作加速度减小的加速运动或加速度先增大后减小的加速运动，运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零。经过O点后，根据电场线的对称性类似分析。
10．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子由M点向N点运动，可以判定（ ）
A．粒子带负电，运动过程电势能减小
B．粒子带负电，运动过程电势能增大
C．粒子带正电，运动过程电势能减小
D．粒子带正电，运动过程电势能增大
【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】解：由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，粒子带正电，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，ABD不符合题意，C符合题意．
故答案为：C．
【分析】根据运动轨迹可知电荷受力方向，由受力方向与电场线方向间关系可知电荷的电性，再根据电场力方向与速度方向的夹角可判断电场力做功情况，然后由电场力做功情况判断电势能的变化。
11．（2016高二上·东台期中）图示为点电荷与带电金属板共同形成的电场，则A，B两点的电场强度（ ）
A．大小相同，方向相同 B．大小相同，方向不同
C．大小不同，方向相同 D．大小不同，方向不同
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解：由图知，A、B两点处的电场线疏密不同，则电场强度大小不同，电场线的切线方向不同，则电场强度的方向也不同．故D正确．
故选：D
【分析】电场强度是矢量，只有大小和方向均相同时，场强才相同．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的切线方向表示电场强度的方向．
12．在静电场中 ( )
A．电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零
B．电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同
C．电场强度的方向总是跟等势面垂直
D．电势降低的方向就是电场强度的方向
【答案】C
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【解答】电场强度的大小和电势的高低没有直接关系，不能根据电场强度的大小判断电势的高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，A、B均错．电场强度的方向一定跟等势面垂直，C对．沿电场强度的方向电势降低，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向，电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】本题考查电场强度与电势的关系。电场强度是描述电场力的性质的物理量，而电势是描述电场能的性质的物理量，两者没有必然的相互决定关系。场强的大小由电场本身和研究点位置决定，电势的高低与零电势点的选取有关。沿电场线方向，电势逐渐降低，电场线总是跟等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向。
二、填空题
13．如图所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为0，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，带电粒子带 电，ab两点间的电势差为 ．
【答案】负；
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】(1)在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电； (2)由于粒子在a点静止，到达b点速度为零，则由动能定理可得：-qUab-mgh=0，
解得： 。
【分析】带电粒子在a点由静止释放向上运动可知开始电场力方向向上且大于重力，向上运动到b点速度为零可知粒子先做加速运动后作减速运动。根据电场力方向与场强方向间关系可判断粒子带电的正负，粒子从a到b过程由动能定理可求ab两点的电势差。
14．一质量为4.0×103kg，发动机额定功率为60kW的汽车从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则，汽车启动后2s末发动机的输出功率 W；以0.5m/s2的加速度做匀加速运动的时间为 s．
【答案】6000；20
【知识点】机车启动
【解析】【解答】(1)汽车以恒定的加速度启动先做匀加速运动，由牛顿第二定律可知：F-f=ma 解得：F=f+ma=0.1mg+ma=4.0×103×（0.1×10+0.5）N=6000N 2s末的速度为：v=at1=0.5×2m/s=1m/s
起动后2s末发动机的输出功率：P=Fv=6000W(2)汽车做匀加速运动过程中，当汽车的实际功率达到额定功率时，由P=Fv1得匀加速运动的末速度：
汽车做匀加速运动的时间： .
【分析】本题考查汽车以恒定加速度启动问题。在汽车以恒定加速度启动过程，牵引力不变，速度增大，功率增大，直至功率达到额定功率时该过程结束，根据，分析解答本题。
15．如图所示，静电计的指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，使两块金属板带上等量的异种电荷，则：
①当向两板间插入电介质时，静电计指针张角变 ；
②当两板间距离增大时，静电计指针张角变 ；
③当两板互相平行地错开时，静电计指针张角变 ．
【答案】小；大；大
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】静电计和电容器相连，有少量的电荷转移到静电计上，在忽略电荷的减少时当成电容器的电荷量不变，静电计的张角反映电容器的电压大小；电容器的电容决定式 ，电容的定义式 .①当向两板间插入电介质时，两板间的电势差减小，静电计指针张角变小；②当两板间距离增大时，两极板间电压增大，静电计指针张角变大；③当两板互相平行地错开时，两极板间电压变大，静电计指针张角变大．
【分析】解答本题首先应明确题中静电计的作用是测定电容器两极电势差，当电势差增大时静电计指针张角变大。然后根据电容器的决定式和定义式分析。
三、解答题
16．如图所示电路，R1=2Ω，R3=4Ω，总电压U=22V，U2=10V，求R2、U1．
【答案】解：由图可知，三个电阻串联，三个电阻中电流相等，则由欧姆定律可知：
代入数据解得：R2=5Ω；
对电阻R2由欧姆定律得电流
电阻R1的的电压为：
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】根据串联电路电压、电流关系和欧姆定律解答本题。
17．如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q＝-2×10－10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8×10－8J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8×10－8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的方向．
【答案】解：A、B间电势差为UAB= =﹣240V，
B、C间电势差为UBC= =240V
又UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC，φB=0，得到φA=﹣240V，φC=﹣240V，
所以AC电势相等，场强方向垂直AC连线指向左上方
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【分析】根据可计算各点间的电势差，然后找出两个电势相等的点得到等势面，根据电场线与等势面垂直且从高等势面指向低等势面可知电场线方向。
18．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只单匝圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m=0.1kg，半径为r=0.1m，导线单位长度的阻值为ρ=0.1Ω/m，金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t=0时刻起，测得经过10s丝线刚好被拉断．重力加速度g取10m/s2 ． 求：
（1）导体圆中感应电流的大小及方向；
（2）丝线所能承受的最大拉力F；
（3）在丝线断前的10s时间内金属圈中产生的焦耳热Q．
【答案】（1）解：有楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向
由图乙知，
导体圆的电阻为
圆中感应电流
（2）解：t时刻磁感应强度
导体圆受到的安培力
细线的拉力
当t=10s时，代入数据得F=1.32N
（3）解：金属圈内产生的焦耳热
代入数据得：Q=0.025J
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】本题考查电磁感应规律的综合应用。题中由于B增大，穿过线圈磁通量增大，由楞次定律和法拉第电磁感应定律可得感应电流的大小和方向，再对导体圈受力分析，根据平衡条件可求丝线刚好被拉断时的拉力，线圈中产生焦耳热根据焦耳定律表达式计算。
19．图中A点有一正电荷Q=2.0×10﹣4C．把检验电荷q=2.0×10﹣5C的负电荷置于B点，他们相距离r=2m，如图所示．求：
（1）q受到的电场力的大小（k=9.0×109N m2/c2）；
（2）q所在点的电场强度的大小；
（3）只将B处的检验电荷q移走，求此时B点的电场强度的大小．
【答案】（1）解：根据库仑定律得：
代入数据得：
（2）解：根据电场强度的定义：
场源电荷为正电荷，B点的场强方向背离场源，则方向水平向右
（3）解：电场强度由电场本身决定，则移走试探电荷，电场不变，B点场强不变，
故仍为：E=4.5×105N/C
【知识点】电场及电场力；电场强度
【解析】【分析】本题考查学生对电场强度的理解；电场强度是表示电场强弱的物理量，某点电场强度是由电场本身性质和点的位置决定，与是否存在试探电荷无关。根据库仑定律和电场强度定义式可得库仑力和电场强度的大小。
四、实验题
20．在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：
A．干电池一节
B．电流表(量程0.6A)
C．电压表(量程3V)
D．开关S和若干导线
E．滑动变阻器R1(最大阻值20Ω，允许最大电流1A)
F．滑动变阻器R2(最大阻值200Ω，允许最大电流0.5A)
G．滑动变阻器R3(最大阻值2000Ω，允许最大电流0.1A)
（1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选 （填“R1”、“R2”或“R3”）．
（2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大．
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出U I图线 ，由此求得待测电池的电动势E= V，内电阻r = Ω．（结果保留两位有效数字）所得内阻的测量值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）
【答案】（1）R1
（2）
（3）；1.5；1.9；偏小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择 ，而且额定电流较大；（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： ；（3）根据坐标系内描出的点作出电源的 图象，图象如图所示： 由图示电源 图象可知，图象与纵轴交点坐标值为 ，电源电动势 ，电源内阻： ；相对于电源来说，电流表采用外接法，电流表的测量值小于通过电源的电流，电动势和内阻的测量值均小于真实值。
【分析】器材选择应根据“安全性”、“便于操作”、“精确性”原则选择器材；画U-I图线时应用平滑的曲线或直线连线，然后根据U-I图线的斜率表示电源内阻，纵轴截距表示电源电动势解答本题。
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