新教材高中物理 章末综合检测(一)静电场及其应用 新人教版必修第三册
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一、选择题1.有关电场的理解,下述正确的是( )A .电场强度的方向就是放入电场中电荷所受电场力的方向,且其大小F E q =B .只有当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C .由公式2kQ E r=可知,在离带电体很近时,r 接近于零,电场强度达无穷大 D .电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关 2.真空中带电荷量分别为+4Q 和-6Q 的两个相同的金属小球,相距为r 时相互作用力大小为F 。
若把它们接触一下后分开,再放到相距2r 处,它们的相互作用力大小变为( ) A .12F B .6F C .3F D .23F 3.下列说法正确的是( )A .静电感应时产生了电荷B .库仑首先测定了电子的电荷量C .法拉第首先提出可以用电场线描绘电场的分布D .自然界的电荷只有两种,安培把它们命名为正电荷和负电荷4.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A .元电荷就是电子B .元电荷实质上是指电子和质子本身C .元电荷就是原子D .物体所带的电量只能是元电荷的整数倍5.如图所示,a 、b 、c 、d 分别是一个菱形的四个顶点,∠abc =120°,现将三个等量的正点电荷+Q 分别固定在a 、b 、c 三个顶点上,下列说法正确的是( )A .d 点的电场强度小于O 点的电场强度B .O 点电场强度的方向由d 指向OC .d 点的电场强度大于O 点的电场强度D .d 点电场强度的方向由d 指向O6.以下关于与电场强度有关的几个公式的说法,其中不正确的是( )A .公式U E d =⋅只适用于匀强电场B .只要电场中电场线是直线,公式U E d =⋅就适用C .公式F E q =是定义式,适用于任何电场 D .公式2kQ E r=是由库仑定律得出的,因而只适用于点电荷(真空中)的电场 7.把试探电荷q 放在某电场中的A 点,测得它受到的电场力为F ;再把它放到B 点,测得它所受的电场力为nF 。
阶段验收评估(一)静电场(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题只有一个选项符合题意,第6~8小题有多个选项符合题意;全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2016·浙江高考)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开, ( )A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合解析:选C 带电体C靠近导体A、B时,A、B发生静电感应现象,使A端带负电,B 端带正电,但A、B是一个等势体,选项A、B错误;移去带电体C后,A、B两端电荷中和,其下部的金属箔都闭合,选项C正确;若先将A、B分开,再移去带电体C,A、B上的电荷不能中和,其下部的金属箔仍张开,选项D错误。
2.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( )A.做直线运动,电势能先变小后变大B.做直线运动,电势能先变大后变小C.做曲线运动,电势能先变小后变大D.做曲线运动,电势能先变大后变小解析:选C 由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电场分布如图所示。
带负电的粒子在等量异号点电荷所产生电场中的偏转运动轨迹如图所示,则粒子在电场中做曲线运动。
电场力对带负电的粒子先做正功后做负功,电势能先变小后变大,故C正确。
3.Q1、Q2为两个带电质点,带正电的检验电荷q沿中垂线向上移动时,q在各点所受Q1、Q2作用力的合力大小和方向如图中细线所示(力的方向都是向左侧),由此可以判断( )A.Q2可能带负电荷B.Q1、Q2可能为等量异种电荷C.Q2电荷量一定大于Q1的电荷量D.中垂线上的各点电势相等解析:选C 由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方,所以Q2一定带正电荷,Q1可能带正电荷也可能带负电荷,且Q2>Q1,选项A、B、D 错,C正确。
高中物理必修第3册静电场及其应用试卷综合测试(Word版含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。
某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、'A,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是()A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。
直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置,选项B正确;C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。
章末综合测评(三) 电路及其应用(分值:100分)1.(4分)由欧姆定律I =UR 导出U =IR 和R =U I,下列叙述不正确的是( ) A .由R =U I知,导体的电阻由导体两端的电压和流过导体的电流决定B .导体的电阻由导体本身的物理条件决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流无关C .对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D .一定的电流流过导体,电阻越大,其电压就越大A [R =U I是电阻的比值定义式,导体的电阻与导体两端的电压和流过导体的电流无关,由导体本身的物理条件决定,故A 错误,B 正确;根据R =U I,可知对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值,故C 正确;由U =IR ,可知一定的电流流过导体,电阻越大,其电压就越大,故D 正确。
]2.(4分)额定电压是220 V 、灯丝电阻是440 Ω的灯泡,在正常工作时,3分钟内通过灯丝横截面的电荷量为( )A .30 CB .90C C .220 CD .360 CB [根据欧姆定律,得通过灯泡的电流I =U R =220440A =0.5 A,3分钟内通过灯丝横截面的电荷量q =It =0.5×180 C=90 C ,故B 正确,A 、C 、D 错误。
]3.(4分)有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量,三个同学把对每个电阻测量时电阻两端的电压和通过的电流描点到同一U I 坐标系中,如图所示,这三个电阻的大小关系正确的是( )A .R a <R b <R cB .R a >R cC .R a >R bD .R b =R cB [由公式R =UI可知,图像的斜率表示电阻,则由图可知,a 、b 的电阻相等,且大于c 的电阻,则有R a =R b >R c ,故B 正确,A 、C 、D 错误。
]4.(4分)如图所示,4只电阻串联于某电路中,已测出U AC =9 V ,U BD =6 V ,R 2=R 4,则U AE 为( )A .3 VB .7.5 VC .15 VD .无法确定C [四个电阻串联,根据电压关系可知U AC +U BD =15 V =I (R 1+R 2+R 2+R 3),已知R 2=R 4,所以U AC +U BD =U AE ,故C 正确。
高中物理必修第3册 静电场及其应用测试卷测试题(Word 版 含解析)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。
小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +226kq R【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。
BC .设 db 连线与水平方向的夹角为α,则223cos 3R h α==+ 226sin 3R h α=+=对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R Tπα⋅-︒==+︒ 解得23RmRT q kπ=2233kq a mR= 则小球c 的加速度大小为233kq mR,故B 正确,C 错误。
D .对d 球,由平衡条件得2226263sin q q kq F k mg mg h R Rα⋅=+=++ 故D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ,A 、C 两点为轨道的最高点,B 点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷.将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放,已知重力加速度为g ,则()A .小球运动到B 2gR B .小球运动到B 点时的加速度大小为3gC .小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgRD .小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg +k 122q q R 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A.带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则:212B mgR mv =解得:2B v gR 故A 正确;B.小球运动到B 点时的加速度大小为:22v a g R==故B 错误;C.小球从A 点运动到B 点过程中库仑力不做功,电势能不变,故C 错误;D.小球到达B 点时,受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ,由圆周运动和牛顿第二定律得:2122BN q q v F mg k m R R--=解得:1223N q q F mg kR =+ 根据牛顿第三定律,小球在B 点时对轨道的压力为:1223q q mg kR + 方向竖直向下,故D 正确.3.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美.如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A 、B ,AB 连线中点为O.在A 、B 所形成的电场中,以O 点为圆心半径为R 的圆面垂直AB 连线,以O 为几何中心的边长为2R 的正方形平面垂直圆面且与AB 连线共面,两个平面边线交点分别为e 、f ,则下列说法正确的是( )A .在a 、b 、c 、d 、e 、f 六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点B .将一电荷由e 点沿圆弧egf 移到f 点电场力始终不做功C .将一电荷由a 点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同D .沿线段eOf 移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大 【答案】BC 【解析】图中圆面是一个等势面,e 、f 的电势相等,根据电场线分布的对称性可知e 、f 的场强相同,故A 错误.图中圆弧egf 是一条等势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式W=qU 可知:将一正电荷由e 点沿圆弧egf 移到f 点电场力不做功,故B 正确.a 点与圆面内任意一点时的电势差相等,根据公式W=qU 可知:将一电荷由a 点移到圆面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同.故C 正确.沿线段eof 移动的电荷,电场强度 先增大后减小,则电场力先增大后减小,故D 错误.故选BC .【点睛】等量异种电荷连线的垂直面是一个等势面,其电场线分布具有对称性.电荷在同一等势面上移动时,电场力不做功.根据电场力做功W=qU 分析电场力做功情况.根据电场线的疏密分析电场强度的大小,从而电场力的变化.4.如图所示,竖直平面内固定一倾斜的光滑绝缘杆,轻质绝缘弹簧上端固定,下端系带正电的小球A ,球A 套在杆上,杆下端固定带正电的小球B 。
高中物理必修第3册 静电场及其应用试卷达标检测(Word 版 含解析)一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,a 、b 、c 、d 四个质量均为 m 的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中 a 、b 、c 三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕 O 点做半径为 R 的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。
小球 d 位于 O 点正上方 h 处,且在外力 F 作用下恰处于静止状态,已知 a 、b 、c 三小球的电荷量大小均为 q ,小球 d 的电荷量大小为 6q ,h =2R 。
重力加速度为 g ,静电力常量为 k 。
则( )A .小球 a 一定带正电B .小球 c 的加速度大小为2233kq mRC .小球 b 2R mRq kπD .外力 F 竖直向上,大小等于mg +226kq R【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .a 、b 、c 三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d 球与a 、b 、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球的电性未知,所以a 球不一定带正电,故A 错误。
BC .设 db 连线与水平方向的夹角为α,则223cos 3R h α==+ 226sin 3R h α=+=对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:22222264cos 2cos302cos30()q q q k k mR ma h R R Tπα⋅-︒==+︒ 解得23RmRT q kπ=2233kq a mR= 则小球c 的加速度大小为233kq mR,故B 正确,C 错误。
D .对d 球,由平衡条件得2226263sin q q kq F k mg mg h R Rα⋅=+=++ 故D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ,A 、C 两点为轨道的最高点,B 点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷.将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放,已知重力加速度为g ,则()A .小球运动到B 2gR B .小球运动到B 点时的加速度大小为3gC .小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgRD .小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg +k 122q q R 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A.带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则:212B mgR mv =解得:2B v gR 故A 正确;B.小球运动到B 点时的加速度大小为:22v a g R==故B 错误;C.小球从A 点运动到B 点过程中库仑力不做功,电势能不变,故C 错误;D.小球到达B 点时,受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ,由圆周运动和牛顿第二定律得:2122BN q q v F mg k m R R--=解得:1223N q q F mg kR =+ 根据牛顿第三定律,小球在B 点时对轨道的压力为:1223q q mg kR + 方向竖直向下,故D 正确.3.如图所示,内壁光滑的绝缘半圆容器静止于水平面上,带电量为q A 的小球a 固定于圆心O 的正下方半圆上A 点;带电量为q ,质量为m 的小球b 静止于B 点,其中∠AOB =30°。
人教版高中物理必修第三册各章综合测验第九章静电场及其应用........................................................................................................ - 1 - 第十章静电场中的能量........................................................................................................ - 9 - 第十一章电路及其应用...................................................................................................... - 26 - 第十二章电能能量守恒定律............................................................................................ - 38 - 第十三章电磁感应与电磁波初步...................................................................................... - 52 -第九章静电场及其应用(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分。
)1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷是一个理想模型C.元电荷就是质子D.物体所带电量只能是元电荷的整数倍【解析】选D。
元电荷是最小的电荷量,而不是一个物理模型;在高中阶段,任何带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍,D是正确的,因为高中阶段并不要求学生知道夸克模型。
2.关于库仑定律,以下说法中正确的是()A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的带电体B.库仑定律是实验定律C.库仑定律仅适用于静止的点电荷间的相互作用D.根据库仑定律,当两个点电荷间的距离趋近于零时,则库仑力趋近于无穷大【解析】选B。
阶段验收评价(一)静电场及其应用(本试卷满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.真空中有距离保持不变的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加了原来的12,但它们之间的相互作用力保持不变,则另一点电荷的电荷量削减了原来的( ) A.12B.13C.14D.124解析:选B 因为一个点电荷的电荷量增加了原来的12,则q 1′=32q 1,依据库仑定律的公式F =k q 1q 2r 2知,若库仑力不变,则q 2′=23q 2,即另一电荷的电荷量减小了原来的13,故B 正确,A 、C 、D 错误。
2.如图1所示,是某验电器的结构图。
下列说法正确的是( )A .当带电体靠近金属盘时,金属箔张开肯定角度B .金属箔张开过程,电场力肯定做负功C .两金属箔张开,说明金属盘带正电D .两片金属箔张开时,可能带异种电荷 图1解析:选A 当带电体靠近金属盘时,由于发生静电感应,金属箔带上了同种电荷,这两片金属箔张开肯定角度,在张开的过程中电场力做正功;验电器只能推断物体是否带电,不能说明是哪种电荷,故也不能说明金属盘带哪种电荷,故A 正确,B 、C 、D 错误。
3.在如图2所示的四种电场中,分别标记有a 、b 两点。
其中a 、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( )图2A .甲图中与点电荷等距的a 、b 两点B .乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点C .丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点D .丁图中非匀强电场中的a 、b 两点解析:选C 题图甲中,a 、b 两点电场强度大小相等,方向不同,故A 不符合题意;题图乙中,a 、b 两点电场强度大小相等,方向相同,故B 不符合题意;题图丙中电场强度大小相等,方向相反,故C 符合题意;电场线的疏密程度代表电场强度的大小,故题图丁中,b 点电场强度大于a 点电场强度,故D 不符合题意。
新教材高中物理新人教版必修第三册:模块综合测试卷一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.不带电的导体P置于场强方向向右的电场中,其周围电场线分布如图所示,导体P 表面处的电场线与导体表面垂直,a、b为电场中的两点( )A.a点的电场强度小于b点的电场强度B.a点的电势低于b点的电势C.负检验电荷在a点的电势能比在b点的电势能大D.负检验电荷从a点移到b点的过程中,电场力做负功2.如图所示,用绝缘细线把小球A悬于O点,静止时恰好与另一固定于O点正下方的小球B接触.现使两球带同种电荷,细线将偏离竖直方向某一角度θ1,此时细线中的张力大小为F T1,库仑斥力为F1;若增加两球的带电量,悬线偏离竖直方向的角度将增大为θ2,此时细线中的张力大小为F T2,库仑斥力为F2.则( )A.F T1<F T2B.F T1=F T2C.F1>F2D.F1=F23.如图所示,菱形ABCD处于一匀强电场中,已知B点的电势为12V,对角线的交点O 的电势为7V.则D点的电势为( )A.0B.2VC.5VD.19V4.如图所示,有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场中的P 点以相同的水平初速度垂直电场方向进入电场,它们分别落在A、B、C三点.则可判断( )A.落到A点的小球带负电,落到B点的小球不带电B.三小球在电场中运动时间相等C.三小球到达正极板时的动能关系是E k A>E k B>E k CD.三小球在电场中运动的加速度关系是a C>a B>a A5.在图中,通电螺线管附近的小磁针指向正确的是( )6.如图,a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内,其中a 关于导线左右对称,b和c的右侧平齐.通过a、b和c三个线框的磁通量分别为φa、φb和φc,则( )A.φa>φb>φc B.φa=φb=φcC.φa<φb=φc D.φa<φb<φc7.如图所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示,则此过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)( )A.为零B.方向由向左变为向右C.方向保持不变D.方向由向右变为向左二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.) 8.在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P为滑动变阻器R的滑动触头,G为灵敏电流表,A为理想电流表.开关S闭合后,C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态.则若将P向上移动过程中下列说法正确的是( )A.油滴带负电B.A表的示数变大C.油滴向上加速运动D.G中有由a→b的电流9.关于电场线和磁感线,下列说法正确的是( )A.在静电场中,电场线不可能相交B.磁感线是虚拟的,电场线是客观存在的C.在用磁感线描绘磁场时,磁感线的疏密表示磁感应强度的大小D.在用电场线描绘电场时,没有电场线的地方电场强度为零10.某静电场中的电场线分布如图中实线所示,带电粒子在电场中仅受电场力的作用,沿图中虚线由A运动到B.则下列说法正确的是( )A.该带电粒子一定带正电B.A点电场强度小于B点电场强度C.粒子在A点的加速度大于在B点的加速度D.粒子由A点向B点运动的过程中电势能逐渐减小三、非选择题(本题共5小题,共54分.按题目要求作答.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)11.(6分)如图一量程为100μA的电流表,内阻为100Ω,现需________联(选填“串”或“并”)一个________Ω的电阻可将它改装成量程0~1V电压表,应该把它________联(选填“串”或“并”)在电路中测量电压,某次测量表盘指针位置如图所示,该电压的大小是________V.12.(8分)一个小灯泡上标有“2V1W”的字样,现在要用伏安法描绘它的IU图线.可选用的器材如下.A.电压表(量程3V,内阻约10kΩ)B.电压表(量程15V,内阻约20kΩ)C.电流表(量程0.3A,内阻约1Ω)D.电流表(量程0.6A,内阻约0.4Ω)E.滑动变阻器(5Ω,1A)F.滑动变阻器(100Ω,0.2A)G.电源(电动势3V,内阻1Ω)H.开关一个,导线若干实验要求:误差尽量小,电压表从零开始变化且能多取几组数据,滑动变阻器调节方便.(1)电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(填器材序号字母).(2)实验电路图应选择图甲中的________(选填“a”或“b”)图.(3)连接电路时,某同学误将电流表和电压表接成图乙所示的电路,其他部分连接正确且滑动变阻器滑片的初始位置正确.接通电源后,移动滑片的过程中小灯泡的发光情况是________(选填“不亮”或“逐渐变亮”).(4)通过实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,由图线可求得它在正常工作时的电阻为________Ω.(结果保留两位有效数字)13.(12分)如图所示,a、b、c是匀强电场中的三点,已知a、b两点相距2cm,b、c 相距6cm,ab与电场线平行,bc与电场线成60°角.将电荷量为+2×10-8C的点电荷从a 点移到b点时,电场力做功为2×10-6J.(1)求a、b两点电势差.(2)求匀强电场的电场强度的大小.(3)将电荷从a点经b点移到c点的过程中,电场力做的功是多少?14.(14分)如图所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,电源的内阻r=2Ω,电炉的电阻R1=18Ω,电动机线圈的电阻R2=1Ω.当开关S断开时,电源内电路消耗的热功率P=72W,当S闭合时,干路中的电流I=15A.求:(1)电源的电动势E;(2)S闭合后电动机的机械功率.15.(14分)如图,直线MN上方有垂直纸面向里的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q(q<0)的带电粒子以速度v从O点射入该磁场区域,进入磁场时速度方向与MN边的夹角θ=60°,粒子在磁场中运动一段时间后从边界MN上的P点射出,粒子重力不计.求:(1)带电粒子在磁场中运动的半径;(2)入射点O与出射点P间的距离L;(3)粒子在磁场中运动的时间t.模块综合测试卷1.解析:由电场线越密的地方,电场强度越大可知,E a >E b ,A 错误;沿着电场线,电势逐渐降低,a 点处于电场线的靠前的位置,即a 点的电势比P 高,P 的电势比b 高,故a 点电势高于b 点的电势,B 错误;负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,故负检验电荷在a 点的电势能比在b 点的电势能小,则负检验电荷从a 点移到b 点的过程中,电势能增大,则电场力做负功,C 错误,D 正确.答案:D2.解析:小球A 受到重力G ,悬绳拉力F T ,库仑斥力F ,这三个力的合力为0,因此这三个力构成一个封闭的力矢量三角形,且正好与几何三角形OAB 相似,故有G |OB |=F T|OA |,由于|OA |=|OB |,所以F T =G ,即F T 与θ无关,故A 错误,B 正确;若增加两球的带电量,同理有G |OB |=F|AB |,由于G 、|OB |不变,|AB |增大,故F 也增大,所以F 1<F 2,故C 、D 错误.答案:B3.解析:由于BO 和OD 是匀强电场中两平行等长的线段,故U BO =U OD ,可得φD =2V ,故A 、C 、D 错误,B 正确.答案:B4.解析:小球在水平方向做匀速直线运动,根据x =vt ,因水平方向的距离大小关系x A >x B >x C 可知t A >t B >t C .而在竖直方向上,三个小球通过的高度相同,根据位移公式h =12at2和时间关系可知,a A <a B <a C ,再根据牛顿第二定律可分析出,带正电荷小球受静电力向上,合力为mg -F 电,落到A 点的小球加速度最小,经过时间最长,故球带正电,同理可知落到C 点的小球带负电,落到B 点的小球不带电,故A 、B 错误,D 正确.在运动过程中,三个小球竖直方向位移相等,带负电荷小球合力做功最大,根据动能定理可知其动能改变量最大,而带正电荷小球动能改变量最小,即E k C >E k B >E k A ,故C 错误.答案:D5.解析:根据右手螺旋定则,图中螺线管的右端为S 极,则小磁针的N 极应该指向左,B 正确.答案:B6.解析:根据安培定则,电流左侧磁场垂直纸面向外,电流右侧磁场垂直纸面向里. a 线圈关于直导线左右对称,向里穿过线框的磁通量与向外穿过线框的磁通量恰好抵消,Φa =0;由于离导线越远,磁场越弱,则Φb <Φc ; 所以Φa <Φb <Φc ,故D 项正确. 答案:D7.解析:根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示.显然安培力有一个水平方向的分量,根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量,而由于条形磁铁保持静止,故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡.所以当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左,而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时,条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右.故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右,故B 正确.答案:B8.解析:电容器上极板带正电,下级板带负电荷,油滴静止,电场力方向向上,则油滴带负电,A 正确;P 向上移动,滑动变阻器的阻值变大,则外电路的总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律I =ER 外+r,电流表A 的示数变小,B 错误;P 向上移动,滑动变阻器的阻值变大,则外电路的总电阻增大,则外电压U 外增大,根据U R 1=IR 1,电阻R 1的两端电压变小,根据U 外=U R 1+U 并,U 并增大,即电容器两端的电压增大,油滴受到的电场力增大,大于重力,油滴向上加速运动,C 正确;电容器两端的电压增大,根据Q =CU ,电容器充电,G 中有由b →a 的电流,D 错误.答案:AC9.解析:在静电场中,电场线不可能相交,A 正确;磁感线和电场线都是虚拟的,不是客观存在的,B 错误;在用磁感线描绘磁场时,磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,C 正确;在用电场线描绘电场时,没有电场线的地方仍有可能有电场,电场强度不一定为零,D 错误.答案:AC10.解析:物体做曲线运动时,受力方向指向曲线的凹面一侧,所以由曲线轨迹和电场方向可知,该带电粒子一定带正电,故A 正确;电场线越密集的地方电场强度越大,因此A 点电场强度小于B 点电场强度,故B 正确;粒子在A 点受到的电场力小于在B 点受到的电场力,因此粒子在A 点的加速度小于在B 点的加速度,故C 错误;从A 到B 的过程中,电场力对带电粒子做正功,电势能减小,故D 正确.答案:ABD11.解析:电流表改装成电压表,需要串联分压电阻; 由U =I g (R +R g ),可得R =U I g-R g =9900Ω;电压表测电压时,应与被测元件并联;由电压表量程可知电压表分度值为U 0=U10=0.1V.则电压表读数约为0.84V.答案:串 9900 并 0.83~0.8612.解析:(1)灯泡额定电压是2V ,电压表应选择A ;灯泡额定电流I =P U =12=0.5A ,电流表应选择D ,为方便实验操作,滑动变阻器应选择E ;(2)为了在灯泡上得到从0开始的电压,滑动变阻器要用分压电路,灯泡属于小电阻,则用电流表外接,故电路选b ;(3)接成题图乙所示的电路,电压表内阻很大,电路中电流几乎为零,则灯泡不亮;(4)灯泡正常工作时,电压为2V ,由题图可知I =0.5A ,则R =U I=4.0Ω答案:(1)A D E (2)b (3)不亮 (4)4.013.解析:(1) a 、b 两点间的电势差为U ab =W ab q =2×10-62×10-8V =100V.(2)根据U =Ed ,可得匀强电场的场强大小E =U ab d ab =1000.02V/m =5000V/m. (3) a 、c 两点电势差为U ac =E (d ab +d bc cos60°)=5000×(0.02+0.06×0.5) V=250V , 将电荷从a 点经b 点移到c 点的过程中,电场力做的功 W ac =qU ac =2×10-8×250J=5×10-6J.答案:(1)100V (2)5000V/m (3)5×10-6J14.解析:(1) 当开关S 断开时,电源内电路消耗的热功率P =72W ,由热功率公式可得P =I 2r ,解得I =Pr=6A , 由闭合电路欧姆定律可得E =I (R 1+r )=120V.(2)当S 闭合时,干路中的电流I =15A ,由闭合电路欧姆定律可得E =Ir +U , 解得U =90V ,此时通过R 1的电流为I 1=U R 1=5A.由并联电路电流的规律可得,通过电动机的电流为 I 2=I -I 1=10A.因此电动机的电功率为P 电=UI 2=900W ,电动机的热功率为P 热=I 22 R 2=100W ,电动机的机械功率为P 机=P 电-P 热=800W. 答案:(1)120V (2)800W15.解析:(1)粒子带负电,则粒子的运动轨迹如图;由qvB =m v 2R 得R =mvqB.(2)入射点O 与出射点P 间的距离为L =2R sin60°=3R =3mvqB.(3)粒子运动的周期为T =2πmqB,粒子在磁场中转过的角度为240°,则运动的时间为t =240°360°T =4πm3qB. 答案:(1)mvqB (2)3mvqB (3)4πm 3qB。
一、选择题1.关于静电场,以下叙述中正确的是( )A .点电荷是理想化物理模型,通常体积小的带电体都可以看成是点电荷B .电场中某点的场强方向即为试探电荷在该点的受力方向C .电场强度是标量,运算时不满足平行四边形定则D .电场线分布越密的地方电场强度越大2.如图,两个完全相同的带电小球,静止在光滑、绝缘的半圆形轨道的A 、B 两点,两小球关于过O 点的竖直半径对称,且60AOB ∠=︒。
现缓慢增大两小球的带电量,直至两小球静止在光滑的绝缘球面内的'A 、'B 处,且''120A OB ∠=︒。
则两小球电量的乘积在''A B 处是AB 处的( )A .3倍B .3倍C .33倍D .9倍3.如图所示,几种电荷形成的电场中,A 、B 两点电场强度方向相同的是( ) A . B . C .D .4.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位,关于元电荷,下列论述中不正确的是( )A .把质子或电子叫元电荷B .191.610C -⨯的电量叫元电荷C .电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷D .质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷5.富兰克林提出存在正、负两种电荷,但物体通常呈电中性,这是因为( ) A .物体没有电荷B .通常物体所带的正负电荷一样多C .物体很容易失去电荷D .以上说法都不正确6.两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与中垂线方向成α1角和α2角,且两球处于同一水平线上,如图所示,若α1>α2,则下述结论正确的是( )A .q 1一定等于q 2B .一定满足1212q q m m =C .m 1一定小于m 2D .必须同时满足q 1=q 2、m 1=m 27.关于电场线的下列说法中正确的是( )A .电场线上每点的切线方向都跟该点的场强方向一致B .电场线就是电荷在电场中的轨迹线C .在电场中电场线密集的地方场强小D .点电荷电场在同一平面内的电场线是以点电荷为中心的一簇同心圆8.两个分别带有电荷量+Q 和+5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们之间库仑力的大小为F 。
章末综合检测(一)静电场及其应用A级—学考达标1.将一束塑料扎带一端打结,另一端撕成细条后,用手迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示。
下列关于细条散开现象的分析中,正确的是( )A.由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开B.撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散C.撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开D.细条之间相互感应起电,相互排斥散开解析:选A 塑料细条与手摩擦起电;塑料细条上带的是同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料细条会向四周散开,故B、C、D错误,A正确。
2.如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,分别贴在导体A、B下部的金属箔都是闭合的。
现将带正电的物体C靠近A,下列描述正确的是( )A.稳定后只有A下部的金属箔张开B.稳定后只有B下部的金属箔张开C.C移近A后,再把B与A分开,稳定后A、B下部的金属箔都张开D.C移近A后,再把B与A分开,稳定后A、B下部的金属箔都闭合解析:选C 带正电的物体C靠近A附近时,由于静电感应,A端带上负电,B端带上正电,所以金属箔都张开,故A、B错误;把带正电的物体C靠近导体A后,把A和B分开,A带负电,B带正电,金属箔还是张开的,选项C正确,D错误。
3.导体球壳B带有正电荷Q,其中心处放有导体球A,用细金属丝通过B上的小孔与地相连(细金属丝不与球壳B相碰),如图所示。
则导体球A( )A.不带电B.带正电C.带负电D.可能带正电,也可能带负电解析:选C 球壳B带正电荷后,附近的大地因静电感应将带负电荷,由于导体球A与大地相连,相当于近端,因此,A上也会感应出一定量的负电荷。
4.下列图中画了四个电场的电场线,其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷,图A 中虚线是一个圆,图B中几条直线间距相等且互相平行,则在图A、B、C、D中M、N两处电场强度相同的是( )解析:选B 电场强度为矢量,M、N两处电场强度相同,则电场强度方向、大小都要相同。
图A中,M、N两点的电场强度大小相同,方向不同;图B中是匀强电场,M、N两点的电场强度大小、方向都相同;图C中,M、N两点的电场强度方向相同,大小不同;图D中,M、N两点的电场强度大小、方向都不相同。
B正确。
5.一金属球,原来不带电,现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电场强度大小分别为E a、E b、E c,三者相比,则( )A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c解析:选C 处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零,故a、b、c三点的电场强度都为零。
处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果,所以感应电荷在球内某点产生的电场的电场强度与带电体MN在这一点产生的电场的电场强度等大反向。
比较a、b、c三点感应电场的电场强度,实质上是比较带电体MN 在这三点的电场强度。
由于c点离MN最近,故MN在c点的电场强度最大,感应电荷在c 点的电场强度也最大。
正确选项为C。
6.中子内有一个电荷量为+23e的上夸克和两个电荷量为-13e的下夸克,一个简单的模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上,如图所示。
则下列四幅图中,能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )解析:选B 对电荷量为+23e的上夸克,受到电荷量为-13e的两个下夸克等大的静电力作用,由对称性得,上夸克所受静电力必向下。
对电荷量为-1 3 e的下夸克,另一个下夸克对它的静电力F =k 13e ·13e(3r )2,上夸克对它的静电力F ′=k 13e ·23e (3r )2,方向沿着连线方向,由几何关系知F ′sin 30°=F ,因此F 与F ′的合力方向必竖直向上,且F 合=F ′cos 30°(如图所示),同理可知,另一个下夸克所受静电力的合力也竖直向上。
B 正确。
7.真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷的电荷量增加了12,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电荷量一定减少了( )A.15B.14C.13D.12 解析:选C 由库仑定律F =k q 1q 2r 2知,若保持两点电荷间相互作用力不变,则q 1q 2=q 1(1+12)q 2(1-x ),解得x =13,C 正确。
8.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。
如图,图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O 是电荷连线的中点,E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点,B 、C 和A 、D 也相对O 对称,则下列说法不正确的是( )A .A 、D 两点电场强度大小相等、方向相反B .B 、C 两点电场强度大小和方向都相同C .E 、F 两点电场强度大小和方向都相同D .从E 到F 过程中电场强度先增大后减小解析:选A 根据对称性看出,A 、D 两点电场线疏密程度相同,则A 、D 两点电场强度大小相同,由题图看出,A 、D 两点电场强度方向相同,故A 说法错误;根据对称性看出,B 、C 两点电场线疏密程度相同,则B 、C 两点电场强度大小相同,这两点电场强度的方向均由B →C ,方向相同,故B 说法正确;由题图看出,E 、F 两点中,电场线疏密程度相同,两点电场强度方向相同,故C 说法正确;由题图看出,从E 到F 电场线先变密,再变疏,所以电场强度先增大后减小,故D 说法正确。
9.如图所示,一质量为m 的带电液滴,在大小为E ,方向竖直向上的匀强电场中处于静止状态,问:(1)这个液滴带什么电?电荷量为多少?(2)当场强的大小突然变为原来的一半,方向保持不变时,液滴向什么方向运动?其加速度为多少?解析:(1)因为液滴受重力和静电力平衡,所以静电力方向向上,则液滴带正电。
由平衡条件有:Eq =mg得q =mg E 。
(2)由题知,方向竖直向上的静电力减小,故液滴竖直向下运动。
由牛顿第二定律有mg -qE 2=ma 解得:a =g 2。
答案:(1)正电 mg E(2)竖直向下运动 g 2B 级—选考提能10.[多选]用棉布分别与聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦,实验结果如图所示,由此对摩擦起电说法正确的是( )A .两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子B .两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷C .两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等D .同一物体与不同种类物体摩擦,该物体所带电荷的种类可能不同解析:选CD 两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚力大小,A 错误。
由于摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体所带电荷的种类一定不同,带电数量相等,B 错误,C 正确。
由题中例子不难看出,同一物体与不同种类物体摩擦,该物体所带电荷的种类可能不同,D 正确。
11.[多选]下列图中P 是一个带电体,N 是一个不带电的金属空腔,在下列情况下放在绝缘板上的小纸屑(图中S )不会被吸引的是( )解析:选AD 金属空腔不接地可屏蔽外部电场,接地可屏蔽内部电场,A 、D 正确。
12.[多选]如图所示,带负电的点电荷旁有一接地大金属板,A 为金属板内的一点,B 为金属板左侧外表面上的一点,关于金属板上感应电荷在A 点和B 点的电场强度方向,下列判断正确的是( )A .感应电荷在A 点的电场强度沿E 1方向B .感应电荷在A 点的电场强度沿E 2方向C .感应电荷在B 点的电场强度可能沿E 3方向D .感应电荷在B 点的电场强度可能沿E 4方向解析:选BC 金属板内部电场强度为0,点电荷在A 点电场强度方向沿E 1方向,感应电荷的电场强度沿E 2方向,二者叠加后才能为0,故A 错误,B 正确;B 点在金属板外表面,B 点合电场强度方向应垂直金属板向左,而点电荷在B 点的电场强度指向点电荷,对合电场强度分解,一个方向指向负电荷,一个方向则可能沿E 3方向(即感应电荷在B 点的电场强度),故C 正确,D 错误。
13.[多选]已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,而均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,现有一半径为R 、电荷量为Q 的均匀带正电绝缘球体,M 、N 为一条直径上距圆心O 为12R 的两点,静电力常量为k ,则( )A .M 、N 点的电场强度的大小相同B .M 、N 点的电场强度方向相同C .M 、N 点的电场强度大小均为kQ 2R 2D .M 、N 点的电场强度大小均为kQ8R 2 解析:选AC 根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,知M 点的电场强度等于以O 为圆心、半径为12R 的均匀球体在M 点产生的电场强度,这个球体之外的球壳在M 点产生的电场强度为零,这个球体所带电荷量为q =43π⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2343πR 3Q =Q 8,M 点的电场强度大小为E M =k q ⎝ ⎛⎭⎪⎫R 22=kQ 2R 2,方向向左;根据对称性知N 点的电场强度大小也为kQ 2R 2,方向向右;O 点的场强为零,故A 、C 正确,B 、D 错误。
14.A 、B 是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其v t 图像如图所示。
则此电场的电场线分布可能是选项中的( )解析:选A 从图像可以直接看出,粒子的速度随时间的增大逐渐减小;图线的斜率逐渐增大,说明粒子的加速度逐渐变大,电场强度逐渐变大,从A 到B 电场线逐渐变密。
综合分析知,负电荷是顺着电场线运动,由电场线疏处到密处,A 正确。
15.[多选]真空中固定的正点电荷Q 所形成的电场中有一质量为m =1×10-4kg 、带电荷量q =1×10-8 C 的微粒,在此点电荷附近以角速度ω=10 rad/s 做匀速圆周运动,已知正点电荷Q 的带电荷量为4×10-5 C 。
重力加速度g 取10 m/s 2,且微粒的重力相对于电场力不能忽略。
则下列判断正确的是 ( )A .微粒一定带负电B .微粒一定带正电C .微粒做圆周运动的圆心就在正点电荷Q 所在的位置D .微粒做圆周运动的圆心就在正点电荷Q 正下方与Q 的距离为0.1 m 的位置解析:选AD 由题意知该微粒和点电荷之间有相互吸引的力,所以该微粒带负电,即A 正确,B 错误;由题意知该微粒所受的重力不能忽略,则微粒做圆周运动的轨迹必不和点电荷在同一水平面内,且圆心O 在点电荷的正下方,设其距点电荷的距离为H ,如图所示。
则F cos θ=mg ,F sin θ=mω2R ,由几何知识知R =H tan θ,由以上各式解得:H =g ω2=0.1 m ,故D 正确,C 错误。