同步测控
我夯基,我达标
1.下列叙述正确的是( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异号电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮没
解析:由电荷守恒定律,电荷既不能创造,也不能消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体.在任何转移的过程中,电荷的总量不变.
答案:B
2.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是( )www.21-cn-jy.com
A.带有等量异种电荷 B.带有等量同种电荷
C.带有不等量异种电荷 D.一个带电,另一个不带电
解析:把两个完全相同的金属球接触再分开,发现两球之间相互排斥,说明两球接触后带同种电荷.若两球原来带等量异种电荷,接触后电荷中和,小球不带电,分开后不排斥,所以A不对;若两球原来带等量同种电荷,接触后仍带等量同种电荷,分开后会排斥,所以B符合题意;若两球带不等量异种电荷,则两球接触后,中和一部分电荷,剩余电荷两球平分,所以C符合题意;若小球一个带电,一个不带电,接触后,两球平分电荷,分开后会排斥,所以D符合题意.www-2-1-cnjy-com
答案:BCD
3.有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则( )
A.B、C球均带负电
B.B球带负电,C球带正电
C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电
D.B、C球都不带电
解析:A带正电,A吸引C,则C可能带负电或不带电;A吸引B,则B可能带负电或不带电;若B带负电,B又吸引C,则C此时不带电;同理,若C带负电,B不带电.
答案:C
4.如图,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,可能看到的现象是( )2-1-c-n-j-y
A.只有M端验电箔张开,且M端带正电
B.只有N端验电箔张开,且N端带负电
C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电
D.两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电
解析:A靠近不带电导体的M端,MN由于静电感应带电.由于同性相斥,异性相吸,M端将感应正电荷,N端感应负电荷.21·世纪*教育网
答案:C
5.半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开.21教育网
(1)若A、B两球带同种电荷,接触后的电荷量之比为_______________.
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后的电荷量之比为_______________.
解析:三个小球相同,相互接触时可平分总电荷.A、B带同种电荷时,C接触A,分一半电荷,A上电荷为Q/2;再接触B,B、C两球上电荷先中和再平分,每球分得3Q/4.则A、B上所带电荷量之比为2∶3.同理可推,当A、B带异种电荷时两球电荷量之比为2∶1.
答案:2∶3 2∶1
我综合,我发展
6.如图,挂在绝缘细线下的小轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A.甲图中两球一定带异号电荷 B.乙图中两球一定带同号电荷
C.甲图中两球至少有一个带电 D.乙图中两球至少有一个带电
解析:甲图中两球相吸,则有两种情况,一种是两球带异种电荷,根据异性相吸可如图中所示;另一种是有一球带电,则由于静电感应,两球相吸.所以C对,A不一定.乙图中两球相斥,则两球一定带有同种电荷,B对.21cnjy.com
答案:BC
7.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( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.减小 B.不变 C.增大 D.增大后再减小
解析:带正电的导体球接近验电器小球时,由于静电感应,验电器上的负电荷要向上移动,相对应地金属箔片上的正电荷量要增大,所以夹角要增大.21*cnjy*com
答案:C
8.如图,将带电棒移近两个不带电的导体球,两导体球开始时相互接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是( )21世纪教育网版权所有
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开
D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电
解析:使两球带电有两种方法,接触带电或感应起电.将棒接触其中一球,再把两球分开,小球会由于接触带电,所以C对.或者是将棒接近其中一个小球,小球会由于静电感应带电,若先移走棒静电感应现象消失,小球仍不带电,所以应先将小球分开再移走棒,小球才会带电,并且这时棒上的带电荷量不变.21·cn·jy·com
所以B、D不对,A正确.
答案:AC
9.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的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图,现使b带电,则( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.a、b间不发生相互作用 B.b将吸引a,吸住后不放开
C.b立即把a排斥开 D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
解析:不带电的小球a靠近带电金属球b时,由于静电感应a上与b所带电荷异性的电荷向靠近b的一端移动,相对应地,与b所带电荷同性的电荷向远离b的一端移动,b对a的引力大于斥力,所以b要吸引a.当a与b接触后,由于接触带电,a与b带上同种电荷,b要排斥a.【出处:21教育名师】
答案:D
10.小明在加油站看到一条醒目的标语:“严禁用塑料桶装运汽油!”你能说出这条规定的道理吗?
解析:因为在运油的过程中油会和桶摩擦产生静电.如果用塑料桶来装运汽油的话,电荷不能及时导出,会发生爆炸等危险事故.所以,我们一般采用可以及时导出电荷的金属材料来做油桶.2·1·c·n·j·y
同步测控
我夯基,我达标
1.关于点电荷的说法,正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才能作为点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C.点电荷一定是电荷量很小的电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
解析:两个带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多,而不是看物体本身有多大,也不是看它所带的电荷量有多大.21·世纪*教育网
答案:D
2.下列哪些物体可以视为点电荷( )
A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B.均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可视为点电荷
C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D.带电的金属球一定不能视为点电荷
解析:带电体能否视为点电荷,要看它们本身的线度是否比它们之间的距离小得多,而不是看物体本身有多大,也不是看它所带的电荷量有多大.21cnjy.com
答案:BC
3.库仑定律的适用范围是( )
A.真空中两个带电球体间的相互作用
B.真空中任意带电体间的相互作用
C.真空中两个点电荷间的相互作用
D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律
解析:库仑定律适用范围:真空中两个点电荷间的相互作用.
答案:CD
4.A、B两个点电荷间距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将( )
A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.不能确定
解析:两个点电荷之间的作用力不因第三个电荷的存在而改变.
答案:C
5.在真空中有两个带电小球,带电荷量分别是q1和q2,则( )
A.电荷量大的小球受到的库仑力大
B.电荷量小的小球受到的库仑力大
C.两个小球受到的库仑力大小相等
D.只有两个带电小球所带电荷量相等,它们受到的库仑力的大小才相等
解析:库仑力同样遵守牛顿第三定律.
答案:C
6.对元电荷的理解,下列说法正确的是( )
A.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值上相等的电荷
B.元电荷就是电子
C.元电荷就是质子
D.带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
解析:元电荷是自然界中存在的最小的电荷.
答案:AD
7.两个点电荷甲和乙同处于真空中.
(1)甲的电荷量是乙的4倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的_________倍;
(2)若把每个电荷的电荷量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的_________倍;21世纪教育网版权所有
(3)保持原电荷电荷量不变,将距离增为原来的3倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的_________倍;21教育网
(4)保持其中一电荷的电荷量不变,另一个电荷的电荷量变为原来的4倍,为保持相互作用力不变,则它们之间的距离应变为原来的_________倍;www.21-cn-jy.com
(5)把每个电荷的电荷量都增大为原来的4倍,那么它们之间的距离必须变为原来的_____________倍,才能使其间的相互作用力不变.2·1·c·n·j·y
答案:1 4 1/9 2 4
我综合,我发展
8.两个半径均为1 cm的导体球,分别带上+Q和-3Q的电荷量,两球心相距90 cm,相互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3 cm处,则它们的相互作用力大小变为( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.3 000 F B.1 200 F C.900 F D.无法确定
解析:两球心相距90 cm时,两球距离比球本身大得多,由库仑定律:F=k=k;两球相碰后,电荷量变为,,但两球心距离变为相距3 cm,这时两球不能再被看作点电荷,所以不能用库仑定律计算.但可定性分析,由于同性相斥、异性相吸原理,电荷向远端运动,所以距离大于3 cm,F>k.21·cn·jy·com
答案:D
9.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电荷量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则( )2-1-c-n-j-y
A.q一定是正电荷 B.q一定是负电荷
C.q离Q2比离Q1远 D.q离Q2比离Q1近
解析:点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,说明q所受Q1、Q2的库仑力大小相等,方向相反,在同一直线上.所以带正电带负电均可.但q离Q1比Q2要远.
答案:D
10.如图,两个质量相等的小球,带电荷量分别为q1、q2,用长为L的两根绝缘细线悬挂在同一地点,静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°,则小球的质量为_________.
解析:对小球进行受力分析,小球受重力、拉力和彼此间的排斥力并且小球在这三个力的作用下处于平衡状态,所以k=mgtan30°.21*cnjy*com
答案:m=kq1q2/gL2
11.(2007上海物理)如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【来源:21cnj*y.co*m】
解析:因OB处于竖直状态,则线BA中无作用力,故球A只受重力、OA拉力和外力F,由平衡条件知该力可能是图中F2、F3,故BC正确.【版权所有:21教育】
答案:BC
12.如图所示,把质量为0.2 g的带电小球A用丝线吊起,若将带电荷量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3 cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=__________,小球A带的电荷量qA=__________.21教育名师原创作品
解析:对A进行受力分析,受重力、拉力和B的引力作用其处于平衡状态.
由力的关系可得mgtan45°=.
答案:2×10-3 N -0.5×10-8 C
13.光滑绝缘水平面上的带电小球A和B,质量分别为m1=2 g、m2=1 g;它们的带电荷量相等,q1=q2=10-7C,A球带正电,B球带负电.21*cnjy*com
(1)现有水平恒力F1向右作用于A球,这时A、B一起向右运动,且保持距离d=0.1 m不变,如图.试问F1多大?它们如何运动?
(2)若水平恒力F2向左作用于B球,两球一起向左运动,也保持距离d=0.1 m不变,如图.试问F2多大?【出处:21教育名师】
解析:(1)两球保持不变,相互作用的静电力为恒力,
其大小为F=k=9×109×N=9×10-3 N.
F1作用于A时,两球一起向右做匀加速直线运动,由B受力情况可求得加速度为
a1=m/s2=9 m/s2.
以A、B整体为研究对象,作用于A球向右的恒力为F1=(m1+m2)a1=(2×10-3+1×10-3)×9 N=2.7×10-2N.www-2-1-cnjy-com
(2)当F2作用于B时,由A球的受力情况得系统的加速度为a2=m/s2=4.5 m/s2.
所以F2=(m1+m2)a2=(2×10-3+1×10-3)×4.5 N=1.35×10-2 N.
答案:(1)2.7×10-2N 两球一起向右做匀加速直线运动
(2)1.35×10-2 N
14.设氢原子核外电子的轨道半径为r,电子质量为m,电荷量为e,求电子绕核运动的周期.
解析:电子绕氢核作圆周运动,库仑力提供向心力,所以k=.
答案:
同步测控
我夯基,我达标
1.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.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用
解析:电荷周围存在电场,电荷的相互作用不可能超越距离,是通过电场传递的,电荷与电荷之间的作用也是通过场来传递的.21cnjy.com
答案:ACD
2.电场强度的定义式为E=F/q,下列说法正确的是…( )
A.该定义式只适用于点电荷产生的电场
B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷的电荷量
C.场强的方向与F的方向相同
D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比
解析:定义式E=F/q对任何电场都适用,所以A错;且公式中F指检验电荷在这一点所受的电场力大小,q是指检验电荷的电荷量,所以B错;场强方向与正电荷在该点所受F的方向相同,与负电荷所受F的方向相反,所以C错;由定义式可得,F与E成正比,所以D对.21·世纪*教育网
答案:D
3.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电荷量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则( )www-2-1-cnjy-com
A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化
B.若在A点换上电荷量为2q的电荷,A点的场强将变为2E
C.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零
D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关
解析:场强E是由电场本身的性质决定,与电荷所受电场力F和检验电荷所带电荷量q均无关,与这一点有无电荷也无关,所以A、B、C均错,D正确.www.21-cn-jy.com
答案:D
4.对公式E=k的几种不同理解,错误的是…( )
A.当r→0时,E→∞
B.当r→∞时,E→0
C.某点的场强与点电荷Q的大小无关
D.在以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同
解析:因为公式E=k是由公式E=k和库仑定律E=k推导而来的,所以用它来解决问题时需符合条件:真空中的点电荷周围的电场,所以r→0时,电荷不能看作点电荷,公式不再适用,所以A错,B对;并且Q指源电荷所带的电荷量,它对E会有影响,所以C错;同时场强E是矢量,有方向,点电荷周围以Q为中心,半径为r的球面上的各点场强大小都相等,但方向不同,场强也就不同,所以D错.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:ACD
5.关于电场线的说法,正确的是( )
A.电场线的方向,就是电荷受力的方向
B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大
D.静电场的电场线不可能是闭合的
解析:正电荷的受力方向沿着电场线的切线方向,负电荷的受力方向沿着电场线切线的反方向,并且电场线不一定和电荷运动轨迹重合,所以AB错;电场线的疏密程度表示场强大小,同一电荷所受电场力由于与场强成正比,所以C对;静电场的电场线从正电荷或无穷远出发,到无穷远或负电荷结束,且不闭合,所以D对.21世纪教育网版权所有
答案:CD
6.两个等量异种点电荷+Q和-Q,相距为r.在它们连线的中点O处放置另一点电荷q,则q受的电场力大小等于( )21*cnjy*com
A.0 B.k C.k D.k
解析:点电荷在中点O处的场强等大同向,根据场的叠加得E=2k,再根据电场力公式得B正确.
答案:B
我综合,我发展
7.(2007江苏运河中学模拟)以下关于电场线的说法,正确的是( )
A.电场线是电荷移动的轨迹
B.电场线是实际存在的曲线
C.电场线是闭合的曲线
D.电场线是起始于正电荷(或无穷远处),终止于负电荷(或无穷远处)
解析:电场线是为了描述电场假想出来的曲线,电场线起始于正电荷,到负电荷终止,是不闭合的曲线;电场线不一定与电荷运动的轨迹相同,这与电荷的初始速度有关.
答案:D
8.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则( )【出处:21教育名师】
A.A、B两处的场强方向相同
B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB
C.电场线从A指向B,所以EA>EB
D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定
解析:电场线的切线方向指场强方向,所以A对;电场线的疏密程度表示场强大小,只有一条电场线的情况下不能判断场强大小,所以B、C错误,D正确.2-1-c-n-j-y
答案:AD
9.四种电场的电场线如图所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点做加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的( )21教育网
解析:因为a∝F,所以a逐渐增大,F也逐渐增大.又q仅在电场力作用下运动,并且F于E成正比,所以E也要逐渐增大.而且电场线的疏密程度表示场强大小,所以由图可得D图中EN>EM.所以D正确.【版权所有:21教育】
答案:D
10.右图表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得检验电荷所受电场力与电荷量间的函数关系图象,那么下列说法中正确的是( )21教育名师原创作品
A.该电场是匀强电场
B.这四点场强的大小关系是Ed>Ea>Eb>Ec
C.这四点场强的大小关系是Ea>Eb>Ec>Ed
D.无法比较这四点场强大小关系
解析:由公式E=可得,F与q成正比,比值即等于场强E.所以在图中可得斜率越大E越大.
答案:B
11.在空间某一区域,有一匀强电场,一质量为m的液滴,带正电荷,电荷量为q,在此电场中恰能沿竖直方向做匀速直线运动,则此区域的电场强度的大小为__________N/C,方向__________.21*cnjy*com
解析:对电荷进行受力分析,如图.因为液滴恰能沿竖直方向做匀速直线运动,所以液滴应受平衡力作用.
即Eq=mg.
所以E=mg/q,方向竖直向上.
答案:mg/q 竖直向上
12.把一个电荷量q=-10-6C的试探电荷,依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两处,如图,受到的电场力大小分别为FA=5×10-3N,FB=3×10-3N.【来源:21cnj*y.co*m】
(1)画出试探电荷在A、B两处的受力方向;
(2)求出A、B两处的电场强度;
(3)如在A、B两处分别放上另一个电荷量为q′=10-5C的电荷C,受到的电场力多大?
解析:(1)试探电荷在A、B两处的受力方向沿着它们与点电荷Q的连线向内,如图.
(2)A、B两处的场强大小分别为
EA=N/C=5×103 N/C,
EB=N/C=3×103 N/C,
电场强度的方向取决于正试探电荷的受力方向,因此沿着A、B两点与点电荷Q的连线向外.
(3)当在A、B两点放上电荷C时,受到的电场力分别为:
FA′=Eaq′=5×103×10-5 N=5×10-2 N,
FB′=Ebq′=3×103×10-5 N=3×10-2 N,
方向均与场强方向相同.
答案:(1)略 (2)5×103 N/C;3×103 N/C (3)5×10-2 N/C;3×10-2 N/C21·cn·jy·com
13.如图,A、B两小球带等量同号电荷,A固定在竖直放置的高为h的绝缘支杆上,B静止在光滑的绝缘斜面上与A等高处,斜面倾角为θ,B的质量为m,求B的带电荷量q.
解析:对B进行受力分析,B受重力mg、支持力FN、A球的排斥力F.
由题意可知B处于平衡状态,所以三力平衡F=mgtanθ.
又由库仑定律F=k得q=.
答案:q=
14.如图,A为带-Q的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,小球受向右的电场力作用偏转θ角而静止.2·1·c·n·j·y
小球用绝缘丝线悬挂于O点,试求:小球所在处的电场强度.
解析:对小球进行受力分析,小球受重力mg、拉力F拉和静电力F作用并处于平衡状态.
所以F=mgtanθ.
又由E=F/q,得E=mgtanθ/q.
答案:E=mgtanθ/q
同步测控
我夯基,我达标
1.真空中两个等量异种点电荷电荷量的值均为q,相距为r,两点电荷连线中点处的场强为( )
A.0 B.2kq/r2 C.4kq/r2 D.8kq/r2
解析:两等量异种点电荷的中点处场强应为这两个点电荷在该点产生的场强的矢量和.
答案:D
2.在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B,下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )21·cn·jy·com
A.用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B.用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C.用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触
D.使验电器A靠近B
解析:由于处于静电平衡的导体内部场强处处为零,导体上的电荷都分布在外表面上,所以用取电棒接触B的外壁可以使A带电,但接触内壁不能使A带电,所以A错,B对;用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连,再把取电棒与B的内壁接触,验电器、取电棒和导体就相当于一个导体,这时验电器在外部,所以会带电,C对;使验电器靠近B,由于静电感应,验电器也会带电,所以D对.www.21-cn-jy.com
答案:BCD
3.在一个导体球壳内放一个电荷量为+Q的点电荷,用Ep表示球壳外任一点的场强,则( )
A.当+Q在球壳中央时,Ep=0
B.不论+Q在球壳内何处,Ep一定为零
C.只有当+Q在球心且球壳接地时,Ep=0
D.只要球壳接地,不论+Q在球壳内何处,Ep一定为零
解析:当球壳内放入点电荷时,若球壳不接地,球壳会由于静电感应带电,此时不论+Q放在何处球壳都带电,场强E均不为0;当球壳接地时,球壳上的电荷被导入地下,这时不论+Q放在何处球壳上的场强均为0.21·世纪*教育网
答案:D
4.一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是图中的哪一个( )
解析:正电荷放在空心金属球球心,球壳由于静电感应带电,内表面带负电,外表面带正电,因为电场线从正电荷出发,到无穷远或到负电荷终止,所以B正确.www-2-1-cnjy-com
答案:B
5.如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球缓慢地靠近(不相碰),则下列说法中正确的是…( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.B端的感应电荷越来越多
B.导体内场强越来越大
C.感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强
D.感应电荷在M点和N点产生的场强相等
解析:绝缘导体向带电体移动过程中,导体中电荷受到的外电场的作用力变大,使电荷不断移动,故A正确.由于导体缓慢移动,所以移动过程导体可视为总是处于静电平衡状态,其内部合场强应等于零,故B错误.要使合场强等于零,感应电荷在M、N两点的场强应与电荷Q在M、N两点产生的场强大小相等,方向相反,由E=kQ/r2可知,C对,D错,故选择A、C.2-1-c-n-j-y
答案:AC
我综合,我发展
6.如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.A、B两点场强相等,且都为零
B.A、B两点的场强不相等
C.感应电荷产生的附加场强大小是|Ea′|<|Eb′|
D.当电键K闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
解析:导体处于静电平衡时导体内部场强处处为零,所以A正确,B错误;此时感应电荷产生的场强E感=E=k,因为A距电荷更近,所以A点产生的场强更大些;由于静电感应,导体上靠近电荷的一端带正电,另一端带负电,当闭合电键K时,电子从大地沿导线向导体运动.所以C错,D对.21cnjy.com
答案:AD
7.有一绝缘空心金属球A,带有4×10-6C的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B,带有2×10-6C的负电荷.若把B球跟A球的内壁相接触,如图,则B球上电荷量为____________C,A球上电荷量为____________C,分布在____________.21*cnjy*com
解析:B接触A时,A与B相当于一个导体,首先电荷要中和一部分,剩下的电荷会由于静电平衡全部分布到导体外表面.【出处:21教育名师】
答案:0 2×10-6 A的外表面
8.如图所示,A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金属球C.在下列情况中,判断A、B两球的带电情况:21*cnjy*com
(1)A、B接触后分开,再移去C,则A____________,B____________;
(2)A、B接触,用手指瞬间接触B后再移去C,则A____________,B____________;
(3)A、B接触,用手指接触A,先移去C后再移去手指,则A____________,B____________.
解析:A、B在C旁接触后分开,由于静电感应带电,B带负电,A带正电;若A、B接触后手指瞬间接触B,相当于A、B和地球相连,正电荷到了地面上,A、B带负电;若手指接触A,移去C后再拿开手指,A、B上的电荷将被导入地面,A、B都不带电.
答案:(1)带正电 带负电 (2)带负电 带负电?(3)不带电 不带电
9.如图,在边长为L的正方形四个顶点A、B、C、D上依次置放电荷量为+q、+q、+q和-q的点电荷,求正方形中心O点的电场强度.2·1·c·n·j·y
解析:由对称性原理可知:若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷,则中心O点的场强为零,因此可把D点的电荷等效为两部分:+q和-2q.+q和另三个点电荷在中心O点的合场强为零,-2q在中心O点场强为E=k.【版权所有:21教育】
故正方形中心O点的场强大小为E=,方向沿OD连线由O指向D.
答案:E= 方向沿OD连线由O指向D
10.如图,A、B为体积可忽略的带电小球,QA=2×10-8 C,QB=-2×10-8 C,A、B相距3 cm.在水平外电场作用下,A、B保持静止,悬线都沿竖直方向.试求:21教育名师原创作品
(1)外电场的场强大小和方向;
(2)AB中点处总电场的场强大小和方向.
解析:(1)对A进行受力分析,B对A有向右的作用力F,要悬线保持竖直,匀强电场对A的作用力应向左,且与F等大.所以匀强电场方向向左.21世纪教育网版权所有
因为F′=F,
所以EQA=k得E=k=9×109×N/C=2×105 N/C,
方向水平向左.
(2)A、B中点处的总电场场强是A、B产生的场强和匀强电场的场强的叠加场强.
A在该点的场强EA=k=9.0×109×N/C=8×105 N/C,方向水平向右;
B在该点的场强EB=k=9.0×109×N/C=8×105 N/C,方向也水平向右;
匀强电场的场强为E=2×105 N/C,方向水平向左.
所以E合=E+EA+EB=1.4×106 N/C,方向水平向右.
答案:(1)2×105 N/C,水平向左
(2)1.4×106 N/C,水平向右
11.研究表明:地球表面的电场强度不为零.设地球表面电场强度的平均值为E( N/C),则地球表面每平方米所带电荷量为多少?(静电力常量为k)21教育网
解析:设地球表面所带电荷量为Q,地球半径为R,把Q等效在地心处,则由地球表面处的场强E=k,得Q=,地球表面积为S=4πR2,所以要求的电荷量q=C/m2.
答案:q=C
同步测控
我夯基,我达标
1.电场中的电荷因___________而具有的能量叫电势能.当两个同种电荷距离增大时,电荷的电势能将___________;若把两个电荷的距离增大时,电场力做了负功,则这两个电荷为___________种电荷.【来源:21·世纪·教育·网】
解析:电荷因在电场中受电场力的作用而具有的能量叫电势能;电场力对电荷做正功时,电势能减小;电场力对电荷做负功时,电势能增加.当两个同种电荷间距增大时,库仑力做正功,电势能减少;当把两个电荷间距增大时,若电场力做负功,则两电荷要受到向里的力,带异种电荷.21·世纪*教育网
答案:受电场力作用 减少 异
2.某电场区域的电场线如图,把一个电子从A点移到B点时( )
A.电子所受电场力增大,电子克服电场力做功
B.电子所受的电场力减小,电场力对电子做正功
C.电子所受的电场力增大,电势能减少
D.电子所受的电场力增大,电势能增大
解析:电子从A点向B点移动,电子受力方向与运动方向相同,所以电场力做正功,电势能减少.又因为电场线密处场强大,同时粒子的受力也大,所以电子在B点受力要大于A点.
答案:C
3.如图甲是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点,一负电荷只受电场力作用,沿电场线从a运动到b.在这过程中,电荷的vt图线如图乙所示,比较a、b两点电势的高低和场强的大小( )www-2-1-cnjy-com
甲 乙
A.φa>φb,Eaφb,Ea=Eb C.φa<φb,Ea>Eb D.φa<φb,Ea=Eb
解析:从速度图线看到,负电荷做匀减速运动,所受电场力为恒力,电场为匀强电场;受电场力的方向为b到a,因此电场线方向为a到b,有a点的电势高于b点;选B.
答案:B
4.在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+q和-q的试探电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是( )2-1-c-n-j-y
A.放上+q时,它们的电势能EA>EB>EC
B.放上+q时,它们的电势能EAC.放上-q时,它们的电势能EA>EB>EC
D.放上-q时,它们的电势能EA解析:为了比较电荷在不同位置上电势能的大小,只需根据电荷在这些位置间移动时电场力做的功来判断.
放上+q时,电荷从位置A到B到C,都是电场力做功,电势能应减小,可见EA>EB>EC.
放上-q时,电荷从位置A到B到C,外力需克服电场力做功,电荷电势能应增大,即EA答案:AD
5.如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点.若带电粒子运动中只受电场力作用,根据此图不可以作出的判断是( )21教育网
A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
解析:不知道电场线的方向,所以不能判断带电粒子的电性;根据曲线运动的条件,力的方向指向轨道凹侧,所以能判断电场力的方向,以及电场力做功的情况,因此B、C、D可以确定.www.21-cn-jy.com
答案:A
6.如图,在真空中有两个等量正电荷Q,分别置于A、B两点,DC为A、B连线的中垂线,D为无限远处,现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中,下述结论中正确的是( )21*cnjy*com
A.q的电势能逐渐减少 B.q的电势能逐渐增加
C.q受到的电场力逐渐减小 D.q受到的电场力先增大后减小
解析:两个等量正电荷相互排斥,其周围的电场应该是在A、B中点处即无穷远处的场强最小,为0.
那么,当q沿CD由C向D运动时,E先变大后变小,电场力F也先变大后变小,且在这个过程中电场力做正功,电势能减小.【来源:21cnj*y.co*m】
答案:AD
7.带负电的试探电荷,只受电场力作用,下列几种情况正确的是( )
A.它的运动方向跟所在位置的场强方向相反
B.它受力的方向跟所在位置的场强方向相反
C.它的动能增加,电势能减小
D.它的电势能越来越大
解析:带负电的电荷,只受电场力作用,其受力方向应跟所在位置的场强方向相反;但因为不知电荷的初速度情况,所以不能判断其运动方向及力的做功情况,也就不能判断电势能的变化情况.21世纪教育网版权所有
答案:B
我综合,我发展
8.一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功3 J,电场力做功1 J,克服空气阻力做功0.5 J,则小球( )【出处:21教育名师】
A.在a点的重力势能比在b点大3 J B.在a点的电势能比b点小1 J
C.在a点的动能比在b点小3.5 J D.a点的机械能比b点机械能少0.5 J
解析:重力做正功,重力势能减少,减少量等于重力做功的多少,A对;同理,电场力做正功,电势能减少,减少量等于电场力做功的多少,B错;动能的变化等于合力做功,合力做正功,动能增大,C错;机械能的变化等于除重力外其他力做功的和,D错.
答案:A
9.(2007广东理综)如图2所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,若带电粒子q(|Q|?|q|)由a运动到b,电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是( )【版权所有:21教育】
图2
A.若Q为正电荷,则q带正电,Fa>Fb
B.若Q为正电荷,则q带正电,FaC.若Q为负电荷,则q带正电,Fa>Fb
D.若Q为负电荷,则q带正电,Fa答案:A
10.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点时速度恰好为零,设ab所在的电场线竖直向下,a、b间的高度差为h,则…( )
A.带电粒子带负电
B.a、b两点间的电势差Uab=mgh/q
C.b点场强大于a点场强
D.a点场强大于b点场强
解析:带电粒子由a到b的过程中,重力做正功,而动能没有增大,说明电场力做负功.根据动能定理有mgh-qUab=0,21·cn·jy·com
解得a、b两点间电势差为Uab=mgh/q.
因为a点电势高于b点电势,Uab>0,所以粒子带负电,选项A、B皆正确.
带电粒子由a到b运动过程中,在重力和电场力共同作用下,先加速运动后减速运动;因为重力为恒力,所以电场力为变力,且电场力越来越大;由此可见b点场强大于a点场强.选项C正确,D错误.21cnjy.com
答案:ABC
11.如图所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与环面平行.一电荷量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时,速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,试计算:
(1)速度vA的大小;
(2)小球运动到与A点对称的B点时,对环在水平方向的作用力.
解析:(1)在A点,小球在水平方向只受电场力作用,根据牛顿第二定律得:qE=m
所以小球在A点的速度vA=.
(2)在小球从A到B的过程中,根据动能定理,电场力做的正功等于小球动能的增加量,即2qEr=mvB2-mvA2,2·1·c·n·j·y
小球在B点时,根据牛顿第二定律,在水平方向有Fb-qE=m
解以上两式,小球在B点对环的水平作用力为Fb=6qE.
答案:(1)vA= (2)FB=6qE
12.如图,匀强电场水平向左,带正电物块A沿绝缘水平板向右运动,经P点时动能为200 J,到Q点时动能减少了160 J,电势能增加了96 J,则它再回到P点时的动能为___________J.
解析:从P到Q,由动能定理得-W电-W摩=ΔEk,
其中W电=96 J,ΔEk=-160 J,
所以W摩=64 J
从P点到最远处-W电′-W摩′=ΔEk′
因为,ΔEk=-200 J
所以W摩′=80 J
从P出发再回到P-W摩′=-Ek′-200
所以Ek′=40 J,即再回到P点时的动能为40 J.
答案:40
同步测控
我夯基,我达标
1.下列说法中正确的是( )
A.沿电场线方向场强一定越来越低
B.沿电场线方向电势一定越来越低
C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减小
D.在电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动
解析:场强大小由电场线的疏密程度来决定,与电场线方向无关,所以A错;沿电场线方向电势是降低的,所以B对;沿电场线方向移动电荷,若是正电荷,电场力做正功,电势能减小,若是负电荷,电场力做负功,电势能增加,所以C错;电荷有初速度时,即使电荷仅在电场力作用下,也不一定从高电势向低电势运动.21cnjy.com
答案:B
2.在电场中,A点的电势高于B点的电势,则…( )
A.把负电荷从A点移到B点,电场力做负功
B.把负电荷从A点移到B点,电场力做正功
C.把正电荷从A点移到B点,电场力做负功
D.把正电荷从A点移到B点,电场力做正功
解析:电场中A点电势高于B点电势,把正电荷从A移到B时,力的方向和运动的方向相同,电场力做正功;把负电荷从A移到B时,电场力和运动方向相反,电场力做负功.
答案:AD
3.在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是…( )
A.电场强度大的地方电势一定高 B.电势为零的地方场强也一定为零
C.场强为零的地方电势也一定为零 D.场强大小相同的点电势不一定相同
解析:场强和电势没有必然联系.场强大处电势不一定大,电势大处场强也不一定大.场强是由电场线的疏密程度决定的,电势是沿着电场线方向减小的.21·cn·jy·com
答案:D
4.若带正电的小球只受电场力的作用,则它在任意一段时间内( )
A.一定沿着电场线由高电势向低电势运动
B.一定沿着电场线由低电势向高电势运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势向低电势运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势向低电势运动
解析:只受电场力的带正电小球的运动情况,与它所受的力及初速度方向有关,所以若小球所受力与速度方向有夹角,小球不一定沿电场线运动;若小球初速度方向与所受力的方向相反,或夹角大于90°,小球也不一定由高电势向低电势运动.www.21-cn-jy.com
答案:D
5.(2007上海物理,13)一点电荷仅受电场力作用,由A点无初速释放,先后通过电场中的B点和C点.点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB、EC表示,则EA、EB和EC间的关系可能是( )2·1·c·n·j·y
A.EA>EB>EC B.EA<EB<EC【来源:21·世纪·教育·网】
C.EA<EC<EB D.EA>EC>EB21·世纪*教育网
解析:因点电荷仅在电场力作用下无初速释放,电场力在AB间一定做正功,在BC间可能做正功,也可能做负功,故Ea>Eb,而且Eb>Ec或Eb答案:AD
6.在以点电荷为球心、r为半径的球面上各点相同的物理量是( )
A.电场强度 B.同一电荷所受电场力
C.电势 D.同一电荷具有的电势能
解析:电场强度、电场力都是矢量,有方向,在以点电荷为中心的球面上的各点,这几个量的方向都不同,但电势、电势能是标量,在球面上的各点上,同一电荷所具有的电势能以及电势都是相同的.2-1-c-n-j-y
答案:CD
7.下述说法正确的是( )
A.在同一等势面上移动电荷,电场力不做功
B.等势面上各点场强大小一定相等
C.电场中电势高处,电荷的电势能就大
D.电场强度大处,电荷的电势能就大
解析:在同一等势面上电势相等,同一电荷所具有的电势能也相等,所以在等势面上移动电荷时,电场力不做功,A对;但等势面垂直电场线,场强大小是由电场线的疏密程度决定的,等势面上各点所处的位置电场线疏密程度不一定相同,所以场强也不一定相等,B错;在电势高处,正电荷电势能大,负电荷电势能小,所以C错;电场强度和电势能没有必然联系,所以D错.21*cnjy*com
答案:A
8.一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,其电势能的变化为零,则( )
A.a、b两点场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点的电场力与其移动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
解析:电荷在电场中移动电势能变化为零,说明电场力没做功,也就是a、b两点的电势相等.但因为电场力对电荷做功与路径无关,所以电荷不一定是在等势面上移动的,电场力也不一定总与移动方向垂直.所以D对,A、B、C错.【出处:21教育名师】
答案:D
9.如图所示,两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点,则……
( )
A.a点电势比b点高
B.a、b两点场强方向相同
C.a、b、c三点与无穷远处电势相等
D.一带电粒子(不计重力)在a点无初速释放,则它将在a、b连线上运动
解析:由分析知,a、b、c三点的场强方向均为水平向右,即在a、b、c三点的电场线方向均水平向右,
又因为电场线垂直等势面,所以a、b、c三点在同一
等势面上,三点电势于无穷远处相等,所以B、C对,A错;
带电粒子在a点无初速释放时,粒子受力方向与场强方向在
一条直线上,所以D错.
答案:BC
10.以无穷远处为零电势点,下述情况中各物理量为正还是为负?
(1)负电荷周围空间的电势为___________值.
(2)正电荷位于某负电荷产生的电场内,它的电势能为___________值.
(3)负电荷位于某负电荷产生的电场内,它的电势能为___________值.
解析:因为沿着电场线方向电势降低,所以选无穷远为零电势点时,负电荷周围空间电势为负值;正电荷在这个范围内的电势能为负值;负电荷在这个范围内的电势能为正值.
答案:(1)负 (2)负 (3)正
我综合,我发展
11.下图为电场中的一条电场线,一个正电荷只在电场力作用下从A点沿直线向B点运动时,速度逐渐减小,则φA___________φB(填>、=、<).21世纪教育网版权所有
解析:正电荷从A向B运动时速度逐渐减小,说明电场力对电荷做负功,电荷运动方向与受力方向相反,所以φA<φB.【来源:21cnj*y.co*m】
答案:<
12.如图,a、b、c、d为某电场中的等势面,一带正电粒子飞入电场后只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动.由图可知,四个等势面电势φa、φb、φc、φd由高到低的排列顺序是___________,带电粒子在M、N两点中,电势能较大的是___________点.
解析:带正电粒子飞入电场只在电场力作用下沿M向N点运动,由曲线运动特点,粒子运动轨迹应在速度与力之间并偏向力的方向,可判断粒子在电场中受力应是从a指向b的.因为粒子带正电,所以受力方向与电场方向相同,因此电场线方向由a指向d.又因为沿电场线方向电势降低,所以φa>φb>φc>φd.因为从M向N运动过程中,电场力做负功,所以电势能增大,N点电势能高于M点.21教育网
答案:φa>φb>φc>φd N
13.下图是某匀强电场的等势面示意图,A、B两点相距5 cm,θ=53°,一带电荷量为-4×10-6C的微粒沿AB匀速运动,则此微粒的质量为___________kg.(取g=10 m/s2)
解析:由题图可得,微粒从A向B运动时,电势能变化ΔEp=EpB-EpA=φBq-φAq=8×10-5J.但因为粒子匀速运动,所以动能不变.又因为能量守恒,所以电势能是由重力势能转化来的.
Mgh=ΔEp
又h=Lsin53°=0.04 m
所以M=2×10-4kg.
答案:2×10-4
同步测控
我夯基,我达标
1.下述关于匀强电场的结论错误的是( )
A.公式E=F/q也适用于匀强电场
B.根据U=Ed可知,任意两点的电势差与这两点的距离成正比
C.匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值
D.匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致
解析:公式E=F/q适用于所有的电场,所以A正确;又在匀强电场中,电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差,所以C、D正确,B错误.2-1-c-n-j-y
答案:B
2.关于静电场的说法中正确的是( )
A.在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B.在匀强电场中,电势降低的方向就是场强的方向
C.电荷在等势面上移动时不受电场力
D.若电场力对电荷做正功,电荷的电势能一定减小,而动能不一定增加
解析:在匀强电场中,电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差,所以并不是任意两点间的电势差都与这两点间的距离成正比的,所以A错;并且在匀强电场中,电势降低的方向和场强方向不一定相同,所以B错;又电荷只要在电场中就要受电场力作用,而在等势面上移动时只是电场力不做功,所以C错;若电场力做正功,电势能一定减小,但此时可能还有其他力做功,所以动能不一定增大,所以D对.21*cnjy*com
答案:D
3.如图所示,在场强为E的匀强电场中有A、B两点,AB连线长为L,与电场线夹角为α.则AB两点的电势差为( )【出处:21教育名师】
A.零 B.EL C.ELsinα D.ELcosα
解析:因为在匀强电场中,电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差,
所以UAB=ELcosα.
答案:D
4.如图所示的匀强电场场强为103N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm.则下述计算结果正确的是( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.ab之间的电势差为40 V
B.ad之间的电势差为50 V
C.将q=-5×10-3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周,电场力做功为零
D.将q=-5×10-3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c,电场力做功都是-0.25 J
解析:在匀强电场中,电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差,所以
Uab=Ed=103×0.04 V=40 V
又ad垂直于电场线,所以ad在同一等势面上.Uad=0,且电场力做功为0.
又电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,所以电荷沿abcd移动一周时,电场力做功为0.
答案:AC
5.如图,在场强为E的匀强电场中,取某点O为圆心,以r为半径作一圆,在圆心O点固定一电荷量为+Q的点电荷(设+Q的电场不影响匀强电场E的分布).当把一检验电荷+q放在d点处恰好平衡,则( )21·世纪*教育网
A.匀强电场场强为kQ/r2,方向沿ab方向
B.匀强电场场强为kQ/r2,方向沿cd方向
C.当电荷+q放在b点时,它受到的电场力大小为2Eq
D.将电荷+q由b点沿圆周移动到a点,电场力不做功
解析:因为点电荷+Q给q的静电力为F=k,方向向上,又电荷在d点受力平衡,所以匀强电场给q的力的大小为k,方向应该与Q给的力方向相反,即沿db方向.当将+q放在b点时,它所受的电场力大小为2Eq,方向向下;将q从b移到a时,电场力做负功.
答案:C
6.如图,绝缘杆长L,两端分别带有等量异号电荷,电荷量值为Q,处在场强为E的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下述正确的是( )21世纪教育网版权所有
A.电场力不做功,两电荷电势能不变
B.电场力做的总功为QEL/2,两电荷的电势能减小
C.电场力做的总功为-QEL/2,两电荷的电势能增加
D.电场力做总功大小跟转轴位置无关
解析:当顺时针转杆时,正负电荷在电场中运动,电场力对两电荷都做正功,两电荷电势能减小,W=2Eqdcos60°=2EqL/4=EQL/2,所以B对,A、C错;并且电场力做总功的大小跟转轴位置无关,D对.【版权所有:21教育】
答案:BD
7.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能就为( )
A.8 eV B.15 eV C.20 eV D.34 eV
解析:从a到b电场力做的功为W=Ek2-Ek1=(5-26)eV=-21 eV,每经过一个等势面电场力做功为ΔW=-7 eV,则电荷在第3等势面上的动能为Ek3=(26-14) eV=12 eV,所以总能量为12 eV,由能量守恒得出当电势能为-8 eV时,它的动能为20 eV.选C.21教育名师原创作品
答案:C
我综合,我发展
8.如图所示的匀强电场E=103N/C,矩形abcd的ab边与电场线平行,且ab=3 cm,bc=2 cm,将点电荷q=5×10-8C沿矩形abcd移动一周,电场力做功为_________,ab两点的电势差为_________,bd两点的电势差为_________.【来源:21cnj*y.co*m】
解析:电场力做功与路径无关,所以电荷沿abcd运动一周
电场力做功为0;ab两点间电势差Uab=Ed=103×0.03 V=30 V
又a、d在同一等势面上,所以Ubd=-Uab=-30 V.
答案:0 J 30 V -30 V
9.如图所示的匀强电场的方向是竖直向下的,A、B是两等势面,已知两等势面的电势差为U、距离为d,现在P点放一负电荷q,将使该电场中有一点的场强变为零,这一点距P点的距离为_________.2·1·c·n·j·y
解析:由匀强电场中U=Ed得:E=U/d
在P点放一点电荷,该电场中有一点的场强变为0,那么这一点的场强应是匀强电场和点电荷的电场的合场强.
∴k=Uq/d ∴r=.
答案:
10.对公式v=的适用条件,下列说法中正确的是( )
A.只适用于匀强电场中,v0=0的带电粒子被加速
B.只适用于匀强电场中,粒子运动方向与场强方向平行的情况
C.只适用于匀强电场中,粒子运动方向与场强方向垂直的情况
D.适用于任何电场中,v0=0的带电粒子被加速
解析:初速度为零的带电粒子,经过电势差为U的电场加速,由动能定理qU=mv2,带电粒子的速度变为v=,所以电场不一定为匀强电场.21教育网
答案:D
11.带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除电场力外不计其他力的作用)( )
A.电势能增加,动能增加 B.电势能减小,动能增加
C.电势能和动能都不变 D.上述结论都不正确
解析:带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时,电场力对粒子做正功,电势能减小,动能增加.
答案:B
12.如图所示,A、B、C、D是某匀强电场中的4个等势面,一个质子和一个α粒子(电荷量是质子的2倍,质量是质子的4倍)同时在A等势面从静止出发,向右运动,当到达D面时,下列说法正确的是( )www.21-cn-jy.com
A.电场力做功之比为1∶2 B.它们的动能之比为2∶1
C.它们的速度之比是1∶ D.它们运动的时间之比为1∶1
解析:电场线由高电势指向低电势,∴带正电的粒子从A出发,向D方向运动.
∵W=Uq ∴WH∶Wα=qH∶qα=1∶2
动能Ek=mv2=W
∴Ek1∶Ek2=1∶2,v1∶v2=1∶
又x=·t,∴t1∶t2=v2∶v1=∶1.
答案:AC
13.电子电荷量为e,质量为m,以速度v0沿着电场线射入场强为E的匀强电场中,如图所示,电子从A点入射到达B点速度为零,则A、B两点的电势差为_________;A、B间的距离为_________.21·cn·jy·com
解析:由分析知,电子进入电场,只在电场力作用下运动,所以电场力对电子做负功.由动能定理得
0-mv02=-Uq,∴U=mv02
又U=Ed,∴d=U/E=mv02.
答案:mv02 mv02
14.如图所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,求小球经过最低点时对环底的压力.www-2-1-cnjy-com
解析:当小球由静止下滑到最低点时的过程中,重力和电场力对小球做功,由动能定理得:
mgR+EqR=mv2-0①
又因为小球在最低点时受力关系为:
F-mg-Eq=②
由①②得:F=3(mg+Eq)
又因为小球对环底的压力与环底对小球的支持力是一对相互作用力,所以小球对环底的压力为3(mg+Eq).21cnjy.com
同步测控
我夯基,我达标
1.对电容C=Q/U,以下说法正确的是( )
A.电容器充电量越大,电容增加越大
B.电容器的电容跟它两极所加电压成反比
C.电容器的电容越大,所带电荷量就越多
D.对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
解析:电容器的电容是由电容器本身的因素决定的,与电容器的带电荷量Q和两极间的电压无关.所以D对.
答案:D
2.某一电容器标注的是“300 V,5 μF”,则下述说法正确的是( )
A.该电容器可在300 V以下电压正常工作
B.该电容器只能在300 V电压时正常工作
C.电压是200 V时,电容仍是5 μF
D.使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连
解析:“300 V,5 μF”表示使用该电容器时正常工作的最大电压为300 V,电容器的电容始终为5 μF,所以A、C正确,B错.而且电容的极板上分别带正、负电荷,所以在使用时仍需区分电源与哪个极相连.21世纪教育网版权所有
所以D错.
答案:AC
3.对于给定的电容器,描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图应是图中的( )
解析:电容C与电容器所带的电荷量及两极板间的电压都无关,所以电容不随Q、U变化,B对.
答案:B
4.电容是表征____________的物理量,如果某电容器的电荷量每增加10-6C,两板之间的电势差就加1 V,则该电容器的电容为___________.21*cnjy*com
解析:电容表示电容器容纳电荷的本领大小;由C=得:C=10-6F.
答案:电容器容纳电荷的本领 10-6F
5.右图为电容器C与电压U的电源连接成的电路.当电键K与1接通,电容器A板带___________电,B板带___________电,这一过程称电容器的___________.电路稳定后,两板间的电势差为___________.当K与2接通,流过导体acb的电流方向为___________,这就是电容器的___________过程.21cnjy.com
解析:电键接1时,电容器与电源串联,电源给电容器充电,A板带负电,B板带正电,电路稳定后,两板间电势差为U;当K接2时,电容器放电,电流方向为bca.【来源:21cnj*y.co*m】
答案:正 负 充电过程 U b→c→a 放电过程
6.有一电容器,带电荷量为1.0×10-5C,两板间电压为200 V,如果使它的带电荷量再增加1.0×10-6C,这时它的电容是___________F,两板间电压是___________V.
解析:由C=Q/U得:C=5×10-8 F;当带电荷量增加时,电容不变,仍为5×10-8 F,两极板间电压是U=Q/C=220 V.【出处:21教育名师】
答案:5×10-8 220
7.如图所示,用静电计测量电容器两板间的电势差,不改变两板的带电荷量,把A板向右移,静电计指针偏角将___________;把A板竖直向下移,静电计指针偏角将___________;把AB板间插入一块电介质,静电计指针偏角将___________.21教育名师原创作品
解析:A板右移,两板间距减小,由C=、U=Q/C得:C增大,Q不变,U减小,静电计偏角将减小;A板下移,S减小,C减小,U增大,偏角增大;AB间插入电介质,C增大,U减小,偏角减小.
答案:减小 增大 减小
我综合,我发展
8.如图电路中C是平行板电容器,在S先触1后又扳到2,这时将平行板的板间距拉大一点,下列说法正确的是( )【版权所有:21教育】
A.平行板电容器两板的电势差不变 B.平行板电容器两板的电势差变小
C.平行板电容器两板的电势差增大 D.平行板电容器两板间的电场强度不变
解析:S接1时电源给C充电,S接2时,电容器与电源断开,电容器上电荷量Q不变,两板间距增大,由C=得C变小;由U=Q/C得,U变大;又由E=U/d得:E=,所以E不变.
C、D正确.
答案:CD
9.某平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,相距为d,今在板间中点放一电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力的大小为( )2-1-c-n-j-y
A. B. C. D.
解析:由U=Q/C,E=U/d,F=Eq得:F=Qq/Cd.
答案:C
10.一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连,如果使两板间距离逐渐增大,则( )
A.电容器电容将增大 B.两板间场强将减小
C.每个极板的电荷量将减小 D.两板间电势差将增大
解析:电容器两极板分别与电源正、负极相连,所以电容器两极板间电压不变,两极板间距增大,由C=,Q=UC,E=U/d得:电容C将减小,电荷量Q将减小,E将减小.
答案:BC
11.如图所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则( )21·cn·jy·com
A.电容器带电荷量不变 B.尘埃仍静止
C.检流计中有a→b的电流 D.检流计中有b→a的电流
解析:电容器与电源相连,所以两极板间电压不变.两板错开一些,正对面积S将减小,由C=得C减小.由Q=UC得,Q减小,电容器放电,电子从a向b运动,所以电流从b向a.由E=U/d得,E不变.【来源:21·世纪·教育·网】
分析尘埃受力,受重力mg和电场力Eq.开始mg=Eq,变化后mg=Eq,所以尘埃不动.
答案:BD
12.两平行板电容器的电容之比为C1∶C2=3∶2,带电荷量之比为Q1∶Q2=3∶1.若两个电子分别从两电容器的负极板运动到正极板,它们的动能增量之比ΔEk1∶ΔEk2=______________.
解析:由U=Q/C,W=Uq=ΔEk得:ΔEk=Qq/C ∴ΔEk1∶ΔEk2=2∶1.
答案:2∶1
13.如图所示,平行板电容器两板间距为d,电源电压为6 V.闭合S后将板间距离减为d/4,再断开S,又将两板间距离恢复到d,此时电容器两极间电压为_____________V.
解析:闭合开关,电容器两端的电压不变,由Q=UC,C=得:Q′=4Q;再断开S,Q不变,将两板间距离恢复到d,U′=4Q/C=24 V.21·世纪*教育网
答案:24
14.如图所示,平行的两金属板M、N与电源相连,一个带负电的小球悬挂在两板间,闭合电键后,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若N板向M板靠近,θ角将____________;把电键K断开,再使N板向M板靠近,θ角将.www-2-1-cnjy-com
解析:对小球受力分析,受重力mg,拉力T和电场力F,F=Eq=mgtanθ
闭合电键,U不变,N向M靠近,极板间距d减小,E增大,F增大,θ角增大;K断开,Q不变,再使N向M靠近,d减小,由U=Q/C,E=U/d,F=Eq,C=得:F=Eq=q,与d无关,所以θ角不变.www.21-cn-jy.com
答案:变大 不变
15.如图所示,A、B为不带电平行金属板,间距为d,构成的电容器电容为C.质量为m、电荷量为q的带电液滴一滴一滴由A板上小孔以v0初速射向B板.液滴到达B板后,把电荷全部转移在B板上.求到达B板上的液滴数目最多不能超过多少?21教育网
解析:金属板原来不带电,所以液滴开始进入极板间时,只受重力作用向下运动.当液滴滴在B板上后,B板会带上与液滴同性的电荷,液滴在受重力的同时开始受电场力作用.当液滴所受重力和电场力相等时,液滴将不能再达到B板.2·1·c·n·j·y
由动能定理:0-mv2=Uq+mgd又Q=nq,U=Q/C
解得:n=(mgd+mv02).
答案:n=(mgd+mv02)
同步测控
我夯基,我达标
1.对于金属导体,在导体中产生恒定的电流还必须满足的条件是( )
A.有可以自由移动的电荷 B.导体两端有电压
C.导体内存在电场 D.导体两端加有恒定的电压
解析:导体两端有电压或导体内存在电场都可以使电荷定向移动,但都可能是瞬时的,要想产生恒定的电流,导体两端必须有恒定的电压.21教育网
答案:D
2.关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导线截面的电荷量越多,电流越大
B.电子运动的速率越大,电流越大
C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D.电流是矢量
解析:由公式I=q/t,电流的大小与电荷量q和时间t都有关,所以A、B均错,C对;电流虽然有方向,但它的方向是规定的,不是空间指向,所以电流是标量.
答案:C
3.某电解池,如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )21cnjy.com
A.0 A B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
解析:电解液中的正、负电荷都可以定向移动,所以由I=q/t得
I=(5×1018×2+1.0×1019)×1.6×10-19/1 A=1.6 A.
答案:C
4.下列说法中正确的是( )
A.电流的方向就是电荷移动的方向
B.在一直流电源的外电路上,电流的方向是从电源正极流向负极
C.电流都是由电子的移动形成的
D.电流是有方向的量,所以是矢量
解析:电流的方向规定为正电荷移动的方向,不同的导体其导电机构不同,所以并不是任何电流都是电子的定向移动形成的,电流的方向只是在电路里的流动方向,而不是矢量中所说的空间指向.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:B
5.对于有恒定电流通过的导体,下列说法正确的是( )
A.导体内部的电场强度为0
B.导体是个等势体
C.导体两端有恒定的电压存在
D.通过导体某个截面的电荷量在任何相等的时间内都相等
解析:因为导体内部的电流是由于电荷的定向移动产生的,而电荷要想定向移动都要受到电场力的作用,所以导体内部的电场强度不为0,导体也不能为等势体,所以A、B错;由恒定电流产生的条件,可知导体中要有恒定电流,导体两端要有恒定的电压存在,并且由I=q/t,可得通过导体某截面的电荷量在任何相等时间内都相等,所以C、D对.
答案:CD
6.导体中的电流是5 μA,那么在3.2 s内有_________C的电荷定向移动通过导体的横截面,相当于_________个电子通过该截面.21·cn·jy·com
解析:q=It=5×10-6×3.2 C=1.6×10-5 C
n=q/e=1×1014个.
答案:1.6×10-5 1×1014
我综合,我发展
7.金属导体内电流强度增强是因为( )
A.导体内单位体积的自由电子数增多
B.导体内自由电子定向移动的速率增大
C.导体内电场的传播速率增大
D.导体内自由电子的热运动速率增大
答案:B
8.设金属导体的横截面积为S,单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动速度为v,那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为_________;若电子的电荷量为e,那么在时间t内,通过某一横截面积的电荷量为_________;若导体中的电流为I,则电子定向移动的速率为_________.21世纪教育网版权所有
解析:要求在时间t内通过某一横截面积的自由电子数,只需求出在时间t内通过某一横截面积的电荷量再比上一个电子的电荷量即可.www.21-cn-jy.com
N=q/e=nSvte/e=nSvt,
q=It=enSvt
∵I=q/t=neSvt/t,
∴v=I/enS.
答案:nSvt enSvt I/enS
9.某电解槽内,在通电的2 s内共有3 C的正电荷和3 C的负电荷通过槽内某一横截面,则通过电解槽的电流为_________A.2·1·c·n·j·y
解析:I=q/t=(3+3)/2(A)=3A.
答案:3
10.在氢原子模型中,电子绕核运动可等效为一个环形电流.设氢原子中电子在半径为r的轨道上运动,其质量、电荷量分别用m和e来表示,则等效电流I等于多少?
解析:等效电流即为电子沿圆周持续运动时产生的.每经过一个周期,通过圆周某点的电荷量为e.电子运动的周期T=2πr/v,21·世纪*教育网
由I=q/t=ve/2πr.
答案:ve/2πr
11.在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速,且形成电流为I的平均电流,若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收.设电子质量为m,电荷量为e,进入加速电场之前的初速不计,则t秒内打在荧光屏上的电子数为多少?
解析:打在荧光屏上的电子数为打在荧光屏上的电子总量比上一个电子的电荷量,即
n=q/e=It/e.
答案:It/e.
同步测控
我夯基,我达标
1.下列关于电阻率的叙述,错误的是( )
A.当温度极低时,超导材料的电阻率会突然减小到零
B.常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的
C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度
D.材料的电阻率随温度变化而变化
解析:超导材料的特点就是当温度极低时,其电阻率会突然减小到零,所以A对;常用的导线一般使用铝和铜材料做成,所以B对;材料的电阻率是随温度的变化而变化的,与导体的电阻、横截面积和长度无关,所以C错,D对.21教育网
答案:C
2.一粗细均匀的镍铬丝,截面直径为d,电阻为R.把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后,它的电阻变为( )21·cn·jy·com
A.R/1 000 B.R/100 C.100R D.10 000R
解析:由R=ρ,V=Sl得R′=10 000R.
答案:D
3.用电器离电源L米,线路上的电流为I,为使在线路上的电压不超过U,已知输电线的电阻率为ρ.那么,输电线的横截面积的最小值是( )www.21-cn-jy.com
A.ρL/R B.2ρLI/U C.U/Ρli D.2UL/Iρ
解析:由R=U/I和R=ρ得S=ρ2LI/U.
答案:B
4.一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121 Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是( )
A.大于121 Ω B.小于121 Ω C.等于121 Ω D.无法判断
解析:因为白炽灯泡的灯丝电阻会随温度变化而变化,温度越高电阻越大,所以停止发光一段时间后灯泡电阻会小于正常发光的电阻.21世纪教育网版权所有
答案:B
5.关于导体和绝缘体的如下说法正确的是( )
A.超导体对电流的阻碍作用等于零
B.自由电子在导体中定向移动时仍受阻碍
C.绝缘体接在电路中仍有极微小电流通过
D.电阻值大的为绝缘体,电阻值小的为导体
解析:自由电子在导体中运动时受到阻碍叫做电阻,所以自由电子在导体中运动也受阻碍,但在超导体中电阻为0,即超导体对电流的阻碍作用等于0;绝缘体在电路中也有自由电荷的移动,但绝缘体中自由电荷很少,所以电流很微弱;不能单纯从阻值大小来判别绝缘体和导体.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:ABC
6.材料的电阻率在数值上等于用这种材料制成的长为_________m,横截面积为_________m2的一条导线的电阻;在国际单位制中,电阻率的单位为_________.21·世纪*教育网
答案:1 1 Ω·m
我综合,我发展
7.两种材料不同的电阻丝,长度之比为1∶5,截面积之比为2∶3,电阻之比为2∶5,则材料的电阻率之比为_________.www-2-1-cnjy-com
解析:由R=ρ得ρ1∶ρ2=ρ1∶ρ2=2∶5
所以ρ1∶ρ2=4∶3.
答案:4∶3
8.甲导线长L截面直径为d,两端电压为U.同样材料的乙导线长2L,截面直径为2d,两端电压为2U,则甲、乙两导线中电流之比为_________.21cnjy.com
解析:由I=U/R,R=ρ,S=πr2得I=U/ρ=Uπd2/4ρL
所以I1∶I2=1∶4.
答案:1∶4
9.有一根粗细均匀的电阻丝,当两端加上2 V电压时通过其中的电流为4 A,现将电阻丝均匀地拉长,然后两端加上1 V电压,这时通过它的电流为0.5 A.由此可知,这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的_________倍.2·1·c·n·j·y
解析:由R=U/I得R1=0.5 Ω,R2=2 Ω
又R=ρ,V=Sl
解得l2=2l1.
答案:2
10.两长度和横截面积均相同的电阻丝的伏安特性曲线如右图所示,则两电阻丝的电阻值之比R1∶R2=_________.电阻率之比ρ1∶ρ2=_________.2-1-c-n-j-y
解析:由R=U/I得R1∶R2=1∶3
又R=ρ,所以ρ1∶ρ2=R1∶R2=1∶3.
答案:1∶3 1∶3
11.A、B两根完全相同的金属裸导线,如果把导线A均匀拉长到原来的2倍,导线B对折后结合起来,则它们的电阻之比RA∶RB为___________,然后分别加上相同的电压,相同时间内通过导线横截面的电荷量之比qA∶qB为___________.21*cnjy*com
解析:由R=ρ,V=Sl得RA∶RB=16∶1
又I=U/R,q=It
所以qA∶qB=1∶16.
答案:16∶1 1∶16
12.在一根长l=5 m,横截面积S=3.5×10-4 m2的铜质导线两端加2.5×10-3V电压.已知铜的电阻率ρ=1.75×10-8 Ω·m,则该导线中的电流多大?每秒通过导线某一横截面的电子数为多少?
解析:由R=ρ得R=5×1.75×10-8/3.5×10-4Ω=2.5×10-4Ω
由I=U/R得I=10 A
n=Q/e=It/e=6.25×1019个.
答案:10 A;6.25×1019个.
同步测控
我夯基,我达标
1.两个绕线电阻分别标有“100 Ω、10 W”和“20 Ω、40 W”,则它们的额定电流之比为( )
A.∶5 B.∶20 C.∶10 D.1∶2 000
解析:由公式P=I2R得I=
所以I1∶I2=∶10.
答案:C
2.关于公式:①P=IU ②P=I2R ③P=,下列叙述正确的是( )
A.公式①适用于任何电路的电功率
B.公式②适用于任何电路的电功率
C.公式①、②、③均适用于任何电路的电功率
D.以上说法均不正确
解析:公式P=UI适用于所有电路的电功率;P=I2R适用于所有电路的热功率;而P=只适用于纯电阻电路.21cnjy.com
答案:A
3.将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端,电流做功的功率为P.若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源,则它的功率为( )www.21-cn-jy.com
A.4P B.0.25P C.16P D.0.125P
解析:由V=Sl得电阻丝拉长为原来的2倍,导线截面变为原来的1/2,由R=ρ得R′=4R.
∵P=,∴P′==P/4.
答案:B
4.两只灯泡分别接在两个电路中,下列判断正确的是( )
A.额定电压高的灯泡较亮 B.额定功率大的灯泡较亮
C.接在电压高的电路两端的那盏灯较亮 D.在电路中实际功率大的灯较亮
解析:灯泡的亮度要看灯泡的实际功率大小,因为P=,实际功率与灯泡两端的实际电压和灯泡电阻有关,所以额定电压或额定功率大的灯泡不一定亮,实际电压高的灯泡也不一定亮.2·1·c·n·j·y
答案:D
5.图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点a、b之间的电阻是R,在a、b之间加上电压U,测得流过这电路的电流为I,则未知电路的电功率一定是( )
A.I2R B. C.UI D.I2R+UI
解析:因为虚线框中电路未知,所以不知电路是否为纯电阻电路,求电功率只能用公式P=UI.
答案:C
6.一个标明“1 kΩ,10 W”的电阻,允许通过的最大电流为________,允许加在这个电阻两端的最大电压为________.当这个电阻两端的电压为40 V时,它消耗的实际功率为________.(设电阻阻值不随温度变化)21·世纪*教育网
解析:由P=I2R得I=0.1 A;当电阻两端电压为40 V时,它消耗的实际功率为P==1.6 W.
答案:0.1 A 40 V 1.6 W
我综合,我发展
7.图中M、N接稳压电源,a、b间断开时,Uab=120 V,a、b间接入“220 V,100 W”的灯泡时,Uab=110 V.则此时电源输入M、N的电功率为( )www-2-1-cnjy-com
A.25 W B.27.27 W C.102.27 W D.2.27 W
解析:因为灯泡额定电压和额定功率为“220 V,100 W”,所以由P=得R灯=484 Ω
所以I′=Uab/R灯=5/22 A
所以P=UabI′=27.27 W.
答案:B
8.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R.设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同的时间内( )2-1-c-n-j-y
A.电炉和电动机产生的电热相等 B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压 D.电炉和电动机两端电压相等
解析:因为电热Q=I2Rt,所以当电流I,电阻R都相等时,电热也相等;
而消耗功率即为热功率P=I2R,所以消耗功率相等;电炉两端的电压U=IR,但电动机两端的电压除了发热外还要工作,U=IR+U′,所以电炉两端电压小于电动机两端电压.
答案:ABC
9.在电动机正常工作时,每秒钟内电流做功和每秒钟内转子线圈上产生的热量的关系,下列说法中正确的是( )21教育网
A.电功等于电热 B.电功等于电热的0.24倍
C.电功等于电动机输出的机械功 D.电热仅为电功的一部分
解析:电动机正常工作时,电流做的功一方面转化成机械能,另一方面转化成热能,所以电热仅为电功的一部分.21·cn·jy·com
答案:D
10.如图,将滑动变阻器A、P端接入电源两端,当A、P间电阻值为8 Ω时,A、P段电阻的功率为2 W.如果在电源电压降为原来的1/2时,A、P段电阻消耗功率仍为2 W,则A、P段的电阻值必须为____________ Ω.这时通过A、P段电阻的电流为____________A.
解析:因为P=,所以U=4 V
若电压降为原来的1/2,则U′=2 V,由P=得R′=2 Ω
这时通过A、P段的电流为I=U′/R′=2 A.
答案:2 2
11.相同材料制成的导线A和B长度相同.导线A的截面半径是B的1/2,想让相等的电流通过两导线,则在相等的时间内分别通过A和B两导线横截面的电荷量之比为____________,电流对A和B两导线做功之比为____________,A和B两导线两端的电压之比为____________.【来源:21·世纪·教育·网】
解析:因为q=It,所以当I、t均相等时,通过两导线横截面的电荷量之比为1∶1.
又W=UI=I2R,R=ρ,所以电流对两导线做功之比为4∶1;
又U=IR,R=ρ,所以A、B两导线两端的电压之比为4∶1.
答案:1∶1 4∶1 4∶1
12.有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A,若把它接入2 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1 A.求:
(1)电动机正常工作时的输出功率;
(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)21世纪教育网版权所有
解析:电动机不转时,说明电动机无机械能输出,它消耗的电能完全转化为热能,此时电动机也可看作纯电阻,则r=U/I=0.5 Ω.21*cnjy*com
当加电压为2 V、电流为1 A时,电动机正常工作,由机械能输出,此时电动机为非纯电阻电路,消耗的电能等于转化的机械能和热能之和.转化的热功率为P热=I2R=0.5 W.
总功率P总=UI=2 W,则输出功率P出=P总-P热=1.5 W.
如果正常工作时卡住转子,则电动机的发热功率为P=UI=2×1 W=2 W.
答案:(1)1.5 W;(2)2 W.
同步测控
我夯基,我达标
1.电阻R1、R2、R3串联在电路中.已知R1=10 Ω、R3=5 Ω,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则( )21*cnjy*com
A.电路中的电流为0.6 A B.电阻R2的阻值为20 Ω
C.三只电阻两端的总电压为21 V D.电阻R3消耗的电功率为3.6 W
解析:串联电路中电流处处相等,所以I=I1=U/R1=0.6 A,所以A对;又串联电路中导体两端电压和导体电阻成正比,即U1∶U2∶U3=R1∶R2∶R3,所以R2=20 Ω,U3=3 V,B对;又串联电路的总电压等于各支路电压之和,所以U=U1+U2+U3=21 V,C对;P3=I2R3=1.8 W,所以D错.【来源:21cnj*y.co*m】
答案:ABC
2.下列说法中正确的是( )
A.电阻A与阻值无穷大的电阻B并联,电阻不变
B.电阻A与导线B(不计电阻)并联,总电阻为零
C.并联电路中任一支路的电阻都大于总电阻
D.并联电路某一支路开路,总电阻为无穷大
解析:由并联电路的特点,知并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小,所以ABC对,D错.【出处:21教育名师】
答案:ABC
3.右图中的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大 B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程减小 D.上述说法都不对
解析:电压表电阻分压,串联;电流表电阻分流,并联.所以甲表为电流表,乙表为电压表.并联电路电阻大时分流少,所以R增大时量程减小;串联电路电阻大时分压多,所以R增大时量程增大.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:B
4.一电流表的内阻是Rg=200 Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把该电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是( )21·cn·jy·com
A.应串联一个0.1 Ω的电阻 B.应并联一个0.1 Ω的电阻
C.应串联一个1 800 Ω的电阻 D.应并联一个1 800 Ω的电阻
解析:电流表改电压表,串联电阻.电阻两端的电压U′=U-Ug=1-200×500×10-6 V=0.9 V.
R=U′/Ig=1 800 Ω.
答案:C
5.一个电流表的满刻度电流值Ig=0.6 A,面板如下图所示,那么它每一小格所相应的电流是________mA,指针现在的电流示数是________A.如果这个量程为0.6 A的电流表内阻Rg=60Ω,要把这个电流表的量程扩大成3 A,那么应该在Rg上_________联一个电阻Rs,Rs的大小应是__________Ω;并联Rs后,测某一电流,指针仍指到图中所示位置,则该电流是________A,并联Rs后,刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联Rs前的________倍.21cnjy.com
解析:电流表满刻度电流值为0.6 A,每一小格所对应的电流是0.02 A=20 mA;指针现在的示数是0.340 A.若将此电流表量程扩大成3 A,则应在Rg上并联一个电阻R,R=IgRg/I′=15 Ω;并联后测得的电流为1.70 A,并联R后刻度盘上每一小格代表0.1 A的电流,为未并联前的5倍.www.21-cn-jy.com
答案:20 0.34 并 15 1.7 5
我综合,我发展
6.右图所示的是一个双量程电压表,表头是一个内阻Rg=500 Ω,满刻度电流为Ig=1 mA的毫安表,现接分别为10 V和100 V的两个量程,则所串联的电阻R1=________Ω,R2=________Ω.
解析:因为U=Ig(Rg+R1),所以R1=9 500 Ω
又U′=Ig(Rg+R1+R2),所以R2=90 000 Ω
答案:9 500 9×104
7.(2007上海高考,3A)如图所示,AB两端接直流稳压电源,UAB=100 V,R0=40 Ω,滑动变阻器总电阻R=20 Ω,当滑动片处于变阻器中点时,C、D两端电压UCD为________V,通过电阻R0的电流为________A.21教育网
答案:80 2
8.三根相同的电热丝分别全部串联和全部并联,它们发出相同的热量,所需通电时间之比为( )
A.9∶1 B.1∶9 C.3∶1 D.1∶3
解析:设一根电热丝的电阻为R,三根电热丝串联电阻为3R,三根电热丝并联电阻为R/3.
因为Q=t,所以当Q、U相等时,t与R成正比,t1∶t2=9∶1.
答案:A
9.L1,L2是两个规格不同的灯泡,当它们如右图连接时,恰好都能正常发光,设电路两端的电压保持不变,现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况是…( )
A.L1亮度不变,L2变暗 B.L1变暗,L2变亮
C.L1变亮,L2变暗 D.L1变暗,L2亮度不变
解析:当滑片P向右移动时,连入电路的电阻变大,总电路电阻变大,总电流减小,所以L1两端电压减小,L1变暗;L2两端电压变大,L2变亮.2·1·c·n·j·y
答案:B
10.如图所示,R1=2 Ω,R2=10 Ω,R3=10 Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,R1与R2的功率之比为1∶5
B.S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1
C.S断开与闭合两情况下,电阻R1两端的电压之比为2∶1
D.S断开与闭合两情况下,电阻R2的功率之比为7∶12
解析:S断开时,R1与R2串联,因为P=I2R,串联电路中电流处处相等,所以功率与电阻成正比,P1∶P2=R1∶R2=1∶5,A对;R1两端的电压为U1=I1R1=R1=U/6;R2两端的功率为P2=I2R2=()2R2=;21·世纪*教育网
S闭合时,R2、R3并联再和R1串联,通过R2、R3的电流和等于通过R1的电流,
即I1=I2+I3,又因为R2=R3,所以I2=I3,所以通过R1、R2的电流比为2∶1;
R1两端的电压为U1′=I1′R1=R1=2U/7;R2两端的功率为
P2′=U22/R2=(·)2/R2=,
所以U1∶U1′=7∶12,P2∶P2′=49∶36,所以C、D错.
答案:AB
11.如图所示的电路中.U=12 V,若电压表的示数也是12 V,这说明可能( )
A.灯泡L开路
B.电阻R1、R2中有开路发生
C.电阻R1、R2中有短路发生
D.灯泡L和电阻R1都发生了开路
解析:若灯泡L开路,则电路不通,电压表示数为0;若R1、R2中有开路,则电压表测电源两端电压,示数为U,B对;若R1、R2中有短路,则电压表测R1、R2两端电压,示数为0;若灯泡L和电阻R1都开路,则电路不通,电压表示数为0.www-2-1-cnjy-com
答案:B
12.电阻R1、R2、R3的伏安特性曲线如右图所示,若将它们串联后接入电路,则它们的电压之比U1∶U2∶U3=________;它们的电功率之比P1∶P2∶P3=________.
解析:由伏安特性曲线可得R1∶R2∶R3=1∶2∶4电阻串联在电路中,串联电路电流处处相等,各支路两端电压与电阻值成正比,功率也与电阻值成正比,所以
U1∶U2∶U3=1∶2∶4,P1∶P2∶P3=1∶2∶4
答案:1∶2∶4 1∶2∶4
13.有一只满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=400 Ω的电流表G.若把它改装成量程为10 V的电压表,应________联一个________Ω的分压电阻.该电压表的内阻为________Ω;若把它改装成量程为3 A的电流表,应________联一个________Ω的分流电阻,该电流表的内阻为________Ω.21世纪教育网版权所有
解析:改装成电压表时应串联一个分压电阻.由欧姆定律得U=Ig(Rg+R),
分压电阻:R=-Rg=-400=1 600 Ω,
该电压表内阻:Rv=Rg+R=2 000 Ω.
改装成电流表时应并联一个分流电阻,由并联电路两端电压相等得IgRg=(I-Ig)R,
分流电阻:R==0.668 Ω.
该电流表内阻:RA==0.667 Ω.
答案:串 1 600 2 000 并 0.668 0.667
14.在如图所示的电路中,电源电压U恒定不变,当S闭合时R1消耗的电功率为9 W,当S断开时R1消耗的电功率为4 W,求:2-1-c-n-j-y
(1)电阻R1与R2的比值是多大?
(2)S断开时,电阻R2消耗的电功率是多少?
(3)S闭合与断开时,流过电阻R1的电流之比是多少?
解析:S闭合时,只有R1接入电路,P=I2R1=()2R1=9 W
S断开时,R1、R2串联在电路中,P′=I2R1=()2R1=4 W
所以(R1+R2)∶R1=3∶2,R1∶R2=2∶1
因为P=I2R,所以串联电路中P与R成正比,所以S断开时R2消耗的电功率P2=P1/2=2 W
又I=U/R,所以S闭合与断开时流过R1的电流与电阻成反比,为3∶2.
答案:2∶1;2 W;3∶2.
同步测控
我夯基,我达标
1.关于电动势下列说法正确的是( )
A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B.用电压表直接测量电源两极得到的电压数值,实际上总略小于电源电动势的准确值
C.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关
D.电源电动势总等于电路中通过1 C的正电荷时,电源提供的能量
解析:电源电动势在数值上等于非静电力把1 C正电荷从负极移送到正极所做的功,等于电源提供的能量,它与外电路的组成无关,只有电源本身的性质决定.并且电源电动势和电势差不是一个概念,电源电动势在数值上等于外电路电压与内电路电压之和.用电压表直接测电源两极得到的电压时,由于内电路要分一部分电压,电压表测得的只是外电压,所以总要略小于电动势的准确值.21cnjy.com
答案:BD
2.以下说法中正确的是( )
A.在外电路中和电源内部,正电荷都受到静电力的作用,所以能不断定向移动形成电流
B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少
C.在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D.静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加
解析:电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力的做功本领.而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少.D项对.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:D
3.在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是( )
A.如外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大
B.如外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小
C.如外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小
D.如外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终为二者之和,保持恒量
解析:已接电源的闭合电路中,电源电动势和内电压、外电压的关系为:E=U外+U内,E由其自身性质决定,一般不变,所以U外增大,U内减小;U外减小,U内增大,二者的和始终不变.21·世纪*教育网
答案:D
4.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象,下列判断正确的是( )
A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1>E2,内阻r1<r2
D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大
解析:由图象可得当图象与U轴相交时,I=0,此时电路处于断路状态,U=E,所以E1=E2;当图象与I轴相交时,U=0,电路处于短路状态,E=Ir,由图象可得,短路电流I1>I2,所以r1<r2.当两电源工作电流变化量相同时,由于r1<r2,所以电源2中的内电压变化较大.又E=U外+U内,所以外电压相对应地变化也大.21·cn·jy·com
答案:AD
5.电源电动势为E,内阻为r,外电阻为R,则路端电压U随R变化的函数式是U=________.当R增大时,U将________,当R=∞时,即外电路________,此时U=________.当R减小时,U将________,当R=0时,即外电路________,此时U=________,I=________.
解析:因为E=U外+U内=IR+Ir,所以I=,U外=IR=
当R增大时,U外随着增大,当R=∞时,外电路断路,此时U外=E.当R减小时,U随着减小,当R=0时,外电路短路,此时U外=0,E=Ir,所以I=E/rwww-2-1-cnjy-com
答案:ER/(R+r) 增大 开路 E 减小 短路 0 E/r
6.如图所示,E=9 V,r=3 Ω,R=15 Ω.当K断开时,UAB=________,UAC=________,UBC=________;当K接通时,UAB=________,UAC=________,UBC=________.
解析:当K断开时,UAB等于电源电动势,由于BC断路,UAC为0,UBC等于电源电动势;
当K接通时,UAB=R=7.5 V,UAC=UAB=7.5 V
UBC=0 V
答案:9 V 0 9 V 7.5 V 7.5 V 0
7.在如图所示的电路中,若把R的阻值由2 Ω增大到6 Ω,电流将减为原来的一半,则电源的内阻为_____________Ω.www.21-cn-jy.com
解析:由闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得:
E=I(2+r)①
E=I(6+r)/2②
解①②得:r=2 Ω
答案:2
我综合,我发展
8.(2007宁夏高考,19)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( )
A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,U减小
解析:R2的滑动触点向b端滑动,R2变小,R1、R2并联总电阻R12=,则R外=R3+R12,R外变小,由I=得I变大,由U=E-Ir则U变小;由I1=,U1=U-IR3,得I1变小;由I2=I-I1,得I2变大,所以B正确.2-1-c-n-j-y
答案:B
9.如图所示,E=3.5 V,r=1 Ω,R1=R2=4 Ω,R3=2 Ω,则当K1、K2都接通时,R1上消耗的功率与K2接通K1断开时,R1上消耗功率之比为_________.2·1·c·n·j·y
解析:当K1、K2都接通时,总电阻R=r+R3+R1R2/(R1+R2)=5 Ω
总电流为I=E/R=0.7 A
由闭合电路欧姆定律可得:U1=E-I(r+R3)=1.4 V
所以P1==0.49 W
当K2接通K1断开时,总电阻R′=r+R1+R3=7 Ω
总电流为I′=E/R′=0.5 A
P1′=I′2R1=1 W
所以P1∶P1′=49∶100
答案:49∶100
10.如图所示,R1=R2=R3=1 Ω,当K接通时,电压表读数为1 V,K断开时,电压表读数为0.8 V,则电源电动势为_________.21*cnjy*com
解析:当K接通时,R2、R3并联后与R1串联接入电路,总电阻R=r+R1+R2R3/(R2+R3)=r+1.5 Ω【来源:21cnj*y.co*m】
U1=IR1=ER1/R,1=E/(r+1.5)
当K断开时,R1、R3串联接入电路,总电阻R′=r+R1+R3=2+r
U2=I′R′=ER1/R′,0.8=E/(2+r)
解得:E=2 V
答案:2 V
11.如图所示,R1=R2=R3=R,电源内阻不计,电流表、电压表均为理想电表.两表的示数分别为0.3 A、2 V,则电源电动势为_________V,R=_________Ω.若将两表的位置互换,则电压表示数为_________V,电流表示数为_________A.【出处:21教育名师】
解析:分析电路,R2、R3串联再与R1并联,电压表测R3两端电压,电流表测总电流.
所以总电阻R总=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)=2R/3
总电流I=E/(2R/3)=3E/2R=0.3 A
R3两端电压U3=IR3/3=2 V
解得:E=4 V,R=20 Ω
若将二表位置互换,则理想电压表与用电器并联,测得的电压等于电源电动势,此时电路中无电流.
答案:4 20 4 0
12.有“200 V 40 W”灯泡400盏,并联于电源两端,这时路端电压U1=150 V,当关掉200盏,则路端电压升为U2=175 V,试求:21世纪教育网版权所有
(1)电源电动势、内阻各多大?
(2)前后两次每盏灯实际消耗的功率各多大?
(3)若使电灯正常发光还应关掉多少盏灯?
解析:(1)由P=得:R==1 000 Ω
400盏灯并联时,R总=2.5 Ω,U1=ER总/(R总+r)=150 V
关掉200盏灯时,R总′=5 Ω,U2=ER总′/(R总′+r)=175 V
得:E=210 V,r=1 Ω
(2)实际功率P1==22.5 W,P2==30.6 W
(3)要使灯泡正常发光P=40 W=,U=200 V
则U=ER/(R+r),R=20 Ω=1 000 Ω/n
n=50盏
所以要使灯泡正常发光需再关掉150盏灯.
答案:(1)E=210 V r=1 Ω (2)22.5 W 30.6 W (3)150
13.如图所示的电路中,已知四个电阻的阻值为R1=1 Ω、R2=2 Ω、R3=3 Ω、R4=4 Ω,电源电动势E=4 V,内阻r=0.2 Ω,试求:21教育网
(1)通过R1和R2的电流之比I1/I2;
(2)电路中的总电流I.
解析:电路分析,R1、R3串联后再与R2、R4串联的电路并联.
因为并联电路电流与电阻成反比,所以
I1∶I2=(R2+R4)∶(R1+R3)=3∶2
所以E=I[r+]
所以I=20/13 A
答案:(1)3∶2 (2)1.55 A
同步测控
我夯基,我达标
1.关于欧姆表,下列说法正确的是( )
A.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的
B.由于电流和电阻成反比,所以刻度盘上的刻度是均匀的
C.使用欧姆表时,选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接,进行电阻调零
D.当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时,可不必进行电阻调零
解析:欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的.因为Ix=,所以Ix与Rx并不成比例关系,所以刻度盘上的刻度不均匀;使用欧姆表时,每换一次挡位都需进行一次电阻调零.21·cn·jy·com
答案:AC
2.使用多用表的欧姆挡测导体电阻时,如果两手同时分别接触两表笔的金属杆,则造成测量值( )
A.比真实值大 B.比真实值小
C.与真实值相等 D.可能比真实值大,也可能小
解析:两手同时分别接触两表笔金属杆,相当于在导体两端并联上一个电阻,测量值比真实值小.
答案:B
3.一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成欧姆表,调零后用它测500 Ω的标准电阻时,指针恰好指在刻度盘的正中间,如用它测量一个未知电阻时,指针指在1 mA处,则被测电阻的阻值为( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.1 000 Ω B.5 000 Ω C.150 Ω D.2 000 Ω
解析:因为电表测500 Ω的标准电阻时指针恰好指在刻度盘的正中间,由Ix=知,Rx=R内=500 Ω.则由Ix=知,当指针指在1 mA处时,被测电阻阻值为1 000 Ω.21教育网
答案:A
4.某位同学用多用表测量一个定值电阻的阻值,多用电表的欧姆挡有R×1、R×10、R×100三挡,他用R×10挡测量电阻时,发现电表的指针偏转角度很大,于是他进行了如下的操作,完成了实验:21·世纪*教育网
A.将电表选择开关旋到R×100挡
B.用电表的两支表笔接触电阻的两端,从电表指针的偏转进行正确的读数
C.将测量的结果记录下来
请指出该同学测量步骤中的错误和疏漏之处:
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
答案:A中应选R×1挡,选挡后要调零;测量后要将选择开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡.
我综合,我发展
5.右图为多用表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内阻rg=100 Ω,调零电阻的最大值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V,用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是( )www-2-1-cnjy-com
A.30 kΩ—80 kΩ B.3 kΩ—8 kΩ C.300 Ω—800 Ω D.30 Ω—80 Ω
解析:由Ix=知,该电表的中值电阻为R+r+Rg=E/Ig=5 kΩ,又欧姆表的测量值越靠近中间刻度越准确,所以B正确.2-1-c-n-j-y
答案:B
6.用量程为5 mA的电流表改装成一欧姆表,其电路如图所示,已知电源电动势为1.5 V,那么原来表盘上2 mA刻度线处改写为电阻值是__________Ω.21*cnjy*com
解析:因为电源电动势为1.5 V,满偏电流为5 mA,所以由闭合电路欧姆定律得:Ig=,所以R+r+Rg=E/Ig=300 Ω【版权所有:21教育】
所以Ix=,Rx=450 Ω.
答案:450
7.如图,欧姆表刻度盘中,未使用时指针指A,两表笔短接时指针指B.若欧姆表的总内阻为24 Ω,C是AB的中点,D是AC的中点,则C、D两点的刻度分别为__________Ω、__________Ω.www.21-cn-jy.com
解析:由Ix=得:当指针指中点时,Rx=R内=24 Ω
当指针指D点时,电流为满偏电流的1/4,则由Ix=+Rx得:Rx=3R内=72 Ω.
答案:24 72
8.下列使用多用表欧姆挡测电阻的注意事项中,正确的说法是__________.
A.如待测电阻与电源相连,就先切断电源,再用多用表欧姆挡测量
B.应使待测电阻与其他元件断开,并且不能用双手同时接触两表笔金属部分
C.为使测量准确,应使表针指在中值电阻附近,否则应换挡
D.每次更换量程都要将两表笔短接,进行调零
E.注意两表笔正、负极性不要接错
F.使用完毕,应将选择开关置于空挡OFF,或交流电压最高挡
解析:测电阻时,导体需与电路断开再测量,并且手不能接触表笔金属部分,所以A、B对;因为欧姆表刻度不均匀,所以指针指在中值电阻附近时示数比较准确,并且每次换挡都要将两表笔短接调零,所以C、D对;使用完要将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡,F对.21世纪教育网版权所有
答案:ABCDF
9.如图(a)所示为欧姆表的电路原理图,G为满偏电流Ig=200 μA的电流表,表头内阻为Rg,R0为定值电阻,RP是调零电阻,表内电源电动势E=1.5 V,内阻为r.图(b)是表盘的电阻刻度.B为A、C的中点.试分析确定A、B、C三点刻度的电阻值.【来源:21cnj*y.co*m】
解析:A点阻值为+∞,C点阻值为0,B点为A、C中点,B点电阻为中值电阻,等于欧姆表内阻.RB=R内=r+Rp+R0+Rg=E/Ig=7 500 Ω【出处:21教育名师】
答案:A为+∞ B为7 500 Ω C为0
10.如图所示,一只黑箱有A、B、C三个接线柱,规定每两个接线柱间最多只能接一个电器元件.并且已知黑箱内的电器元件是一只电阻和一只二极管.某同学利用多用电表的欧姆挡,用正确的操作方法依次进行了6次测量,将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表.21cnjy.com
红表笔接
A
A
B
B
C
C
黑表笔接
B
C
A
C
A
B
测得阻值(Ω)
100
10 k
100 k
10.1 k
90
190
由表中的数据可以判定:
(1)电阻接在_________两点间,阻值为_________Ω.
(2)二极管接在_________两点间,其中正极接在_________点.二极管的正向阻值为_________,反向阻值为_________.2·1·c·n·j·y
答案:(1)A、B 100 (2)A、C A 90 Ω 10 kΩ
同步测控
我夯基,我达标
1.下列关于电源电动势的说法正确的是( )
A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 V
B.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大
C.无论内电压和外电压如何变化,其电源电动势一定不变
D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多
解析:电源电动势表示非静电力从电源负极搬运1 C正电荷到电源正极所做的功,E=W/q=2 V,所以A、D错;由电源电动势是表示本身性质的物理量,与内电压、外电压均无关,所以B错,C对.21教育网
答案:C
2.下列关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A.电源短路时,电源的内电压等于电动势
B.电源短路时,路端电压为零
C.电源断路时,路端电压最大
D.电源负载增加时,路端电压也增大
解析:电源短路时,电源内电压等于电动势,外电压为零;电源断路时,I=0,内电压Ir=0,外电压等于电源电动势,最大;电源负载增加时,需看负载是怎样连接的.若增加的负载串联在电路中,负载增加,路端电压增大;若负载并联在电路中,总电阻要减小,则总电流要增加,电源内电压增大,路端电压减小,所以D错.2·1·c·n·j·y
答案:D
3.在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内电阻时,除备有被测电池、开关和足量的导线外,还有下列仪器可供选择:www.21-cn-jy.com
A.电流表(0—0.6 A)
B.电流表(0—3 A)
C.电压表(0—3 V)
D.电压表(0—15 V)
E.滑动变阻器R1(20 Ω,2 A)
F.滑动变阻器R2(1 750 Ω,3 A)
应该选用的仪器是_______________.
一个学生用以上仪器测得下表中的数据,在如图所示的坐标轴上画出UI图象,从图中可得出电源电动势为___________V,内电阻为___________Ω.【来源:21·世纪·教育·网】
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
2.70
2.50
2.30
2.00
1.80
1.62
I/A
0.08
0.16
0.25
0.36
0.45
0.50
解析:两节干电池电动势大约在3 V左右,所以选择电压表时可以选用C(若选D电压表的指针变化范围将会比较小);滑动变阻器选E(选F滑动变阻器滑片的移动影响的阻值变化太大);所以电流表选A.21世纪教育网版权所有
由图象可得:E=2.9 V,r=2.4 Ω
答案:ACE 2.9 2.4
4.如图,R1、R2为标准电阻,测定电源电动势和内阻时,若偶然误差可以忽略,则电动势的测量值比真实值___________,21·cn·jy·com
内阻的测量值比真实值___________,
测量误差产生的原因是___________.
解析:本题是通过改变外电路电阻值来测电源电动势和内阻的.用这种方法测出来的电源电动势是没有误差的,但由于电流表的内阻造成的影响,电源内阻会偏大.
答案:相等 偏大 电流表有内阻
5.如图所示,图中E为直流电源,R为已知电阻,V为理想电压表,其量程略大于电源电动势,S1和S2是开关.现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r,试写出主要实验步骤及结果的表达式.www-2-1-cnjy-com
解析:实验步骤:(1)将S1闭合,S2断开,电压表直接和电源相连,记下电压表读数U,就是电源的电动势;(2)S1、S2均闭合,记下电压表读数U2,即为电阻R两端电压.
根据闭合电路欧姆定律,有E=U2+r,
即U1=U2+r,解得r=R
答案:见解析.
我综合,我发展
6.如图,图线a为电源的UI特性曲线,图线b是电阻R的伏安特性曲线,用该电源和该电阻组成的闭合电路,电源的输出功率和电源的效率分别为多少?2-1-c-n-j-y
解析:因为电源和电阻组成闭合回路,所以二者应具有相同的电流.由图象可得,当电流为2 A时,路端电压为2 V,则输出功率P=UI=4 W21·世纪*教育网
又由图象知电源电动势为3 V,所以此时电源总功率为P总=EI=6 W
所以电源效率η=P/P总=67%
7.如图,A、B为两个独立电源的路端电压U与其总电流I的关系图线,则下列说法正确的是( )
A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等
B.电流都是I0时,两电源的内电压相等
C.电源A的电动势大于电源B的电动势
D.电源A的内阻小于电源B的内阻
解析:当路端电压都为U0时,电流都为I0,由U=IR得,此时外电阻相等,A对;但由图象可得,A、B与U轴的交点不同,所以E不同,A的电动势大于B的,所以在电流都是I0时,两电源的内电压不同,所以B错C对;又由A、B与I轴的交点B的大于A的,即断路电流B的较大,又B的电动势相对较小,所以B的内阻比A的小,D错.
答案:AC
8.如图,电阻R3=4 Ω,两电表均为理想电表,电流表示数为0.75 A,电压表示数为2 V.由于某种原因使电路中有一个电阻发生断路,使电流表的示数变为0.8 A,电压表示数变为3.2 V.问:21*cnjy*com
(1)是哪个电阻发生了断路?
(2)电源的电动势和内阻分别是多少?
解析:(1)假设R3断路,则左电路断路,左电路中无电流,电压表无示数,所以假设错误.
假设R2断路,则右路断开,电流表无示数,所以假设错误.
由此判断R1断路.
(2)R1未断时,电压表测R1两端电压,电流表测经过R2的电流,则有U1+I1R3=I2R2①
R1断路时,电压表测路端电压,电流表测经过R2的电流,则有U2=I2′R2 所以R2=4 Ω②
②代入①得:I1=0.25 A,R1=8 Ω
所以总电流I=I1+I2=1 A
所以E=I[r+]=I2′(r+R2)
解得:E=4 V,r=1 Ω
答案:R1发生了断路;E=4 V,r=1 Ω
9.某学生用安培表和伏特表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0—20 Ω,连接电路的实物图如图所示:21cnjy.com
(1)(多选题)该学生接线中错误的和不规范的做法是( )
A.滑动变阻器不起变阻用途 B.安培表接线有错
C.伏特表量程选用不当 D.伏特表接线有错
(2)在方框里画出这个实验的正确电路图.
解析:滑动变阻器要起到变阻作用必须一端接下端,一端接金属连杆的接头上.安培表的正、负极接反,易损坏安培表.伏特表的正接头应接在电键右端,图中接法是电键接在支路中,而不是干路上.【来源:21cnj*y.co*m】
要正确连好实物图,首先应确定电流表的内外接法,变阻器的连接方式以及各电表的量程.其次应注意以下事项:①各电表的正、负极性;②开关是否在干路上;③各导线两端都应接在接线柱上,而不能在导线中间出现分叉;④开关闭合前变阻器滑动触头应处于恰当位置;⑤各条连线均应连成一般曲线,而不能连成折线,不能相交且要尽量节省导线;⑥先画电路原理图,后连接实物图,可避免出错.【出处:21教育名师】
答案:(1)ABD
(2)正确电路图见下图.
10.现有一阻值为10.0欧姆的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大、电压表量程大于电源电动势,电源内阻约有几欧).要求:【版权所有:21教育】
(1)在下图方框中画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线后的实验步骤.
(3)写出电源内阻的表达式r=___________.
答案:(1)如图所示.
(2)①断开电键,记下电压表偏转格数N1.②合上电键,记下电压表偏转格数N2.
(3)R
同步测控
我夯基,我达标
1.在基本的逻辑门电路中,当输入信号中有一个为“0”时,输出信号为“0”的逻辑门电路是( )
A.“与”门 B.“或”门 C.“非”门 D.以上都不对
解析:输入信号有一个为“0”时,“与”门电路的输出信号为“0”;“或”门电路输出什么信号要看另一个输入信号为什么,若另一个输入信号为“1”,那么“或”门电路输出信号为“1”;“非”门电路输入“0”时,输出“1”.www.21-cn-jy.com
答案:A
2.如图所示是逻辑电路图及其真值表,此逻辑电路为__________门电路,在真值表中X处的逻辑值为__________.2·1·c·n·j·y
输入
结果
A
B
Z
0
0
0
0
1
1
1
0
X
1
1
1
解析:当开关A、B都合上时,用电器才工作的为“与”门;不论开关A或开关B,只要有一个合上时,用电器就工作的为“或”门;开关合上用电器不工作,开关断开,用电器才工作的为“非”门.【来源:21·世纪·教育·网】
从真值表中可以看出,只有B合上时用电器工作,两个都合上时也工作,所以为“或”门,所以X应为1.
答案:“或” 1
3.下图表示“与”门输入端A、B的电势随时间变化的关系,请在下面所给的坐标系中画出输出端的电势随时间变化的关系.21·世纪*教育网
解析:先做出A、B、Z的真值表,然后再确定输出Z与时间的变化关系
A(UA)
B(UB)
Z
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
所以UZ随时间变化如图:
答案:上图
4.如图所示,为温度报警器的示意图,R0为一热敏电阻,下列对此电路的分析正确的是( )
A.当R0的温度升高时,R0减小,A端电势降低,Y端的电势升高,蜂鸣器就会发出报警声.
B.当R0的温度升高时,R0减小,A端电势升高,Y端的电势降低,蜂鸣器就会发出报警声.
C.当增大R1时,A端电势升高,Y端的电势降低,蜂鸣器就会发出报警声.
D.当增大R1时,A端电势降低,Y端的电势升高,蜂鸣器就会发出报警声.
解析:当R0的温度升高时其电阻会减小,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会叫;
当R1增大时,R0上消耗的电压减小,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器报警.
答案:BC
5.如图所示为一逻辑电路,根据电路完成它的真值表.
输入
输出
A
B
C
1
0
1
1
解析:B接的是“非”门,当信号为0时,输出是1,当信号为1时输出为0;对“与”门来说,输出的结果应是“1”“0”.21教育网
答案:“1” “0”
我综合,我发展
6.如图所示为由“与”门、“或”门、“非”门三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路,A、B、C为输入端,Z为输出端,在完成下面的真值表时,输出端Z空格中从上到下依次填写都正确的是( )21cnjy.com
A
B
C
Z
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
A.00010101 B.00000010
C.00101010 D.以上答案都不正确
解析:三个基本逻辑电路组成一个组合逻辑电路,由图可得:“或”门和“非”门的输出端即为“与”门的输入端,可列真值表为:21世纪教育网版权所有
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Z1
Z2
Z
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
答案:C
7.一个机要仓库有一扇很大的电动仓库门,门上装有三把电动锁,三个机要员各有一把锁上的钥匙,只有三人同时转动自己的钥匙(闭合自己的开关),才能通过一个继电器把门打开,如图,图中的S1、S2、S3是三个锁内的开关,J为继电器(图中未画出电动机的电路),请在方框内画出符合要求的3输入的门电路符号.21·cn·jy·com
解析:因为必须要三个条件同时成立结果才能成立,所以应该是与门电路.
答案:
同步测控
我夯基,我达标
1.请举出几个动物和人类利用磁场的例子.
答案:信鸽、海龟和指南针等.
2.在日常生活中哪些地方应用了磁场,哪里又要防止磁场?
答案:用磁的地方:皮包上的磁扣、门吸、磁化水杯、磁性黑板等;防磁的地方:磁卡、电视机等.
3.________和________都叫做永磁体,它们都能吸引铁质物体,我们说这种性质叫做________,磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫做________.将能够自由转动的磁体,例如悬吊着的磁针,放在地磁场中,静止时指南的磁极叫________极,又叫做________ (N或S)极,指北的磁极叫做________极,又叫________ (N或S)极.21cnjy.com
答案:天然磁石 人造磁铁 磁性 磁极 南 S 北 N
4.关于地磁场的说法正确的是( )
A.地球的地磁两极与地理两极重合 B.地球的地磁北极与地理北极重合
C.地球的地磁北极与地理南极重合 D.地球的地磁北极在地理南极附近
解析:地球是一个大磁体,其磁北极(N极)在地理南极附近,磁南极(S极)在地理北极附近,并不重合.指南针指南的一端应该是磁针的南极(S极).选项D正确.21·cn·jy·com
答案:D
5.关于磁极间的相互作用,下列说法正确的是…( )
A.同名磁极相吸引 B.同名磁极相排斥
C.异名磁极相排斥 D.异名磁极相吸引
解析:磁极间的相互作用应该是同名磁极相排斥,异名磁极相吸引.
答案:BD
我综合,我发展
6.磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间相互作用的示意图,以下正确的是( )
A.磁体?磁场?磁体 B.磁体?磁场?电流
C.电流?电场?电流 D.电流?磁场?电流
解析:磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间相互作用都是经过磁场来传递的.
答案:ABD
7.列举几个例子说明人类对地磁场的认识和应用.
解析:(1)行军、航海需用地磁场对指南针的作用来定向.
(2)地磁的变化可用来勘探矿床.
(3)地磁场可以保护地球生命免受宇宙中的辐射伤害.
答案:见解析.
8.在医院中,有一种仪器可以把病人吞下的金属物品取出.其结构是在一个有伸缩性的塑料管中放入用钢线固定着的活动永久磁铁,当仪器顶部接触金属物品时,医生将钢线从塑料管中缓慢拉出,再把塑料管拉出,就可以把金属物取出.21教育网
(1)你能说出这种仪器的原理吗?
(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针,哪种物体可以用这种仪器取出来?
解析:(1)利用磁铁能吸引某些金属物品,如铁、钴、镍等.
(2)回形针.
9.有两个完全相同的磁铁,在不同的磁极上吸引两只铁钉.如果将两磁铁靠近,直至两个磁极相接触,会有什么现象发生?设法做一下这个实验,并分析产生有关现象的原因.
解析:当两个磁极相接时,两只铁钉会在重力作用下落下,因这时相接处相当于一条形磁铁中央处,磁性很弱.
10.深受海内外关注的沪杭磁悬浮交通项目和京沪高速铁路项目双双获得国务院批准,此举意味着中国开始迈向“高速铁路”时代.请简述磁悬浮列车的工作原理.21世纪教育网版权所有
解析:利用磁体的磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.把两块磁铁相同的一极靠近,它们就相互排斥;反之,把相反的一极靠近,它们就互相吸引.托起磁悬浮列车的那种似乎神秘的悬浮之力,其实就是利用这两种相反的磁力.磁悬浮列车主要依靠电磁力来实现传统铁路中的支承、导向、牵引和制动功能.列车在运行过程中,与轨道保持1厘米左右距离,处于一种“若即若离”的状态.由于避免了与轨道的直接接触,行驶速度也大大提高,其正常的运营速度可以达到每小时430千米.www.21-cn-jy.com
同步测控
我夯基,我达标
1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有( )
A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质
B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向
C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止
D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线
解析:磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,是一种物质,磁感线是用来形象地描述磁场的工具,能形象地表现磁场的强弱和方向,但磁感线是假想出来的,并不是真实存在的.磁感线的方向在磁体外部是从北极到南极,但在磁体内部是从南极到北极的.
答案:AB
2.下列所说的情况中,不可能的是( )
A.一环形电流产生的磁场,环内的磁感线与环外的磁感线数目相等
B.电流产生的磁场比磁极产生的磁场强
C.磁感线在空间某处中断
D.某处的磁感线疏密一样
解析:磁感线是闭合的,所以环形电流环内与环外的磁感线数目应该是相等的;电流产生的磁场和磁极产生的磁场大小没有必然联系,电流产生的磁场有可能比磁极产生的磁场强;但磁感线是闭合的,它不可能在空间某处中断;磁感线疏密一样说明磁场强度大小相等,这也是有可能的.21·cn·jy·com
答案:C
3.如图,环形导线中有一小磁针,通电时如图放置,通电后的转向及最后N极的指向怎样?
解析:线圈通电后形成顺时针电流,由安培定则可判断线圈形成的磁场方向,线圈内为垂直纸面向里,线圈外为垂直纸面向外.小磁针的北极指向磁场方向,所以北极向纸里转.
答案:小磁针N极垂直纸面向里转,最后N极指向纸里.
4.如图所示,小磁针静止在通电螺线管的旁边,请在图上标出电流的方向.
解析:根据通电螺线管的磁场与小磁针的相互作用情况可以判断:螺线管的右边应该是S极,再根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,其余四指的方向就是通电螺线管中的电流方向,即电流从右边流入、左边流出.21·世纪*教育网
答案:如图所示.
5.(2007江苏南通中学)一束电子流沿水平面自西向东运动,在电子流的正上方一点P,由于电子运动产生的磁场在P点的方向为( )21世纪教育网版权所有
A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向南 D.水平向北
解析:电子流可以等效看作自东向西的电流,用安培定则可知P的磁场水平向北.
答案:D
6.如下图所示,甲、乙是两个靠得较近的螺线管,当S1、S2同时闭合时,两螺线管的相互作用情况是( )21教育网
A.无相互作用力 B.互相吸引 C.互相排斥 D.无法确定
解析:根据安培定则,当电键闭合后,两个螺线管正对的是异名磁极,所以相互吸引.
答案:B
7.对于通电螺线管,下列说法不正确的是( )
A.通电螺线管表现出来的磁性相当于条形磁铁,一端相当于N极,另一端相当于S极
B.通电螺线管外部的磁感线也是从N极出来,进入S极的
C.通电螺线管内部的磁感线与螺线管轴线平行,由S极指向N极
D.把小磁针放在通电螺线管内,小磁针静止时,小磁针的N极指向螺线管的S极
解析:对于通电螺线管表现出来的磁性相当于条形磁铁,其性质与条形磁铁相同,螺线管的磁感线在外部由N极指向S极,在内部由S极指向N极,在螺线管内部,小磁针N极方向指向螺线管的N极.21cnjy.com
答案:D
我综合,我发展
8.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图所示,那么这束带电粒子可能是( )www-2-1-cnjy-com
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
解析:磁针S极向纸内转,说明电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可得,电流方向向左.可以形成方向向左的电流的是向左飞行的正离子束或向右飞行的负离子束.
答案:BC
9.如图,一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动,则此电子的运动( )
A.不产生磁场
B.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外
D.只在圆的内侧产生磁场
解析:电子沿逆时针转动,形成顺时针方向电流.由安培定则可得,在圆心处的磁场方向垂直纸面向里.
答案:B
10.在赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知( )
A.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
解析:小磁针N极向东偏转,说明在小磁针的东部有磁场,产生原因有:(1)小磁针东部有一条形磁铁的S极靠近小磁针;(2)小磁针上方有自北向南的电流,形成原因一种是有电子自南向北运动,一种是有正电荷从北向南运动.www.21-cn-jy.com
答案:C
11.假设一个电子在地球表面运动,则( )
A.它由东向西绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场
B.它由西向东绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场
C.它由南向北绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场
D.它由北向南绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场
解析:形成地磁场的环形电流应该是自东向西,对电子作为导电机构形成环形电流,它的绕行方向是自西向东.
答案:B
12.如图所示,弹簧秤下挂一条形磁棒,其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是… ( )2·1·c·n·j·y
A.若将a接电源正极,b接电源负极,弹簧秤示数将减小
B.若将a接电源正极,b接电源负极,弹簧秤示数将增大
C.若将b接电源正极,a接电源负极,弹簧秤示数将增大
D.若将b接电源正极,a接电源负极,弹簧秤示数将减小
解析:若将a接电源正极,b接电源负极,螺线管中产生的磁场为竖直向上的,磁铁受到向上的磁场力,弹簧秤示数将减小;若将a接电源负极,b接电源正极,螺线管中产生的磁场为竖直向下,弹簧秤示数将增大.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:AC
同步测控
我夯基,我达标
1.下面有关磁场中某点的磁感应强度的方向的说法中错误的是( )
A.磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
B.磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向
C.磁感应强度的方向就是通电导体在该点的受力方向
D.磁感应强度的方向就是小磁针北极在该点的受力方向
解析:磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,是通过该点的磁感线的切线方向,是小磁针北极在该点的受力方向.21世纪教育网版权所有
所以只有C说法错误.
答案:C
2.关于磁通量,下列说法正确的是( )
A.磁感应强度越大的地方,线圈的面积越大,则穿过线圈的磁通量越大
B.穿过线圈的磁通量为零,表明该处磁感应强度为零
C.穿过线圈的磁通量为零时,该处的磁感应强度不一定为零
D.磁通量的变化,可能是由于磁感应强度的变化引起的,可能是由于线圈面积引起的,也可能是由于线圈与磁场方向间的夹角变化引起的21cnjy.com
解析:由公式Φ=BScosθ得:磁通量可能与磁感应强度、线圈面积和线圈与磁场方向的夹角有关,所以C、D正确.21·cn·jy·com
答案:CD
3.关于磁通量,下列说法正确的是( )
A.穿过某一面的磁感线的条数越多,则穿过该面的磁通量越大
B.穿过两个面的磁感线条数相等,则穿过两个面的磁通量相等
C.磁场中某处的磁感应强度等于穿过该处单位面积的磁通量
D.磁场中某处的磁感应强度等于垂直穿过该处单位面积的磁通量
解析:穿过某一面的磁通量大小可以由穿过它的磁感线的条数来表示,穿过它的磁感线条数越多,磁通量越大;磁场中某处的磁感应强度等于垂直穿过该处单位面积的磁通量.
所以A、B、D对.
答案:ABD
4.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是( )
A.通电导线受磁场力大的地方,磁感应强度一定大
B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小无关
解析:电流在磁场中的受力的大小与电流在磁场中的放置方向有关,受力小的地方磁感应强度不一定小,磁感应强度仅与磁场本身的因素有关,与有无电流受力无关.
答案:D
5.(2007江苏南通中学)如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将( )www.21-cn-jy.com
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.不能确定
解析:线圈远离导线时,穿过线圈的磁感应强度减小,线圈的面积不变,所以穿过线圈的磁通量减小.
答案:B
6.关于磁感线的概念,下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线
B.磁感线总是从磁体的N极指向磁体的S极
C.磁感线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致
D.两个磁场叠加的区域,磁感线就有可能相交
解析:磁感线是用来形象描述磁场的,是物理模型,实际上并不存在.
答案:C
7.关于磁感应强度的单位T,下列表达式中不正确的是( )
A.1 T=1 Wb/m2 B.1 T=1 Wb·m2
C.1 T=1 N· s/C·m D.1 T=1 N/A·m
答案:B
8.将面积为0.5 m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×10-2 T的匀强磁场中,线圈平面垂直于磁场方向,如图所示,那么穿过这个线圈的磁通量为…( )2·1·c·n·j·y
A.1.0×10-2 Wb B.1.0 Wb C.0.5×10-2 Wb D.5×10-2 Wb
解析:线圈平面垂直于磁场方向,所以由公式Φ=BS得:Φ=1.0×10-2 Wb.
答案:A
我综合,我发展
9.如图
所示,是一个用均匀金属导线做成的圆环,A、B是圆环的两个端点,当电流I从A点流入,从B点流出时,环中心的磁场方向( )21·世纪*教育网
A.在圆环所在平面内,且指向B B.垂直圆环平面,且指向纸外
C.垂直圆环平面,且指向纸内 D.磁感应强度为零,无方向
解析:电流从A流入圆环,分两条路流过圆环再在B处流出.则由安培定则判断上半圆在O点产生的磁场垂直纸面向里;下半圆在O点产生的磁场垂直纸面向外.又因为磁场是矢量,可叠加,上下半圆产生的磁场大小相等.方向相反,所以O点磁感应强度为零,无方向.
答案:D
10.在xOy坐标系的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线,电流方向指向纸内,此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场.已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中,a点的磁感应强度最大,则此匀强磁场的方向为( )www-2-1-cnjy-com
A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向
C.沿y轴负方向 D.沿y轴正方向
解析:现在a、b、c、d四点的场强是由通电直导线产生的磁场和匀强磁场叠加产生的.因为a点磁感应强度最大,说明两磁场在a处的叠加值最大.由安培定则判断导线在a点产生的场强沿y轴负方向,所以匀强磁场也沿y轴负方向.21教育网
答案:C
11.两根长直通电导线互相平行,电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处,如图所示,两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值是B,则C处磁场的总磁感应强度是( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.2B B.B C.0 D.B
解析:A、B两导线在C点产生的磁场如题图,那么C点的总磁场应等于此两磁场叠加.
答案:D
12.如图所示,S1与S2分别是半径为r1和r2的同心导体圆环,磁感应强度为B的匀强磁场的方向与环面垂直,范围以S1为边界,则穿过环S1的磁通量为__________,穿过环S2的磁通量为________.2-1-c-n-j-y
解析:因为匀强磁场垂直穿过环面,所以Φ1=BS1=Bπr12,Φ2=BS1=Bπr12.
答案:Bπr12 Bπr12
13.金属电阻通常是用电阻丝做成的,为了减小它的体积,会将电阻丝绕制成一个线圈的样式,为了防止线圈在电路中的磁场问题,采用双线绕法.为什么这样绕就消除了磁场呢?
答案:双线绕制的电阻,当有电流流过时,电流的方向正好相反,磁场互相抵消.
同步测控
我夯基,我达标
1.我国的四大发明是:__________、__________、__________、__________.
答案:指南针 造纸术 活字印刷 火药
2.磁悬浮列车主要有两种形式: __________和__________.
答案:常导电磁铁吸引方式 超导电磁铁相斥方式
3.录音机在磁带上录制声音,计算机在磁盘上写数据利用的原理是( )
A.前者是电生磁现象,后者是磁生电现象
B.前者是磁生电现象,后者是电生磁现象
C.都是电生磁现象
D.都是磁生电现象
答案:C
4.沿x轴和y轴安放两根长直导线,通以如图所示方向的电流,磁场比较强的象限是( )
A.只有第二象限 B.一、三象限
C.只有第四象限 D.二、四象限
答案:D
5.如图所示,将通电线圈悬挂在磁铁N极附近,磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将( )21世纪教育网版权所有
A.转动同时靠近磁铁 B.转动同时离开磁铁
C.不转动,只靠近磁铁 D.不转动,只离开磁铁
解析:根据磁现象,既有转动,转到磁场方向一致,又相互吸引.
答案:A
我综合,我发展
6.指南针指南的原因是什么?
答案:地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫做地磁场.地球的磁场很弱,其表面的磁场比一块小条形磁铁近旁的磁场弱得多,然而,能自由转动的小磁针能显示地磁场对它的作用,指南针正是利用这一原理制成的,人们使用指南针以防止旅游、探险时迷路.
7.拿一块强磁体靠近计算机或录音带,会损坏记录的信息吗?
答案:会,因为计算机或录音带在强磁体的作用下,其内部的磁性要发生变化,使其分子电流的取向变化,从而会损坏记录的信息,故在现实生活中常出现磁卡等没有磁的现象.
8.如图所示,若一束电子沿y轴正方向运动,则在z轴上某点A的磁场方向应是( )
A.沿x轴的正向 B.沿x轴的负向
C.沿z轴的正向 D.沿z轴的负向
解析:电子沿y轴正方向运动,相当于沿y轴负方向的电流,根据电流的磁场方向知B对.
答案:B
9.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里,在墙的西侧处,当放一指南针时,其指向刚好比原来旋转180度,由此可以断定,这根电缆中的电流的方向是( )21教育网
A.可能向北 B.可能是竖直向上
C.可能向南 D.可能是竖直向下
解析:电流周围存在着磁场,磁场的方向遵守安培定则.指南针在水平面内转动,排除南北方向的电流,应该是竖直方向的电流,且方向向上.21cnjy.com
答案:B
同步测控
我夯基,我达标
1.下列等式中正确的是( )
A.1 T=1 Wb/m2 B.1 T=1 kg/A·s2
C.1 T=1 kg·m2/A·s2 D.1 T=1 N/A·m
解析:分析单位的关系可以从公式入手.
T为磁感应强度的单位,Wb为磁通量的单位,m2为面积单位,A为电流单位,s2为时间的平方,N为力的单位,kg为质量单位.因为B=Φ/S=F/IL,所以A、D对;又F=ma,所以B=ma/IL,所以B对.21·cn·jy·com
答案:ABD
2.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( )
A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直
C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直
D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直
解析:由左手定则可知,安培力方向一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向,但电流方向与磁场方向不一定垂直.21教育网
答案:D
3.有一段直导线长1 cm,通过5 A电流,把它置于磁场中某点时,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B可能值为( )www.21-cn-jy.com
A.1 T B.5 T C.2 T D.2.5 T
解析:因为安培力F=IBLsinθ,所以B=F/ILsinθ,
当θ=90°时,B=2 T为最小磁场强度.
答案:BCD
4.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是…( )
A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大
B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
解析:磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与放入的通电导线及其受到的安培力无关,故A错,D对;磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映,而磁感线的指向代表此处磁场的方向,故B错.安培力的大小不仅与B、I、L有关,还与导体的放置方式有关,故C错误.2·1·c·n·j·y
答案:D
5.如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图.当圆盘绕中心轴OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是( )21·世纪*教育网
A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向里 D.水平向外
解析:带负电荷的橡胶盘顺时针转动,形成逆时针方向的电流,由安培定则得圆盘转动产生的磁场竖直向上,再由左手定则判断得通电直导线所受磁场力水平向里.
答案:C
6.在赤道上空,沿东西水平方向放置一根导线,通以由西向东的电流,则导线受地磁场的作用力的方向是__________.21世纪教育网版权所有
解析:地磁场方向由南极指向北极,由左手定则判断导线受到向上的安培力.
答案:向上
7.匀强磁场中有一段长为0.2 m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3 A的电流时,受到0.6 N的磁场力,则磁场的磁感强度是__________T;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是__________T;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是__________T.
解析:由F=IBL得:B=F/IL=1T.
因为磁感应强度是磁场本身性质,与放入其中的导线长短以及通入的电流大小都无关,所以不管导线长度和电流强弱怎样变化,B始终是1T.21cnjy.com
答案:1 1 1
我综合,我发展
8.同一平面内,两个半径不同的同心导体环中通以同向电流时( )
A.两环都有向内收缩的趋势 B.两环都有向外扩张的趋势
C.内环有收缩趋势,外环有扩张趋势 D.外环有收缩趋势,内环有扩张趋势
解析:因为两环通以同向电流,所以要相互吸引,外环有收缩趋势,内环有扩张趋势.
答案:D
9.一根长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环面,导线和环中的电流方向如图所示,则环受到的磁场力为……( )www-2-1-cnjy-com
A.沿环半径向外 B.沿环半径向内 C.水平向左 D.等于零
解析:因为由左手定则判断I2产生的磁场为绕着导线方向的,恰好与圆环平面平行,所以圆环此时不受力.
答案:D
10.铁芯上有两个线圈,把它们和一个干电池连接起来,已知线圈的电阻比电池的内阻大得多,如图所示的图中,下列接法中铁芯的磁性最强的是( )21*cnjy*com
解析:由安培定则判断A中右线圈产生的磁场指向右,左线圈产生的磁场指向左,又因为磁场为矢量,有方向,所以螺线管内部磁场要抵消掉一部分;同理,判断C中也抵消掉一部分,但B、D中磁场都向右,所以铁芯的磁性最强.【来源:21cnj*y.co*m】
答案:BD
11.将长度为20 cm,通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为1 T.试求下列各图中导线所受安培力的大小和方向.
解析:由公式F=IBLsinθ得:
(1)F1=0,
(2)F2=IBL=0.02 N,方向水平向右,
(3)F3=IBL=0.02 N,方向垂直导线方向斜向上方(与水平方向成120°).
答案:0;0.02 N,水平向右;0.02 N,与水平方向成120°
12.如图所示,ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5 A的电流时,质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动,当棒中电流增加到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小.【来源:21·世纪·教育·网】
解析:对棒MN进行受力分析,棒在导轨方向上受安培力F和摩擦力f.
当I=5 A时,F1=f,F1=I1BL,
当I=8 A时,F2-f=ma,F2=I2BL,
解上式得:B=1.2 T.
答案:1.2 T
13.如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为l,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?2-1-c-n-j-y
解析:对棒AC进行受力分析,如图(由A向C看的正视图)
因为AC静止在导轨上,所以这几个力的合力为零.
将F分解到水平和竖直两个方向上,则
水平方向上:f=Fsinθ=IBLsinθ,
竖直方向上:FN+Fcosθ=mg,所以FN=mg-IBLcosθ.
因为棒对导轨的压力与导轨对棒的支持力为一对相互作用力,所以FN′=FN=mg-IBLcosθ.
答案:压力为mg-IBLcosθ,摩擦力为IBLsinθ
同步测控
我夯基,我达标
1.关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是……( )21cnjy.com
A.F、B、v三者必定均保持垂直
B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于v
C.B必定垂直于F,但F不一定垂直于v
D.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B
解析:根据左手定则,F一定垂直于B、v;但B与v不一定垂直.
答案:B
2.如图所示,空间中存在着水平向右的匀强磁场,一个带电粒子(重力不计)水平向左平行于磁场的方向进入磁场.下面对于该粒子在磁场中运动的描述中正确的是( )
A.该粒子将做匀变速直线运动 B.该粒子将做匀变速曲线运动
C.该粒子将做匀速直线运动 D.该粒子将做匀速圆周运动
解析:运动电荷是速度方向与磁场平行,不受磁场力.
答案:C
3.下列说法正确的是( )
A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力的作用
B.运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度
D.洛伦兹力对带电粒子不做功
解析:运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力F=qvBsinθ,所以F的大小不但与q、v、B有关系,还与v的方向与B的夹角θ有关系,当θ=0°或180°时,F=0,此时B不一定等于零,所以A、B错误;又洛伦兹力与粒子的速度始终垂直,所以洛伦兹力对带电粒子不做功,粒子的动能也就不变,但粒子速度在只受洛伦兹力作用时要变化,因为速度的方向发生改变.所以C错,D对.21·cn·jy·com
答案:D
4.关于安培力和洛伦兹力,下面说法中正确的是( )
A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力
B.安培力和洛伦兹力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C.安培力和洛伦兹力,二者是等价的
D.安培力对通电导体能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功
解析:安培力和洛伦兹力实际上都是磁场对运动电荷的作用力,但二者不是等价的,安培力实际上是洛伦兹力的宏观表现,它可以对通电导体做功,但洛伦兹力不能对运动电荷做功,所以A、C错,B、D对.2·1·c·n·j·y
答案:BD
5.电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则( )
A.磁场对电子的作用力始终不变 B.磁场对电子的作用力始终不做功
C.电子的速度始终不变 D.电子的动能始终不变
解析:电子以初速度v垂直进入磁场,要受到洛伦兹力的作用,因为洛伦兹力始终垂直于速度,所以速度大小始终不变,但速度方向时刻在变,那么力的方向也时刻在变,但力对电子始终不做功,电子动能也不变.所以A、C错,B、D对.21世纪教育网版权所有
答案:BD
6.一个单摆摆球带正电,在水平匀强磁场中振动.振动平面与磁场垂直,如图所示,图中C点为摆球运动的最低点,摆球向右运动和向左运动通过C点时,以下说法中正确的是( )
A.受到的洛伦兹力相同 B.悬线对摆球的拉力相等
C.具有相同的动能 D.具有相同的速度
解析:洛伦兹力始终与速度垂直,对电荷不做功.运动过程中机械能守恒.向左或向右摆时洛伦兹力方向不同,所以A、B不对.21·世纪*教育网
答案:C
我综合,我发展
7.一个长螺线管中通有方向不变但强度逐渐增加的电流,把一带电粒子沿管轴线射入管中,若粒子的重力不计,则粒子在管中将( )www-2-1-cnjy-com
A.匀速运动 B.匀加速直线运动 C.圆周运动 D.做变加速运动
解析:螺线管中通有电流,管中产生磁场,粒子进入磁场时运动方向和磁场方向恰好平行,则粒子不受洛伦兹力的作用,又没有其他力作用在粒子上,所以粒子将会继续匀速运动.
答案:A
8.一个带正电的微粒(重力不计)穿过如图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采用的办法是( )2-1-c-n-j-y
A.增大电荷质量 B.增大电荷电量
C.减小入射速度 D.增大磁感应强度
解析:粒子在穿过这个区域时所受的力为:竖直向下的电场力Eq和竖直向上的洛伦兹力qvB,且此时Eq=qvB.21*cnjy*com
若要使电荷向下偏转,需使Eq>qvB,则减小速度v、减小磁感应强度B或增大电场强度E均可.
答案:C
9.从东向西运动的电子,由于受到地球磁场的作用,将会偏向( )
A.南方 B.北方 C.上方 D.下方
解析:由左手定则判断,电子将会偏向上方.
答案:C
10.如图所示,一只阴极射线管左侧不断有电子射出.若在管的正下方放一通电直导线AB时,发现射线的径迹往下偏,则( )www.21-cn-jy.com
A.导线中的电流从A流向B
B.导线中的电流从B流向A
C.若要使电子束的径迹向上偏,可以通过改变导线AB中的电流方向来实现
D.电子束的径迹与AB中的电流方向无关
解析:由左手定则可得,当射线径迹往下偏时射线所处区域的磁场为向里的.由安培定则可得AB中电流是从B向A的;若想使电子束的径迹上偏,可以改变AB中电流的方向.
答案:BC
11.如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,则…( )21教育网
A.板左侧聚集较多电子,板b点电势高于a点
B.板左侧聚集较多电子,板a点电势高于b点
C.板右侧聚集较多电子,板a点电势高于b点
D.板右侧聚集较多电子,板b点电势高于a点
解析:电流在铜板中流过,实际上是铜板中的电子在定向移动.电流向下流动,说明电子在向上运动.
由左手定则可判断电子受到向右的力的作用,所以要向右运动,最后聚集在b板上,a板上相对应的显示正电性,所以板a点电势高于b点.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:C
同步测控
我夯基,我达标
1.两个粒子,电量相同,在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动( )
A.若速率相等,则半径必相等
B.若动能相等,则周期必相等
C.若质量相等,则周期必相等
D.若质量与速度的乘积大小相等,则半径必相等
解析:因为粒子在磁场中做圆周运动的半径r=mv/qB,周期T=2πm/qB.又粒子电量相同又在同一磁场中,所以q、B相等,r与m、v有关,T只与m有关,所以C、D正确.
答案:CD
2.如图所示,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,垂直于磁场方向发射出两个电子1和2,其速度分别为v1和v2.如果v2=2v1,则1和2的轨道半径之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分别为( )21cnjy.com
A.r1∶r2=1∶2,T1∶T2=1∶2 B.r1∶r2=1∶2,T1∶T2=1∶1
C.r1∶r2=2∶1,T1∶T2=1∶1 D.r1∶r2=1∶1,T1∶T2=2∶1
解析:因为粒子在磁场中做圆周运动的半径r=mv/qB,周期T=2πm/qB,所以r1∶r2==v1∶v2=1∶2,T1∶T2==1∶1.2·1·c·n·j·y
答案:B
3.如图所示,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( )21*cnjy*com
A.只有速度v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B.只有质量m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C.只有m、v的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D.只有动能Ek大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
解析:因为粒子要想通过弯管要有一定的半径,其半径r=R时,粒子能通过弯管,所以r=R=mv/qB.
因为粒子的q、B都相同,所以只有当mv一定时,粒子才能通过弯管.
答案:C
4.有三束粒子,分别是质子(11H)、氚核(31H)和α粒子束,如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里).在下图中,正确地表示出这三束粒子的运动轨迹的是( )21·世纪*教育网
解析:由粒子在磁场中运动的半径r=mv/qB可知,粒子在磁场中运动的轨迹应该与粒子的比荷有关,即r1∶r2∶r3=∶==1∶3∶2
所以三种粒子的轨迹应该是氢核半径最小,氚核半径最大,α粒子束在中间,所以C选项正确.
答案:C
5.一带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它又顺利进入一磁感应强度为2B的匀强磁场,仍做匀速圆周运动,则( )21教育网
A.粒子速率加倍,周期减半
B.粒子的速率不变,轨道半径减半
C.粒子的速度减半,轨道半径变为原来的1/4
D.粒子的速率不变,周期减半
解析:粒子进入磁场做匀速圆周运动,受洛伦兹力的作用,洛伦兹力对粒子不做功,所以粒子的速率不变;由r=mv/qB,T=2πm/qB得:粒子轨道半径减半,周期减半.
答案:BD
我综合,我发展
6.三个相同的带电小球1、2、3,在重力场中从同一高度由静止开始落下,其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场,小球2通过一附加的水平方向匀强磁场.设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3,忽略空气阻力,则( )21·cn·jy·com
A.E1=E2=E3 B.E1>E2=E3
C.E1<E2=E3 D.E1>E2>E3
解析:三小球下落,在下落过程中,重力对三球均做功,但1球过电场,电场力要对小球做正功,2球过磁场,只有重力做功,洛伦兹力不做功,3球也只有重力做功,所以由动能定理可知,E1=mgh+WE,E2=E3=mgh,所以E1>E2=E3.【来源:21·世纪·教育·网】
答案:B
7.真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,三个带有等量同种电荷的油滴A、B、C在场中做不同的运动.其中A静止,B向右做匀速直线运动,C向左做匀速直线运动,则三油滴质量大小关系为( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.A最大 B.B最大 C.C最大 D.都相等
解析:由分析知:A静止,所以A不受洛伦兹力的作用,只受重力和电场力作用,且Eq=m1g,所以m1=Eq/g【出处:21教育名师】
并且可以判断油滴带负电.
B向右做匀速直线运动,受力分析知B受向下的重力mg,向上的电场力Eq和向下的磁场力qvB,且Eq=m2g+qvB,所以m2=(Eq-qvB)/g2-1-c-n-j-y
C向左做匀速直线运动,受力分析知C受向下的重力mg,向上的电场力Eq和向上的磁场力qvB,且Eq+qvB=m3g,所以m3=(Eq+qvB)/g【版权所有:21教育】
所以A、B、C三油滴的质量m2答案:C
8.如图所示,场强E的方向垂直向下,磁感应强度B1的方向垂直于纸面向里,磁感应强度B2的方向垂直纸面向外,在S处有四个二价正离子,甲、乙、丙、丁垂直于场强E和磁感应强度B1的方向射入,若四个离子质量m甲=m乙<m丙=m丁,速度v甲<v乙=v丙<v丁,则运动到P1,P2,P3,P4的四个位置的正离子分别为( )21*cnjy*com
A.甲乙丙丁 B.甲丁乙丙 C.丙乙丁甲 D.甲乙丁丙
解析:偏向P1的电场力大,偏向P2的是洛伦兹力大,进入B2的是速度相等的,所以落在P1的是甲,P2的是丁;质量大的半径大,落在P3的是乙,P4的是丙.
答案:B
9.一束离子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,然后进入磁感应强度为B′的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周运动,则这束离子必定有相同的__________,相同的__________.21教育名师原创作品
解析:因为离子能沿入射方向通过电场和磁场区域,所以离子在这个区域内所受的电场力和磁场力应该是相等的,即Eq=qvB,可得v=E/B,所以这束离子必定有相同的速度;又因为离子进入磁场B′后做半径相同的匀速圆周运动,且离子在磁场中运动的半径r=mv/qB,所以这束离子的质量与电量的比值(即荷质比)m/q必定相等.
答案:速度v 荷质比m/q
10.为使从炽热灯丝发射的电子(质量m、电量e、初速为零)能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)区域,对电子的加速电压为__________.
解析:若想电子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,电子受到的电场力和磁场力大小要相等,即Eq=qvB,v=E/B.
电子的这个速度是经过加速电场加速得来的,所以由动能定理:Uq=mv2得:
U=mv2/q=.
答案:
11.如图所示,一质量m、电量q带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面.顶端时对斜面压力恰为零.若迅速把电场方向改为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?
解析:当小球静止在斜面顶端时,小球受力为重力mg,电场力Eq,且mg=Eq可得E=mg/q
当电场反向时,小球由于受到重力和电场力作用开始沿斜面下滑,同时受到洛伦兹力的作用,F=qvB,方向垂直斜面向上.www.21-cn-jy.com
这时的速度v是在不断增大的,直到mg和Eq的合力在垂直斜面方向上的分力等于洛伦兹力,小球就要离开斜面了,此时qvB=(mg+Eq)cos30°,v=3mg/qB.
又因为小球在下滑过程中只有重力和电场力做功,所以由动能定理可得:
(mg+Eq)h=mv2,所以h=.
所以小球在斜面上下滑的距离为s=h/sin30°=2h=.
答案:
12.材料一:在现代物理学中,为了深入到原子核内部,进一步研究物质的微观结构和相互作用的规律,人们用能量很高的带电粒子去轰击各种原子核,观察它们的变化情况.早期制成的加速器就是利用高压电源的电势差来加速带电粒子的.这种类型的加速器受到实际所能达到的电势差的限制,粒子获得的能量并不太高.1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋粒子加速器.如图所示,下图为回旋粒子加速器的工作原理图,AA′间有一交变电场,在中心A0处有粒子源,以一定的初速度v0垂直进入匀强磁场中,在磁场中做匀速圆周运动,经过一段时间到达A1时,在A1A1′处受到电场的加速,速率增加到v1.粒子以速率v1在磁场中做匀速圆周运动,又经过一段时间,到达A2′,在A2′A2处粒子又一次受到电场的加速,速率增加到v2.如此继续下去,每当粒子运动到AA′间时,速率都将一步一步地增大.
材料二:根据爱因斯坦的狭义相对论观点,相对论的质量速率公式:m=
其中m0表示物体静止时的质量,m表示物体以速率v运动时的质量,c表示光速,若质点的速率远小于光速,则m→m0,质量保持不变,回到牛顿经典力学的观点.
根据以上材料回答问题:
(1)为了保证带电粒子在回旋加速器中如图所示的那样不断被加速,带电粒子的运动周期T1与交变电场的周期T2之间的关系为_____________.21世纪教育网版权所有
(2)在20世纪30年代末发现,这种回旋加速器加速质子时,最高能量仅能达到20 MeV,要想进一步提高质子的速度很困难,这是因为_________________________________________.
答案:(1)T1=T2
(2)速度越大,粒子的质量发生变化,带电粒子的运动周期T=,与交变电场的周期不同步,不能对粒子继续进行加速www-2-1-cnjy-com