高中物理选修31形成性测试

第一章综合能力测试本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(河南省实验中学2013～2014学年高二上学期期中)冬天当我们脱毛线衫时，静电经常会跟你开个小玩笑。

下列一些相关的说法中正确的是()A．在脱衣过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷B．在脱衣过程中，有时会听到“啪”的声音，这是由于内外衣服上电荷放电引起的C．如果内外两件衣服可看作电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小D．脱衣时如果人体带上了电，当手触摸金属门把时，一定会有电流通过金属门把流入大地，从而造成对人体轻微的电击答案：B解析：摩擦起电使相互摩擦的两个物体带上等量异种电荷，A错。

若将内外衣视为电容器，可以认为摩擦起电后电荷量不变，当距离增大的过程中，电容变小，电势差增大，选项C错误。

当人因脱衣服时带上电，与金属门把接近时会使空气电离而放电，所以选项D不正确。

正确选项为B。

2．(浙江省2013～2014学年高二6月学业水平测试)在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。

其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是()A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中匀强电场中的a、b两点答案：B解析：甲图中场强大小相同，方向不同，电势φa＝φb。

乙图中场强大小、方向皆相同，电势φa＝φb。

丙图中场强大小相同，方向相反，电势φa＝φb。

丁图中场强大小，方向皆相同，电势φa<φb。

2.1电源和电流
两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流.
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。

结论：电源能使电路中产生持续电流。

介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
请你用以上物理量表示电流I。

导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为。

高中物理必刷题（选修3-1全册）word 版答案解析第一章静电场第1节电荷及其守恒定律刷基础1.B 【解析】摩擦起电现象的实质是电荷的转移，而不是产生了电子或质子，故A 错误；两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷，故B 正确；摩擦起电是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的，故C 错误；用丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电，故D 错误。

2.A 【解析】当她用于触摸一个金属球时，金属球上的电荷会转移到她的身上，因为同种电荷相互排斥，头发就会竖起；无论她带正电荷还是负电荷，只要电荷量足够多，就会出现该现象，选项A 正确，B 、C 、D 错误。

3.A 【解析】带负电的A 球靠近B 球(不接触)，由于静电感应而使B 球带正电，c 球带负电，故A 正确，B 错误；人体是导体，用手摸一下B 球，B 球与人体、地球构成整体，大地是远端，带负电，B 球是近端，带正电，故C 错误；将B 、C 分开，移走A ，B 球带正电，C 球带等量的负电，再将B 、C 接触，C 上的负电荷转移到B 上，从而使B 、C 都不带电，故D 错误。

4.C 【解析】用带正电的带电体A 靠近(不接触)不带电的验电器的上端金属球，验电器发生静电感应，带电体A 带正电，则验电器的上端金属球带负电荷，下部金属箔自带等量的正电荷，金属箔张开。

验电器的金属箔之所以张开，是因为它们带有同种电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小取决于两金属箔自带电荷量的多少，感应起电的实质是电子在物体内部发生了转移。

故A 、B 、D 错误，C 正确。

5.BC 【解析】原来不带电的物体处于电中性，不是内部没有电荷，而是正负电荷的个数相等，整体对外不显电性，故A 错误；摩擦起电过程中转移的是自由电子，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，即摩擦过程中A 失去电子，转移到了B 上，故B 正确；由电荷守恒定律可知，在电子的转移过程中电荷的总量保持不变，A 带1.6×10-10C 的正电荷，则B 一定带1.6×10-10C 的负电荷，故C 正确；摩擦过程中，A 失去1.0×109个电子，故D 错误。

人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用一、多选题1. 下列关于静电平衡状态的描述中正确的是（）A.静电平衡时，导体内的自由电子不再运动B.静电平衡时导体内部场强为零C.静电平衡时导体电势为零D.处于静电平衡状态的整个导体是个等势体2. 如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是（）A. B. C. D.3. 如图所示是静电除尘的原理示意图．A为金属管，B为金属丝，在A、B之间加上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比较清洁了．有关静电除尘的装置，下列说法正确的是（）A.金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极B.金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极C.C为烟气的进气口，D为排气口D.D为烟气的进气口，C为排气口4. 如图所示，在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一个带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则（）A.B的内表面带正电荷，φB=φC=0B.B的右侧外表面带正电荷C.验电器的金属箔片将张开，φB<φCD.φB=φC，B的左右两侧电势相等二、选择题下列哪一个措施是为了防止静电产生的危害（）A.在高大的建筑物顶端装上避雷针B.在高大的烟囱中安装静电除尘器C.静电复印D.静电喷漆把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是（）A. B.C. D.如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（）A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.a>c=d>bD.a<b<c=d为防止麻醉剂乙醚爆炸，医疗手术室地砖要使用导电材料，医生和护士的鞋子和外套也要用导电材料，一切设备包括病人身体要良好接触，并保持良好接地．这是为了（）A.除菌消毒 B.消除静电 C.利用静电 D.防止漏电某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A.甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B.乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C.丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D.丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是（）A.枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B.枕形导体中负电荷向A端移动，正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的过程中（）A.涂料微粒带正电B.离工件越近所受库仑力越小C.电场力对涂料微粒做负功D.涂料微粒的电势能减小一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示．在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（）A.φA=φBB.φB=φCC.E A=E BD.E B=E C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（）A. B.C. D.如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是（）A.箔片张开B.箔片不张开C.带电金属球电量足够大时才会张开D.箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r．该点电荷的电场在球心处产生的感应电场的场强大小等于（）A.k Qr2−k QR2B.k Qr2+k QR2C.0D.k Qr2如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则（）A.枕形导体a端电势高于b端电势B.仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体C.仅闭合S1，有电子从枕形导体流向大地D.仅闭合S2，有正电荷从枕形导体流向大地三、解答题如图所示，A为带正电的金属板．小球的质量为m、电荷量为q，用绝缘细线悬挂于O 点，受水平向右的电场力偏转θ角后静止．试求小球所在处的电场强度．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法．利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等．试问：（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？如图所示，带电荷量分别为+Q和−Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P．当导体P处于静电平衡状态时，感应电荷在a、b连线的中点c处（c 在导体P内）产生的电场强度是多少？长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小和方向分别是怎样的？如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q=+4×10−6C．（1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？（2）如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q=−2×10−6C的带电小球，使桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第一章：静电现象的应用一、多选题1.【答案】B,D【考点】静电平衡【解析】此题暂无解析【解答】解：A．处于静电平衡状态下的导体内部的自由电子仍在做无规则运动，但定向运动停止，A错误；B．静电平衡时，导体内部的任一点的原外电场与感应电荷产生的感应电场相互抵消，合场强为零，B正确；CD．处于静电平衡状态下的导体是等势体，但电势不一定为零，C错误，D正确．故选BD．2.【答案】A,B,D【考点】静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A正确；B．金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用，B正确；C．电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错误；D．将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D正确．故选ABD．3.【答案】A,C【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．电子向A极运动，根据负电荷由低电势点向高电势点运动知，A正确，B错误；CD．烟气由低空向高空升起，所以C为进气口，D为排气口，C正确，D错误．故选AC．4.【答案】B,D【考点】电势静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：ABC．由于静电感应B的左侧外表面带负电荷，右侧外表面带正电荷，内部场强为零，故B正确，A、C错误；D．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D正确．故选BD．二、选择题【答案】A【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：A．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，A符合题意；B．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，B不符合题意；C．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，C不符合题意；D．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，D不符合题意．故选A．【答案】B【考点】电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：AD．静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，故AD错误；BC．金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，故B正确，C错误．故选B．【答案】B静电平衡静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处场强为零，则E a>E c>E d>E b．B正确．故选B．【答案】B【考点】生活中的静电现象【解析】本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．【解答】解：由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关．静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就像油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，故B正确，ACD错误．故选：B．【答案】C【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：因为静电平衡的原理，处于作业服之内的空间合场强为零，人处于内部空间起到了保护作用，电势并不一定为零，根据静电平衡的特点，整个作业服是一个等势体，所以C对．故选C．【答案】B【考点】静电感应【解析】带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，金属导电的实质是自由电子的移动，正电荷不移动；电荷间的相互作用，同号电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【解答】解：金属导电的实质是自由电子的移动，即负电荷在外电场的作用下枕形金属导体自由电子向A移动，正电荷不移动，故B正确，ACD错误．故选：B．【答案】D生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由题图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，故A错误；B．离工件越近，根据库仑定律得知，涂料微粒所受库仑力越大，故B错误；CD．涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小，故C错误，D正确．故选D．【答案】B【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．由于空心导体为等势体，所以φB=φC，选项A错误，B正确；CD．由于A、B、C三处的电场线的疏密程度不同，所以电场强度也不相同，选项C、D 错误．故选B．【答案】B【考点】静电屏蔽电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：根据静电感应，空心球的内侧感应出负电荷，外表面带正电荷，球壳内部场强处处为零，电场线中断，根据电场线的特点可知，B正确，A、C、D错误．故选B．【答案】B【考点】静电屏蔽静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：静电屏蔽是为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器时，箔片不张开，故B正确，ACD错误．故选B．【答案】D【考点】特殊带电体电场强度的计算【解析】此题暂无解析【解答】解：由内部合场强为零可知，感应电荷产生的场强与Q在该点产生的场强等大反向，故E=kQr2．故D正确．故选D．【答案】B【考点】静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：如图枕形导体在带正电的小球附近时，枕形导体上的自由电子会向左边运动，左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体．当处于静电平衡时，枕形导体是个等势体，即导体a端电势等于b端电势，故B正确，A、C、D错误．故选B．三、解答题【答案】小球所在处的电场强度为mg tanθq，水平向右．【考点】带电物体在电场中的平衡问题【解析】此题暂无解析【解答】解：对小球受力分析如图所示，由平衡条件得：F=mg tanθ，小球所在处的电场强度：E=Fq =mg tanθq，小球带正电荷，电场强度方向与其受到的电场力方向一致，方向水平向右．【答案】（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险．（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时负电荷向电场的反方向运动，形成瞬时电流．（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用，从而使人体处于静电平衡状态．【考点】生活中的静电现象静电屏蔽静电感应【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险．（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时负电荷向电场的反方向运动，形成瞬时电流．（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用，从而使人体处于静电平衡状态．【答案】产生的电场强度为8kQL2，沿ba连线向左．【考点】电场的叠加点电荷的场强【解析】此题暂无解析【解答】解：由点电荷的电场强度公式E=kQr2，得：+Q和−Q的两个点电荷在c点产生的电场强度E+=kQr2=kQ(L2)2=4kQL2，同理E−=4kQL2，再由矢量合成得：E=E++E−=8kQL2，方向水平向右，感应电荷产生的电场等大反向，故电场强度为8kQL2，方向水平向左．【答案】产生的场强为kq(R+l2)2，方向为向左．【考点】点电荷的场强生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场，即外电场——+q在该点形成的电场E0，附加电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E′，当达到静电平衡时E′=E0，题中所求的即为E′．棒的中点距离+q为r=R+l2，于是E′=E0=kq(R+l2)2，E′和E0方向相反，方向向左．【答案】（1）内外表面带电荷量分别为0和+4×10−6C．（2）桶内、外表面带电荷量分别为0和+2×10−4C．【考点】生活中的静电现象【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面，所以q内=0，q外=+4×10−6C．（2）一个带负电的带电体接触内表面后，物体可以看成一个整体，正、负电荷发生中和现象，电荷仍然分布在外表面，所以q内=0，q外=+4×10−6C+(−2×10−6C）=+2×10−6C．。

二、3 欧姆定律教学设计◆整体设计✧教学分析本节涉及两个问题，一个是欧姆定律，一个是导体的伏安特性曲线。

关于欧姆定律，先用演示实验探究导体中电流与电压的关系，通过UI图象处理的方法得到电流与电压的正比关系，由斜率反映了导体对电流的阻碍作用，从而定义电阻。

在此基础上，通过对因果关系、适用条件的分析等，得到欧姆定律的公式及表达。

这样，在实验电路、数据处理、研究思路方面，都较初中有了很大提高，也更加科学。

对导体伏安特性曲线的研究，以及对线性元件和非线性元件的认识和了解，使学生对欧姆定律的认识更加深化。

✧教学目标1．经历探究导体电压和电流关系的过程，体会用UI图象来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法；2．进一步体会用比值定义物理量的方法，理解电阻的定义，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定的，掌握电阻的单位；3．理解欧姆定律，知道欧姆定律的适用范围，并能用来解决有关部分电路的问题；4．知道伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件；通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，初步掌握利用分压电路改变电压的基本技能，学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。

✧教学重点难点欧姆定律的内容、表达式、适用条件，以及利用欧姆定律分析、解决实际问题是本节的教学重点。

对于导体的伏安特性曲线及其物理意义的掌握是本节的难点，应结合数学知识进行，并尽可能地多举实例以加强对知识的深化。

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线，电路的选择及实物连接既是重点又是一大难点，教师除了要使学生掌握原理和方法，还要给予学生必要的帮助。

✧教学方法与手段以演示实验为探究突破口，引导学生对得到的数据根据图象进行有效分析，从而引出电阻的定义以及欧姆定律，借用图象研究方法介绍导体的伏安特性曲线，讨论得出曲线斜率的意义，在此基础上介绍线性元件和非线性元件，并借此总结欧姆定律的适用范围。

当然，为了巩固学生对欧姆定律的掌握，课堂上精选练习是很有必要的。

最后根据学生掌握情况，时间允许的话，紧密结合演示实验，学生自己动手完成描绘小灯泡伏安特性曲线的实验。

第二章恒定电流本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷 (选择题 共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分.1～6题只有一个选项正确，7～10题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的热量一定越多B ．公式W ＝UIt 适用于任何电路，而Q ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．热功率P 热＝I 2R ＝U2R适用于任何电路D ．焦耳定律Q ＝I 2Rt 适用于任何电路2．来自质子源的质子(初速度为0)经一直线加速器加速，形成电流为I 的细柱形质子流，已知质子源与靶间的距离为d ，质子的电荷量为e ，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子到达靶时的速度为v ，则质子源与靶间的质子数为( )A.Id evB.2Id evC.Id vD.2Id v3．从某电热水壶的铭牌可推算出该电热水壶正常加热10 min 产生的热量为( )A.1.8×104J B ．1.10×10 JC ．1.32×105 JD ．1.08×106J图C ­2­14．两电源电动势分别为E 1、E 2(E 1>E 2)，内阻分别为r 1、r 2.图C ­2­1为两电源的路端电压随电流变化的图像，当这两个电源分别和一阻值为R 的电阻连接时，电源输出功率相等．若将R 减小为R′，电源输出功率分别为P 1、P 2，则( )A ．r 1<r 2，P 1<P 2B ．r 1>r 2，P 1>P 2C ．r 1<r 2，P 1>P 2D ．r 1>r 2，P 1<P 2图C­2­25．在如图C­2­2所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现的故障是( )A．R1短路 B．R2短路C．R3短路 D．R1断路6．图C­2­3为测量某电源电动势和内阻时得到的U­I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V，则该电路可能为( )图C­2­3图C­2­47．如图C­2­5所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，则( )图C­2­5A．若只断开S1，则P将静止B．若只断开S2，则P将向上做加速直线运动C．若只断开S3，则P将静止D．若只断开S4，则P将向下做加速直线运动8．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图C­2­6所示．M 为烟雾传感器，其阻值R M随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R为可变电阻．车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报．下列说法正确的是( )图C­2­6A．R M随烟雾浓度的增大而增大B．R M随烟雾浓度的增大而减小C．若要提高报警灵敏度可增大RD．若要提高报警灵敏度可减小R9．如图C­2­7所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L标有“2 V 0.4 W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光．现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，则( )图C­2­7A．电源内阻为1 ΩB．电动机的内阻为4 ΩC．电动机正常工作电压为1 VD．电源效率约为93.3%10．如图C­2­8所示的两种电路中，电源相同，各电阻阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计．电流表A1、A2、A3、A4的示数分别为I1、I2、I3、I4.下列关系式中正确的是( )图C­2­8A．I1＝I2 B．I1<I4 C. I2＝2I1 D. I2<I3＋I4第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共4小题，每小题10分，共40分)11．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．甲乙图C­2­9(1)图C­2­9甲是一个多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将S拨到________或________；(2)在进行电压测量时，应将S拨到________或________；(3)使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图乙中a、b所示．若选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.12．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有：A．电压表V：0～3 V～15 VB．电流表A：0～0.6 A～3 AC．滑动变阻器R1：(20 Ω，1 A)D．滑动变阻器R2：(1000 Ω，0.1 A)E．开关S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为________(选填“0～3 V”或“0～15 V”)；电流表应选用的量程为________(选填“0～0.6 A”或“0～3 A”)；滑动变阻器应选用________．(2)实验测得的6组数据已在U­I图中标出，如图C­2­10所示．请你根据数据点位置完成U­I图线，并由图线求出该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.图C­2­1013．为了测量某一未知电阻R x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)、电流表(0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)、滑动变阻器(0～15 Ω，2 A)、电源(E＝3 V，内阻很小)、开关与导线，并采用如图C­2­11甲所示的电路图做实验.图C­2­11(1)请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补充完整．(2)图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端．(选填“a”或“b”)(3)闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图丙所示，请你完成U­I图线．(4)根据U­I图可得，该未知电阻的阻值R x＝________．(保留两位有效数字)(5)实验中使用的电表不是理想电表，这会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学通过实验测出的电阻值________(选填“>”“<”或“＝”)R x的真实值．(6)利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理由：________________________________________________________________________________________________________．14．某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200 Ω·m)．图C­2­12为该小组所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a＝40 cm，宽b＝20 cm，高c＝10 cm.将水样注满容器后，进行以下操作：(1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”“×100”两挡粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图C­2­13所示，则所测水样的电阻约为________Ω.图C­2­13(2)为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：A．电流表(量程3 mA，电阻R A为5 Ω)B．电压表(量程6 V，电阻R V约为10 kΩ)C．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)D．电源(6 V，内阻约为1 Ω)E．开关一只、导线若干请完成图C­2­14中的实物图连接．图C­2­14(3)正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据，再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请根据表中数据作出U­I关系图线．(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为________Ω·m.据此可知，所测水样在电阻率这一指标上________．(选填“达标”或“不达标”)三、计算题(本题共2小题，每小题10分，共20分．解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤)15．有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，图C­2­15为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA.(1)求该钻孔的深度．(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200 V、内阻为100 Ω的电源相连，通电10 min，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多？最多为多少？图C­2­1516．如图C ­2­16所示的电路中A 、B 、C 为三个规格不同的小电珠，R 为滑动变阻器，在A 、B 上分别标有“2 V 0.2 W ”和“1.5 V 0.15 W ”字样，而C 上只看得出标有“2 V ”字样．当滑片P 在图示位置时，A 、B 、C 三个小电珠均能正常发光，已知电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，求：(1)滑动变阻器的阻值R ；(2)三个小电珠正常发光时，滑动变阻器所消耗的电功率．图C ­2­16参考答案单元测评(二)1．D [解析] 电功率P ＝UI 越大，电流做功越快，但热量Q ＝I 2Rt 由I 、R 、t 三者决定，选项A 错误；电功W ＝UIt 适用于任何电路，电热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路，而P 热＝U 2R只适用于纯电阻电路，选项B 、C 错误，选项D 正确．2．B [解析] 质子从质子源由静止发出后做匀加速直线运动到靶，设运动时间为t ，则d ＝12vt ，可得t ＝2d v ，质子源与靶间的电荷量为q ＝It ＝2Id v ，质子数n ＝q e ＝2Idev，选项B 正确．3．D [解析] 热量Q ＝Pt ＝1800 W ×600 s ＝1.08×106J ，选项D 正确．4．D [解析] 路端电压图像的斜率的绝对值表示内阻，则r 1>r 2；将R 减小为R ′，电源输出功率分别为P 1、P 2，R ′的U ­I 图像与路端电压随电流变化的图像的交点的横、纵坐标的乘积为输出功率，由图可得P 1<P 2.选项D 正确．5．A [解析] 若各元件没有故障，电路正常，则电流表测量流过R 1支路的电流，电压表测量R 3两端的电压；若R 1短路，则R 2被短路，外电路只有电阻R 3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，符合题意．若R 2短路，则R 1被短路，电流表示数为零，显然不符合题意；若R 3短路，则电压表示数为零，不符合题意；若R 1断路，则电流表示数为零，也不符合题意．选项A 正确．6．B [解析] 根据U ­I 图线可知，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝0.5 Ω；当路端电压为U ＝4.8 V 时，干路电流I ＝6 V －4.8 V 0.5 Ω＝2.4 A ，外电路电阻R ＝U I ＝2 Ω，而四个选项中外电路的电阻分别为1 Ω、2 Ω、9 Ω和4.5 Ω，所以选项B 正确．7．AB [解析] 开关S 1、S 2、S 3、S 4均闭合时，电容器两端的电压等于R 3两端的电压U 3，此时U 3qd＝mg ；若只断开S 1，电压U 3不变，P 仍静止，选项A 正确；若只断开S 2，电压U 3变大，则P 将向上做加速直线运动，选项B 正确；若只断开S 3，电容器放电，则P 将向下做加速直线运动，选项C 错误；若只断开S 4，电压U 3不变，P 仍静止，选项D 错误．8．BC [解析] 烟雾浓度高时，S 两端的电压U ＝IR S 增大，干路电流I 增大，传感器的电阻减小，其电阻随烟雾浓度增大而减小，选项B 正确；增大R ，并联支路的总电阻更接近传感器的电阻，传感器电阻变化引起总电阻变化明显，可提高报警灵敏度，选项C 正确．9．AD [解析] 开关接1时，通过小灯泡的电流I ＝PU ＝0.2 A ，对内阻r 和电阻R ，有r ＋R ＝E －U I＝3－20.2 Ω，则内阻r ＝1 Ω，选项A 正确；开关接2时，电动机两端的电压U M ＝E －U －Ir ＝0.8 V ，选项C 错误；电源的工作效率η＝（E －Ir ）I EI ×100%＝3－0.23×100%＝93.3%，选项D 正确；电动机的线圈不满足欧姆定律，无法计算其内阻，选项B 错误．10．BD [解析] 左图中，通过下面电阻的电流大于I 1，所以I 2＞2I 1，选项A 、C 错误；左图电路的总电阻大于右图电路的总电阻，所以左图的干路电流较小，即I 2<I 3＋I 4，又由于I 3＝I 4，故2I 4>I 2，因I 2>2I 1，故I 1<I 4，选项B 、D 正确．11．(1)3 4 (2)5 6 (3)500 2.05[解析] (1)多用电表在进行电阻测量时，内部有电源和调零电阻，应将S 拨到3或4； (2)在进行电压测量时，内部串联电阻分压，应将S 拨到5或6;(3)当选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a ，则被测电阻的阻值是500 Ω.当选择开关处在“直流电压2.5 V ”挡时指针位于b ，则被测电压是2.05 V.12．(1)0～3 V 0～0.6 A R 1 (2)1.5 0.5[解析] (1)由图像的数据可知电压在1.5 V 以内，电流在0.6 A 以内，则实验中电压表应选用的量程为0～3 V ，电流表应选用的量程为0～0.6 A ；滑动变阻器采用限流连接，应选用R 1.(2)连线如图，由U ­I 图线得该电池的电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.5 Ω. 13．(1)如图所示 (2)a (3)如图所示(4)5.0 Ω(4.8 Ω～5.0 Ω均正确) (5)>(6)由于待测电阻阻值相对较小，所以建议电流表外接[解析] (2)闭合开关前，应使R x 分得的电压最小，应将滑动变阻器的滑片P 置于a 端． (4)由U ­I 图的斜率可得R x ＝U I＝5.0 Ω.(5)该实验采用电流表的内接法，电压的测量值偏大，则测量的电阻值大于 R x 的真实值． (6)由于待测电阻阻值相对较小，建议电流表外接，因电压表所分得的电流远小于待测电阻的电流，故其对电流的测量影响较小．14．(1)1750 (2)电路连线如图甲所示 (3)如图乙所示 (4)110.0 不达标[解析] (1)多用电表的指针应尽可能偏转到中央附近，按右图读数，可知电阻为17.5×100 Ω＝1750 Ω.(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻，电路电压要有较大变化范围，应采用分压式连接；因电流表内阻精确已知，采用电流表的内接法，电路如图甲所示．(3)让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧，如图乙所示．(4)由图线斜率可知，总电阻为2200 Ω(理论上R ＝R 总－R A ＝2195 Ω，但由于实验的偶然误差可能比5 Ω还要大，因此，电流表电阻可以忽略)，根据电阻定律R ＝ρl S，代入数据得ρ＝110.0 Ω·m ，由于ρ<200 Ω·m ，因此，所测水样在电阻率这一指标上不达标．15．(1)100 m (2)10 m 6×104J[解析] (1)盐水电阻R ＝U I＝1000 Ω 由电阻定律有R ＝ρh S ＝ρhπr2解得h ＝100 m.(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，盐水产生的热量最多， 即截取的圆柱体的电阻R ′＝r ＝100 Ω时，产生的热量最多，则 圆柱体的长度L ＝R ′Sρ＝10 m由闭合电路欧姆定律得，电流I ′＝ER ′＋r＝1 A热量为Q ＝I ′2R ′t ＝6×104J. 16．(1)14 Ω (2)0.41 W[解析] (1)A 、B 、C 三个小电珠均能正常发光，由I ＝P U得I A ＝P A U A ＝0.22 A ＝0.1 AI B ＝P B U B ＝0.151.5A ＝0.1 A回路的总电流I ＝I A ＋I B ＝0.2 A回路的路端电压U ＝E －Ir ＝(6－0.2×1) V ＝5.8 V滑片P 距a 端阻值R a ＝U A －U B I B ＝2－1.50.1 Ω＝5 Ω 滑片P 距b 端阻值R b ＝U －U C －U A I ＝5.8－2－20.2Ω＝9 Ω 所以滑动变阻器的阻值R ＝R a ＋R b ＝14 Ω.(2)滑动变阻器所消耗的电功率P ＝I 2B R a ＋I 2R b ＝(0.12×5＋0.22×9) W ＝0.41 W.。

教学设计(二)教学分析本节内容以比值法定义电势差的概念为起点，强化电势差与电场力做功和试探电荷无关，运用理论探究的方法，由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系，从而得到电势差命名的由来。

在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。

引入电势差的概念，使求静电力做功的计算十分方便，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，特别是对于静电力是变力时，就只能用W AB＝qU AB来计算。

教学目标1．运用类比值定义的方法，得到电势差的公式，让学生理解电势差的概念。

2．推导得出在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。

3．通过理论探究得到两点间电势差和电势的关系表达式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。

教学重点难点本节内容的重点是静电力做功公式U AB＝W ABq、W AB＝qU AB的理解和该公式的具体应用。

本节内容的难点是静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。

教学方法与手段首先在学生已有的基础上引导学生为什么要提出电势差概念，运用比值法定义电势差引入概念的教学，以加深对该比值式的理解，并学会熟练应用静电力做功的公式进行相关的计算。

通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式，确定两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。

让学生明白为什么要学，怎样学，学了有什么用，以此来突破教学的难点。

教学媒体多媒体课件、实物投影仪。

知识准备复习电场力做功和电势能的关系式，电势和电势能关系式。

复习高度和高度差的概念、高度差和零势点的选取无关。

学生活动设计电势差、电势能概念抽象，本课采用类比方法。

学生活动主要安排讨论、思考，要求学生能用准确的语言来表述定义的形式和归纳的过程。

导入新课[事件1]教学任务：复习旧知，导入新课师生活动：【导入新课】物体在重力作用下从高处向低处移动时，重力做功，对于同一个物体，高度差越大，重力做功越多。

高中物理必刷题适用高二年级选修3-1全册电子档选修3-1高中物理必刷题第一章静电场第1节电荷及其守恒定律刷基础题型1三种起电方式1．［福建三明三地三校2020高二上月考］关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（）A．摩擦起电现象使本来没有电子或质子的物体产生了电子或质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的D．用丝绸摩擦玻璃棒时，电子从丝绸转移到玻璃棒上，玻璃棒因质子数少于电子数而显示带负电2．［四川遂宁二中2020高二上期中改编］近期有一档关于科学探索的电视直播节目很受欢迎。

在某期节目里，一位少女站在绝缘平台上，当她用手触摸一个金属球时，会看到她的头发慢慢竖起，像是孔雀开屏，如图所示。

下列说法正确的是（）A．头发竖起是因为她的身上带上了电荷B．她只有带正电荷时，头发才会竖起C．她只有带负电荷时，头发才会竖起D．与电荷无关，这是她的特异功能3．［广东江门新会一中2020高二上月考］两个原来不带电的金属球B、C接触放置将带负电的A球靠近B球（不接触），则（）A．B球将带正电B．C球不带电C．用手摸一下B球，B球不再带电D．将B、C分开，移走A，再将B、C接触，B球带正电4．［陕西十校2020高二上月考］如图所示，用带有正电的带电体A，靠近（不接触）不带电的验电器的上端金属球，则（）A．验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电荷B．验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电荷C．验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电荷D．验电器金属箔不张开，因为带电体A没有和验电器的金属球接触题型2电荷守恒定律5．［浙江温州2019高二上月考］（多选）A和B是两个原来不带电的物体，它们相互摩擦后，A带1.6×10-10C的正电荷，则下列判断正确的是（）A．摩擦前，A和B的内部没有任何电荷B．摩擦过程中，电子从A转移到BC．摩擦后，B一定带1.6×10-10C的负电荷D．摩擦过程中，A失去1.6×10-10个电子6．（多选）用棉布分别与聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦的实验结果如图，由此对摩擦起电的说法正确的是（）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，一定同时带上种类以及数量不同的电荷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的物体摩擦，该物体所带电荷的种类可能不同题型3元电荷7．［吉林长春2020高二上期中］关于元电荷，下列说法错误的是（）A．所有带电体的电荷量的绝对值一定等于元电荷的整数倍B．元电荷的值通常取e=1.60×10-19CC．元电荷实际上是指电子和质子本身D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的8．［四川石室中学2020高二上期中］某个物体的带电荷量不可能是（）A．3.2×10-19C B．-6.4×10-20CC．-1.6×10-18C D．4.0×10-17C题型4接触起电时两物体上电荷的分布9．［山西长治二中2020高二上月考］两个完全相同的金属小球M、N，带电荷量分别为-4q和+2q．两球接触后分开，M、N的带电荷量分别为（）A．+3q，-3q B．-2q，+4qC．+2q，-4q D．-q，-q刷提升1．［湖北沙市中学2020高二上期中］下列关于起电的说法错误的是（）A．不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电C．摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分D．一个带电的物体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷2．如图所示是伏打起电盘的示意图，其起电原理是（）A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是3．［江西南昌二中2020高二上月考］使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图所表示的验电器上感应电荷的分布情况正确的是（）4．［北京师范大学附中2019高一期末］取一对用绝缘柱支持的导体A 和B ，使它们彼此接触，起初它们都不带电，贴在它们下部的金属箔片是闭合的，如图所示。

第|一章 4根底夯实一、选择题(1～4题为单项选择题,5～7题为多项选择题),在O点的点电荷＋Q形成的电场中,试探电荷＋q由A点移到B点电场力做功为W1 ,以OA为半径画弧交OB于C ,再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2 ,由C点移到B点电场力做功为W3 ,那么三者关系为()A．W1＝W2＝W3<0B．W1>W2＝W3>0C．W1＝W3>W2＝0 D．W3>W1＝W2＝0答案：C解析：因A、C两点处于同一等势面上,所以W1＝W3>W2＝0 ,所以C正确.2．(江西师大附中2021～2021学年高二上学期检测)将一带电荷量为－q的试探电荷从无穷远处移到电场中的A点,该过程中电场力做功为W,假设规定无穷远处的电势为零,那么试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为()A．－W ,Wq B．W ,－WqC．W ,Wq D．－W ,－Wq答案：A解析：依题意,电荷量为－q的试探电荷从无穷远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,那么试探电荷的电势能减少W,无穷远处该试探电荷的电势能为零,那么该试探电荷在A点的电势能为E p＝－W ,A点的电势φA＝E p－q＝－W－q＝Wq,应选项A正确.3．如下图,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上的两点.以下说法正确的选项是()A．M点电势一定低于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点,电场力做正功答案：C解析：从图示电场线的分布示意图可知,MN所在直线的电场线方向由M指向N,那么M点电势一定高于N点电势；由于N点所在处电场线分布密,所以N点场强大于M点场强；正电荷在电势高处电势能大,故在M点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点,要克服电场力做功.综上所述,C选项正确.4．(曲阜师大附中2021～2021学年高二上学期检测)如下图为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线.两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为W a和W b ,a、b两点的电场强度大小分别为E a和E b ,那么()A．W a＝W b ,E a>E b B．W a≠W b ,E a>E bC．W a＝W b ,E a<E b D．W a≠W b ,E a<E b答案：A解析：a、b两点在同一等势线上,所以从a运动到c和从b运动到c电场力做的功相等,即W a＝W b；由电场线的特点知,a点所处位置的电场线比b点的密,故电场强度大,即E a>E b ,综上所述,选项A正确.A、B两点,以下判断正确的选项是()A．电势φA>φB ,场强E A>E BB．电势φA>φB ,场强E A<E BC．将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少D．将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能E p A>E p B答案：BC解析：顺着电场线电势逐渐降低,即φA>φB ,由电场线疏密可知,E A<E B ,故A错,B对；由电场力做功与电势能变化的关系可知,＋q从A移到B ,电场力做正功,电势能减少,C对；负电荷从A移到B ,电场力做负功,电势能增加,E p A<E p B ,故D错..两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝|对值也相等.现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点,O点电势高于c点.假设不计重力,那么()A．M带负电荷,N带正电荷B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相等C．N在从O点运动至|a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至|b点的过程中,电场力对它做的功等于零答案：BD解析：由O点电势高于c点电势知,场强方向垂直虚线向下,由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N粒子所受电场力方向向上,M粒子所受电场力方向向下,故M粒子带正电、N粒子带负电,A错误 .N粒子从O点运动到a点,电场力做正功.M粒子从O点运动到c点电场力也做正功.因为U aO＝U Oc ,且M、N粒子质量相等,电荷的绝|对值相等,由动能定理易知B 正确.因O点电势低于a点电势,且N粒子带负电,故N粒子运动中电势能减少,电场力做正功,C错误.O、b两点位于同一等势线上,D正确.7．(吉林一中2021～2021学年高二上学期检测)如下图,某点O处固定点电荷＋Q ,另一带电－q的粒子以O为焦点做椭圆轨道运动,运动过程中经过最|近点a和最|远点b,下述说法正确的选项是()A．粒子在a点运动速率大于在b点速率B．粒子在a点运动加速度大于在b点加速度C．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能D．＋Q所产生的电场中,a点电势高于b点答案：ABD解析：C粒子在从b到a的过程中,电场力做正功,动能增大,电势能减小；粒子在从a 到b的过程中,电场力做负功,动能减小,电势能增大,可知粒子在a点的动能大于在b点的动能,那么粒子在a点运动速率大于在b点速率,粒子在a点电势能小于在b点电势能.故A正确,C错误 .粒子在运动过程中只受到库仑力作用,粒子在a点离Q点近,根据库仑定律分析可知粒子在a点受到的库仑力大,加速度大,故B正确.＋Q所产生的电场中, 电场线从Q出发到无穷远终止,a点离Q较近,电势较高.故D正确.二、非选择题,在场强E ＝104N/C 的水平匀强电场中 ,有一根长l ＝15cm 的细线 ,一端固定在O 点 ,另一端系一个质量m ＝3g 、电荷量q ＝2×10－6C 的带正电小球 ,当细线处于水平位置时 ,小球从静止开始释放 ,g 取10m/s 2 .求：(1)小球到达最|低点B 的过程中重力势能、电势能分别变化了多少 ?(2)假设取A 点电势为零 ,小球在B 点的电势能、电势分别为多大 ?(3)小球到B 点时速度为多大 ?绳子张力为多大 ?答案：(1)×10－3J 电势能增加3×10－3J (2)3×10－3J ×103V (3)1m/s 5×10－2N 解析：(1)从A →B 重力做正功 ,重力势能减少ΔE ＝W G ＝mgL ×10－3J从A →B 电场力做负功 ,电势能增加ΔE p ＝W E ＝EqL ＝3×10－3J(2)假设取φA ＝0 ,那么E pB ＝3×10－3JφB ＝E pB q ×103V (3)从A →B 由动能定理知mgL －EqL ＝12m v 2B代入数据 得v B ＝1m/s在B 点由牛顿第二定律知F －mg ＝m v 2B l代入数据 得F ＝5×10－2N能力提升一、选择题(1～4题为单项选择题 ,5～6题为多项选择题)1．(安徽黄山市2021～2021学年高二上学期期末)一带电粒子从某点电荷电场中的A 点运动到B 点 ,径迹如图中虚线所示 ,不计粒子所受重力 ,那么以下说法正确的选项是( )A ．该电场是某正点电荷电场B ．粒子的速度逐渐增大C ．粒子的加速度逐渐增大D ．粒子的电势能逐渐增大答案：D解析：只知道电场的分布,没法判断是正电荷产生的电场,故A错误；由于带电粒子是从A到B ,带电粒子受电场力的方向大致斜向左方,故电场力做负功,带电粒子的速度减少,故B错误；A点电场线密集,故电场强度大,故粒子在A点受到的电场力大于B点,由牛顿第二定律可得在A点的加速度大于B点,故C错误；由于带电粒子是从A到B ,带电粒子受电场力的方向大致斜向左方,故电场力做负功,带电粒子的电势能增大,故D正确.2．(河北冀州中学2021～2021学年高二上学期期中)位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如下图,图中实线表示等势线,那么()A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点,电场力做正功C．负电荷从a点移到c点,电场力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能不变答案：C解析：同一检验电荷在a、b两点受力方向不同,所以A错误；因为A、B两处有负电荷,所以,等势线由外向内表示的电势越来越低.将正电荷从c点移到d点,正电荷的电势能增加,静电力做负功,B错误；负电荷从a点移到c点,电势能减少,静电力做正功,C正确；正电荷沿虚线从e点移到f点的过程中,电势先降低再升高,电势能先减小后增大,D错误.3．(合肥一中2021～2021学年高二上学期期中)在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝|缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最|高点为a,最|低点为b,不计空气阻力,那么()A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小D．小球在运动过程中机械能守恒答案：B解析：因为小球在竖直平面内做匀速圆周运动,受到重力、电场力和细绳的拉力,电场力与重力平衡,那么知小球带正电,故A错误,B正确；小球在从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,小球的电势能增大,故C错误；由于电场力做功,所以小球在运动过程中机械能不守恒,故D错误.应选B .4.(沈阳市2021～2021学年高二上学期期末)真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3a的两点上,在它们连线上各点场强随x变化关系如下图,以下判断中正确的选项是()A．x＝a点的电势高于x＝2a点的电势B．点电荷M、N所带电荷量的绝|对值之比为4∶1C．点电荷M、N一定为异种电荷D．x＝2a处的电势一定为零答案：B解析：由于不知道M、N的所带电荷的性质,故需要讨论,假设都带正电荷,那么0～2a 场强的方向向右,而沿电场线方向电势降低,故x＝a点的电势高于x＝2a点的电势；假设都带负电荷,那么0～2a场强的方向向左,故x＝a点的电势低于x＝2a点的电势,故A错误.M在2a处产生的场强E1＝kQ M(2a)2,而N在2a处产生的场强E2＝KQ Na2,由于2a处场强为0 ,故E1＝E2 ,所以Q M＝4Q N ,故B正确.由于M、N之间的场强的方向相反,故点电荷M、N一定为同种电荷,故C错误.由于电势是一个相对性的概念,即零电势的选择是任意的,人为的,故x＝2a处的电势可以为零,也可以不为零,故D错误.5．如下图,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有a、b 两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如下图,那么()A．Q2带正电B．Q2带负电C．试探电荷从b到a的过程中电势能增大D．试探电荷从b到a的过程中电势能减小答案：BC解析：逐项分析如下：选项诊断结论A 由v －t 图 ,v ↓ ,故试探电荷受向左的库仑力 ,因此Q 2带负电 × B同上 √ C由于静电力(库仑力)做负功 ,故其电势能增大 √ D 同选项C ×6.(沈阳市东北育才学校2021～2021学年高二检测)如下图 ,真空中有一个固定的点电荷 ,电荷量为＋Q .图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面 .有两个一价离子M 、N (不计重力 ,也不计它们之间的电场力)先后从a 点以相同的速率v 0射入该电场 ,运动轨迹分别为曲线apb 和aqc ,其中p 、q 分别是它们离固定点电荷最|近的位置 .以上说法中正确的选项是( )A ．M 一定是正离子 ,N 一定是负离子B ．M 在p 点的速率一定大于N 在q 点的速率C ．M 在b 点的速率一定大于N 在c 点的速率D ．M 从p →b 过程电势能的增量一定小于N 从a →q 电势能的增量答案：BD解析：根据轨迹向合外力的方向弯曲可知 ,M 一定是负离子 ,N 一定是正离子 ,A 错误；M 离子从a 到p 静电力做正功 ,动能增加 ,N 离子从a 到q 静电力做负功 ,动能减少 ,而初速度相等 ,故M 在p 点的速率一定大于N 在q 点的速率 ,B 正确；abc 在同一等势面上 ,离子由a 到b 和由a 到c 电场力都不做功 ,故M 在b 点的速率等于N 在c 点的速率 ,C 错误；由等势面可知φq >φp ,所以M 从p →b 过程电势能的增量小于N 从a →q 电势能的增量 ,故D 正确 .二、非选择题7.(吉林市第|一中学2021～2021学年高二上学期检测)如下图 ,倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中 ,在斜面上某点以初速度v 0水平抛出一个质量为m 的带正电小球 ,小球受到的电场力与重力相等 ,地球外表重力加速度为g ,设斜面足够长 ,求：(1)小球经多长时间落到斜面上；(2)从水平抛出至|落到斜面的过程中 ,小球的电势能减少了多少 ?答案：(1)v 0tan θg(2)电势能减小了m v 20tan 2θ 解析：(1)小球在运动过程中Eq ＋mg ＝maEq ＝mg ,得a ＝2gy ＝12at 2 x ＝v 0t又y x＝tan θ 得t ＝v 0tan θg(2)y ＝12at 2＝12×2g ×(v 0tan θg )2＝v 20tan 2θg电场力做正功 ,电势能减小 ,那么有：ΔE ＝－W 电＝－Eqy ＝－mgy ＝－m v 20tan 2θ。

电场强度课后作业限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．在电场中的某点A放一试探电荷＋q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小E A＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )A．在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B．在A点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左C．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2E A D．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则它所受的电场力变为2F解析：E＝Fq是电场强度的定义式，某点场强大小和方向与场源电荷有关，而与放入的试探电荷没有任何关系，故A、C错，B正确；又A点场强E A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，当放入电荷量为2q的试探电荷时，试探电荷所受电场力应为2F，故D正确．答案：BD2．如图7所示的直线CE上，在A点处有一点电荷带有电荷量＋4q，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q，则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k ·4q 2r ＋x 2＝kq x 2即(2r ＋x )2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点．答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析：电场强度的定义式E ＝F q中，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定B 正确，再将库仑定律F ＝k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B 、D.答案：BD4．如下图所示，正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2011·全国卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2010年海南卷)如图10，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P 点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下，所以T 1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的来源就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v 2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs. 答案：mv 2θqs图1510．如图15，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k )．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kqd 2，方向水平向左，故带电薄板在a处的场强为kqd 2，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd 2，方向水平向左．答案：kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左． 因此场强方向向右，Eq ＝mg tan30°，E ＝1.0×107 N/C.答案：1.0×107 N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qs cos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充． 解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s ＝2sg v 2B ＝2×0.15×102.25＝43② E ≤mgq sin θ＝1×10－2×101×10－6×45V/m ＝1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。