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1、第一课时：电场的力的性质 一、单项选择题 1(2011 年台州模拟 )在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电 场强度为 E F q，下列说法正确的是 (D) A若移去检验电荷，则该点的电场强度为0 B若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4E D若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小方向均不变 2使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上 3Q 和 5Q 的电荷后，将它们固定在相距 为 a 的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为 2a 的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则 F1与 F2
2、之比为 (D) A21 B41 C161 D601 3. (2010 年高考课标全国卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘 器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线 ab 为该收尘板的横截面工作时收尘板 带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动， 最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下 列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)() 解析：选 A.根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度方向与 受力方向如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉 尘颗粒的运动轨迹
3、如A 选项中图所示 4法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，如图所示为点电荷a、b 所形成电场的电场线分布 图，以下几种说法中正确的是() Aa，b 为异种电荷， a 的电荷量大于b 的电荷量 Ba，b 为异种电荷， a 的电荷量小于b 的电荷量 Ca，b 为同种电荷， a 的电荷量大于b 的电荷量 Da，b 为同种电荷， a 的电荷量小于b 的电荷量 解析： 选 B.由题图看出，电场线由一个点电荷发出到另一个点电荷终止，由此可知，a、b 必为异种电 荷，C、D 选项错；又由图可知，电荷b 附近的电场线比电荷a 附近的电场线密，则电荷b 附近的场强必比 电荷 a 附近的场强大，b 带的电荷
4、量必然多于a 带的电荷量，则A 选项错误， B 选项正确 5(2011 年舟山模拟 )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，其速度v 与时间 t 的关系图象如图甲所示则此电场的电场线分布可能 是图乙中的 () 解析： 选 A.从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；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， 由电场线疏处到达密处，正确选项是A. 6一个点电荷产生的电场，两个等量同种点电荷产生的电场，两个等量异种点电荷产生的电场，两
5、块 带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场这是几种典型的静电场带电粒子(不计重力 )在这些静 电场中的运动 (A) A不可能做匀速直线运动B不可能做匀变速运动 C不可能做匀速率圆周运动D不可能做往复运动 二、不定项选择题 7. (2011 年绍兴一中高三月考)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电 荷产生的电场线， 虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上 的两点， 若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出正确判断 的是 () A带电粒子所带电荷的正、负 B带电粒子在a、b 两点的受力方向 C带电粒子在a、b 两点的加速度何处较大 D带电粒子在a、b
6、 两点的速度何处较大 解析： 选 BCD. 由轨迹的弯曲情况，可知电场力应沿电场线向左，但因不知电场线的方向，故带电粒子 所带电荷符号不能确定设粒子从a 运动到 b(也可分析从 b 到 a 的情形，两种分析不影响结论)，速度方向 与电场力夹角大于90 ，故速度减小，由电场线的疏密程度知a 点场强大于b 点场强，带电粒子在a 点受 电场力较大，从而加速度较大，综上所述B、C、 D 正确 8如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度飞出a、b 两个带电粒子，运 动轨迹如图中虚线所示，则() Aa 一定带正电， b 一定带负电 Ba 的速度将减小，b 的速度将增加 Ca 的加速度
7、将减小，b 的加速度将增加 D两个粒子的电势能一个增加一个减小 答案： C 9如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量 为 q 的带负电小球，另一端固定在O 点把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球 沿弧线运动到细线与水平成 60 的位置 B 时速度为零以下说法正确的是() A小球重力与电场力的关系是mg3Eq B小球重力与电场力的关系是Eq3mg C小球在 B 点时，细线拉力为FT 3mg D小球在 B 点时，细线拉力为FT2Eq 解析：选 BC.根据对称性可知， 小球处在 AB 中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹
8、角 恰为 30 ，根据三角函数关系可得：qEsin30mgcos30 ，化简可知选项A 错误， B 正确；小球到达B 点时 速度为零， 则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知：FTqEsin30mgcos30 ， 化简可知 FT3 mg，选项 C 正确， D 错误 10(2011 年北京考试院抽样测试)如图所示， 真空中 Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷Q， 坐标轴上A、 B 两点的坐标分别为0.2 m 和 0.7 m在 A 点放一个带正电的试探电荷，在B 点放一个带负电的试探电荷， A、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x 轴正方向相同， 电场力的大小F 跟试探电荷电荷量q 的关系
9、 分别如图中直线a、b 所示下列说法正确的是() AB 点的电场强度的大小为0.25 N/C BA点的电场强度的方向沿x轴负方向 C点电荷 Q 是正电荷D点电荷 Q 的位置坐标为0.3 m 解析： 选 D.由两试探电荷受力情况可知，点电荷Q 为负电荷，且放置于A、B 两点之间某位置，选项 B、C 均错；设 Q 与 A 点之间的距离为l，则点电荷在A点产生的场强为EAkQ/l 2 F a/qa410 4/(110 9)N/C 4105 N/C，同理，点电荷在 B 点产生的场强为 EBkQ/(0.5l) 2F b/qb110 4/(4109)N/C 0.25105 N/C. 解得 l0.1 m，所
10、以点电荷Q 的位置坐标为xQxAl0.20.10.3(m)，所以选项A 错 误，选项 D 正确 三、计算题 11如图所示， BCDG 是光滑绝缘的 3 4圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为 R，下端与水平绝缘轨 道在 B 点平滑连接， 整个轨道处在水平向左的匀强电场中现有一质量为m、带正电的小滑块 (可视为质点 ) 置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为 3 4mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为 0.5，重力加速度为g. (1)若滑块从水平轨道上距离B 点 s3R 的 A 点由静止释放，滑块到达与圆心O 等高的 C 点时速度为 多大？ (2)在(1)的情况下，求滑块到达C 点时受到轨道的作
11、用力大小； (3)改变 s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G 点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的 最小速度大小 解析： 本题考查了电场与竖直平面内圆周运动的结合解题的关键是要有等效场的思想，求轨道与物 块之间作用力时要找准向心力的来源 (1)设滑块到达C 点时的速度为v，由动能定理得 qE(sR)mgs mgR1 2mv 20，而 qE3mg 4 ，解得 vgR. (2)设滑块到达C 点时受到轨道的作用力大小为F，则 FqEmv 2 R，解得 F 7 4mg. (3)要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG 间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此 时的速度最小 (设为 vn
12、)，则有qE 2 mg2mv 2 n R ，解得 vn 5gR 2 . 12如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成 30 的角倾斜固定细杆的一部分处在场强方向水平向 右的匀强电场中， 场强 E2104 N/C.在细杆上套有一个带电量为 q1.7310 5 C、质量为 m310 2 kg 的小球现使小球从细杆的顶端A 由静止开始沿杆滑下，并从B 点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C 点已知 AB 间距离 x10.4 m，g10 m/s2.求： (1)小球在 B 点的速度 vB；(2)小球进入电场后滑行的最大距离 x2； (3)小球从 A 点滑至 C 点的时间是多少？ 解析： (1)小球在 AB
13、段滑动过程中，由机械能守恒mgx1sin 1 2mv 2 B可得 vB2 m/s. (2)小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，加速度a2 mgsin qEcos m 5 m/s2 小球进入电场后还能滑行到最远处C 点， BC 的距离为 x2 v2B 2a2 0.4 m. (3)小球从 A 到 B 和从 B 到 C 的两段位移中的平均速度分别为 vAB 0vB 2 vBC vB0 2 小球从 A 到 C 的平均速度为 vB 2 x1x2 v tv B 2 t 可得 t0.8 s. 第二课时：电场的能的性质 一、单项选择题 1(2010 年高考天津理综卷)在静电场中，将一正电荷从a 点移到
14、 b 点，电场力做了负功，则() Ab 点的电场强度一定比a 点大 B电场线方向一定从b 指向 a Cb 点的电势一定比a 点高 D该电荷的动能一定减小 解析： 选 C.电场力做负功，该电荷电势能增加正电荷在电势高处电势能较大，C 正确电场力做负 功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负由动能定理可知，动能不一定减小，D 错电势高低 与场强大小无必然联系，A 错 b 点电势高于a 点，但 a、b 可能不在同一条电场线上，B 错 2(2011 年宁波模拟 )如图所示， a、b 是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电的 质点在 a 点由静止释放，到达b 点时速度最大，则() Aa 点电势高于
15、b 点电势 Ba 点的场强大于b 点的场强 C质点从 a 点运动到 b 点的过程中电势能增加 D质点在 a 点受到的电场力小于在b 点受到的电场力 解析： 选 B.负电荷所受电场力向上，所以电场线方向向下，A 错；a 点电场力大于重力，b 点电场力等 于重力， B 对， D 错；质点从a 点运动到 b 点的过程中电场力做正功，电势能减小，C 错 3(2011 年杭州毕业班综合测试)如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.610 9 C 的正电 荷从 A 经 B、C 到达 D 点从 A 到 D，电场力对电荷做的功为() A4.810 8 J B 4.810 8 J C8.010 8 J D
16、 8.010 8 J 解析： 选 B.电场力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置有关从A 到 D，电场力对电荷 做的功为 WUADq(AD)q(4010)1.6109 J 4.8108 J，A、C、D 错误， B 正确 4(2011 年皖南八校联考)一匀强电场， 场强方向是水平的(如图所示 )，一个质量为m 的带正电的小球， 从 O 点出发，初速度的大小为v0， 在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成角做直线运动 设 小球在 O 点的电势能为零，则小球运动到最高点时的电势能为() A. 1 2mv 2 0B.1 2mv 2 0sin 2 C.1 2mv 2 0tan 2 D.1
17、 2mv 2 0cos 2 解析： 选 D.由题意可知，小球所受合力为F mg sin ，设最高点到O 点距离为 s，则由动能定理可得 mg sin s1 2mv 2 0，由能量守恒可得小球在最高点的电势能E1 2mv 2 0mgssin ，联立两式解得E 1 2mv 2 0cos 2 ，D 正 确 5(2010 年高考安徽理综卷)如图所示，在xOy 平面内有一个以O 为圆心、半径R0.1 m 的圆， P 为 圆周上的一点， O、P 两点连线与x轴正方向的夹角为 .若空间存在沿y 轴负方向的匀强电场，电场强度大 小 E100 V/m，则 O、P 两点的电势差可表示为() AUOP 10sin
18、(V) BUOP10sin (V) CUOP 10cos (V) DUOP10cos (V) 解析：选 A.由于电场强度方向向下，据题意可知UOP0，则 UOP ERsin 1000.1sin (V) 10sin (V) ，故正确答案为A. 6 (2010 年高考江苏物理卷)空间有一沿 x轴对称分布的电场， 其电场强度 E 随 x变化的图象如图所示 下 列说法中正确的是() AO 点的电势最低Bx2点的电势最高 Cx1和 x1两点的电势相等 Dx1和 x3两点的电势相等 解析：选 C.由题图知， O 点两侧电场强度方向相反，因电场强度的方向沿x 轴，故 O 点可能电势最低， 也可能电势最高，A
19、 选项不正确； x1、x2、x3三点在同一电场线上，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，无 论 O 点右侧电场强度沿x 轴向右还是向左，x2点电势都不是最高，x1、x3两点的电势也不相等，故B、D 不正确；由题图知，电场强度在O 点两侧对称，故x1、 x1两点电势相等，C 正确 二、不定项选择题 7图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹粒子先经过M 点， 再经过 N 点，可以判定 () AM 点的电势大于N 点的电势 BM 点的电势小于N 点的电势 C粒子在 M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力 D粒子在 M 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力 解析： 选 A
20、D. 沿电场线的方向电势降低，所以 MN，选项 A 对， B 错；电场线越密的地方电场强度 越大，同一粒子所受电场力越大，所以选项C 错， D 对 8. (2011 年洛阳高三质检 )如图所示，虚线a、b、c 为三个同心圆面，圆心处有 一个点电荷现从b、c 之间一点 P 以相同的速率发射两个带电粒子，分别沿PM、 PN 运动到 M、N 点， M、N 两点都处于圆周c 上，以下判断正确的是() A到达 M、N 时两粒子速率仍相等 B到达 M、N 时两粒子速率vMvN C到达 M、N 时两粒子的电势能相等 D两个粒子的电势能都是先减小后增大 解析： 选 B.从粒子的运动轨迹可看出电场对到达M 点的
21、粒子做正功，对到达N 点的粒子做负功，再 根据动能定理可知，A 错误， B 正确； M、N 两点电势相等，但带电粒子的电性不同，到达M、N 两点时两 粒子的电势能不同，C 错误；到达 M 点的粒子其电势能先增大后减小，而到达N 点的粒子其电势能先减小 后增大， D 错误 9如图所示， 一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下，从静止开始由b 沿直线运动到d， 且 bd 与竖直方向所夹的锐角为45 ，则下列结论中正确的是() A此液滴带负电荷B合外力对液滴做的总功等于零 C液滴做匀加速直线运动D液滴的电势能减少 解析： 选 ACD. 由题可知，带电液滴只受重力和电场力作用，合力沿bd 方向
22、，液滴匀加速运动，C 正 确；合力做正功，B 不正确；电场力方向向右，故液滴带负电荷，A 正确；电场力做正功，所以电势能减 少， D 正确 10. 一正电荷在电场中仅受电场力作用，从A 点运动到 B 点，速度随时间变化 的图象如图所示， tA、tB分别对应电荷在A、B 两点的时刻，则下列说法中正确的是 () AA 处的场强一定小于B 处的场强 BA 处的电势一定低于B 处的电势 C电荷在 A 处的电势能一定大于在B 处的电势能 D从 A 到 B 的过程中，电场力对电荷做正功 解析： 选 B.由图象知 A 处的加速度大于B 处的加速度， A 处的场强一定大于B 处的场强， A 错由功 能关系及动
23、能和电势能之和守恒知B 正确， C、D 错 三、计算题 11(2011 年学军中学高三抽样测试)如图所示，水平光滑绝缘轨道MN 的左端有一个固定挡板，轨道 所在空间存在E4.0102 N/C、水平向左的匀强电场一个质量 m0.10 kg、带电荷量 q5.010 5 C 的 滑块 (可视为质点 )，从轨道上与挡板相距x10.20 m 的 P 点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加 速直线运动当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x20.10 m 的 Q 点，滑块第一次速度减为零若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，求： (1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速
24、度的大小； (2)滑块从 P 点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功； (3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能 解析： (1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a 此过程滑块所受合外力FqE2.0102 N 根据牛顿第二定律Fma，解得 a0.20 m/s2. (2)滑块从 P 点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功 W1qEx14.0103 J. (3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P 点运动到 Q 点过程中电场力所做的功 即 EqE(x1x2)2.010 3 J. 答案： (1)0.20 m/s2 (2)4.010 3 J (3)2.010 3 J 12如图所示
25、，固定在水平地面上的绝缘平板置于匀强电场中，电场方向与平板平行在绝缘平板上， 放置一个带负电的物体(可视为质点 )， 物体与平板间的动摩擦因数为0.5.现让物体以 10 m/s 的初速度平行于 电场方向运动，物体沿电场方向运动的最远距离为4 m已知物体所受电场力大于其最大静摩擦力，平板 足够大，规定物体在出发点时的电势能为零，重力加速度g 取 10 m/s2.求： (1)物体所受电场力与其所受重力的比值； (2)物体在离出发点多远处动能与电势能相等？ 解析： (1)设物体带电荷量为q，运动的最大位移为sm，由动能定理得 qEsm mgs m 1 2mv 2 0得 qE mg 3 4. (2)设
26、物体运动到离出发点距离为s 处动能与电势能相等， 即1 2mv 2qEs 在此过程中，由动能定理得qEs mgs1 2mv 21 2mv 2 0 代入数据解得s2.5 m 设物体在返回过程中经过距出发点距离为s处动能与电势能再次相等，即 1 2mv 2qEs 由动能定理得qE(sms) mg(sms)1 2mv 2 解得 s1 m. 答案： (1)34(2)2.5 m 或 1 m 第三课时：电容器与电容带电粒子在电场中的运动 一、单项选择题 1如图所示的电容式键盘，是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的() A两板间的距离B两板间的电压 C两板间的电介质D两板的正对面积 解析：选 A.计算机键
27、盘上下运动时，改变了上、 下两板间的距离， 故 A 正确 2(2011 年北京朝阳区联考)如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强 电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示 虚线由 A 向 B 做直线运动那么() A微粒带正、负电荷都有可能B微粒做匀减速直线运动 C微粒做匀速直线运动D微粒做匀加速直线运动 解析： 选 B.微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向 左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场 强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B
28、正确 3 (2011 年瑞安中学检测)如图所示， 一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场， 若不计重力，下列四个选项中能正确描述粒子在电场中运动轨迹的是() 解析： 选 C.电荷在电场中做类平抛运动，受力方向总是沿电场线方向，轨迹向右弯曲，C 正确 4(2011 年台州模拟 )一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从 A 点运动到 B 点，速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别是带电粒子到达 A、B 两点时 对应的时刻，则下列说法中正确的有() AA 点的场强一定小于B 点的场强BA 点的电势一定高于B 点的电势 C带电粒子在A 点的电势能一定小于在B 点的电势能 D带电
29、粒子从A 点到 B 点过程中，电场力一定对带电粒子做正功 解析：选 D.由于 vt 图象上各点的斜率表示加速度的大小，从图象可以看出 带电粒子在A 点时的加速度大于在B 点时的加速度，由牛顿第二定律可知EAEB，A 错误；带电粒子带电 性质未知，故无法判断A、B 两点电势， B 错误；从 vt 图象中可以看出B 点速度大于A 点速度，故电场 力对带电粒子做正功，电势能减小，所以C 错误， D 正确 5如图所示，平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，两极板间距离为d，今在 距两极板的中点 1 2d 处放一电荷 q，则 () Aq 所受电场力的大小为 Qq Cd Bq 所受电场力的大小为k4Qq
30、d 2 Cq 点处的电场强度是k4Q d2 Dq 点处的电场强度是k 8q d2 解析：选 A.两极板之间的电场强度E U d，q 受到的电场力 FEq U d q Q Cdq，A 正 确； Q 不是点电荷，点电荷的场强公式EkQ r 2在这里不能用， B、 C、D 不正确 6(2011 年广东珠海质检)分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分 别以相同的水平速度由P 点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板 接地三小球分别落在图中A、B、C 三点，则错误的是() AA 带正电、 B 不带电、 C 带负电B三小球在电场中加速度大小关系是：aAEkBEkA 解析： 选 C.由于
31、A 的水平射程x最远， A 的运动时间t x v0最长， C 错误 A 的加速度 aA 2h t2 最小，而 C 的加速度aC最大， aAEkBEkA，D 正确 二、不定项选择题 7(2011 年杭州学军中学抽样测试)如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力 )，两板 间距离足够大当两板间加上如图乙所示的交变电压后，在下图中，反映电子速度v、位移 x 和加速度a 三个物理量随时间t 的变化规律可能正确的是() 解析： 选 AD.在平行金属板之间加上如题图乙所示的周期性电压时，因为电子在平行金属板间所受的 电场力F U0e d ，所以电子所受的电场力大小不变，而方向随电压呈周期性变化
32、由牛顿第二定律Fma 可知，电子在第一个 T 4 内向 B 板做匀加速直线运动，在第二个 T 4内向 B 板做匀减速直线运动，在第三个 T 4内 反向做匀加速直线运动在第四个 T 4 内向 A 板做匀减速直线运动，所以at 图象如图 1 所示， vt 图象如 图 2 所示；又因匀变速直线运动位移xv0t1 2at 2，所以 xt 图象应是曲线故本题选 AD. 8. 如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源E、 定值电阻R、开关S 相连闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初 速度释放，最终液滴落在某一金属板上下列说法中正确的是() A液滴在两板间运动的轨迹是一条抛
33、物线 B电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大 C电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越短 D定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长 解析：选 BC.电容器充满电荷后， 极板间的电压等于电源的电动势极板间形成 了电场，液滴受水平方向的电场力和竖直方向的重力作用，合力为恒力，而初速度为零，则液滴做初速度 为零的匀加速直线运动，A 项错；电源电动势越大，则液滴受到的电场力也越大，合力越大，加速度也越 大， B 项对；电源电动势越大，加速度越大，同时位移越小，则运动的时间越短，C 对；定值电阻不会影 响两极板上电压的大小，则对液滴的运动没有影响，D 项错 9如图所示，两平行金属板间有一匀强
34、电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L 处有一竖直放置 的光屏 M，一带电荷量为q，质量为 m 的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M 屏上，则下列结论正 确的是 () A板间电场强度大小为mg/qB板间电场强度大小为2mg/q C质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 解析： 选 BC.当质点所受电场力方向向上且大于重力时，质点才可能垂直打到屏上由运动的合成与 分解，可知质点在水平方向上一直做匀速直线运动，所以质点在电场中做类平抛运动的时间和在重力场中 做斜上抛运动的时间相等由运动规律可知质点在水平方向上做匀速直线运
35、动，vxv0；在竖直方向上： 在 电场中vyat，如图所示，离开电场后质点做斜上抛运动，vygt，由此运动过程的对称性可知ag，由 牛顿第二定律得：qEmgmamg，解得： E2mg/q.故 B、C 正确 10(2010 年湖北黄冈模拟)如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的 平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量 为 q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力 )，则 () A在前 t 2时间内，电场力对粒子做的功为 Uq 4 B在后 t 2时间内，电场力对粒子做的功为 3 8Uq C在粒子下落前 d
36、4和后 d 4的过程中，电场力做功之比为 12 D在粒子下落前 d 4和后 d 4的过程中，电场力做功之比为 11 解析： 选 BD.电场力做的功WqE d 2 qU d d 2 qU 2 ，前 t 2和后 t 2的位移之比为 x1x213 x11 4 d 2 d 8，x2 3 8d，则前 t 2：W1qE d 8 qU 8 ，后 t 2：W 2qE 3 8d 3 8qU，B 正确； 前 d 4和后 d 4位移相等，电场力恒定，故做功相等，所以 D 正确选 B、D. 三、计算题 11如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极 板长 L0.4 m，两板间距离d410 3 m，有一束
37、由相同带电微粒组成的 粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S 闭合前，两板 不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为m 410 5 kg，电量 q 1108 C(g10 m/s2)求： (1)微粒入射速度v0为多少？ (2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的 电压 U 应取什么范围？解析： (1)L 2v0t d 2 1 2gt 2 可解得： v0 L 2 g d10 m/s. (2)电容器的上板应接电源的负极:当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出即 d 2 1 2a1( L v0) 2 又 a1
38、 mgqU 1 d m 解得： U1120 V 当所加的电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘 射出即d 2 1 2a2( L v0) 2 又 a2 q U2 d mg m 解得： U2200 V 所以 120 V3P甲 解析 ：选 B.设各灯泡正常工作时的电流为I，则甲电路的总电流为I甲3I，乙电路的总电流为 I乙I， 所以由 PUI 得 P甲3P乙，应选 B. 6 自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接， 骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时， 发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来，现使车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上 自由滑行，第一次关闭自动充电装置，其动
39、能随位移变化关系如图线所示；第二次启动自动充电装置， 其动能随位移变化关系如图线所示，则第二次向蓄电池所充的电能是() A200 J B250 J C300 J D500 J 解析： 选 A.根据能量守恒，第一次关闭自动充电装置时，动能全部转化为内能，第二次启动自动充电 装置时，动能一部分转化为内能，另一部分转化为电能，电能为E电 4 10Ek 4 10500 J200 J，A 对 二、不定项选择题 7如图所示的电解池接入电路后，在 t 秒内有 n1个一价正离子通过溶液内某截面 S，有 n2个一价负离子通过溶液内某截面 S ，设 e为元电荷，以下说法正确的是() A当 n1n2时，电流为零 B
40、当 n1n2时，电流方向从 AB，电流为 I n1n2e t C当 n1UC，故 R1 接在电源上时，电源的效率高，A 项正确 B 项错误；将电阻接在电源上，电阻的UI 图象与电源两端电压与电流关系图象的交点，表示将这个电阻 接到此电源上的输出电压和电流，从图象中只可看出电流的数值，但看不出两种情况下路端电压的关系， 故无法确定两种情况下电源的输出功率的大小关系，C、D 项均错误 本题易混淆电源效率和电源输出功率 的概念而出现错误 二、不定项选择题 7如图所示，电源内阻不可忽略，已知R1为半导体热敏电阻， R2为锰铜合金制 成的可变电阻，若发现灯泡L 的亮度变暗，可能的原因是() AR1的温度
41、逐渐降低 BR1受到可见光的照射 CR2的阻值逐渐增大 DR2的阻值逐渐减小 解析 ：选 AD. 灯泡 L 亮度变暗，说明流过灯泡的电流减小，其原因可能是R1的阻 值增大或R2的阻值减小引起，半导体热敏电阻随温度的升高电阻率减小，故可能的原因是R1的温度降低 或 R2的阻值减小，所以A、D 正确， B、C 错误 8(2011 年镇海中学检测)在图中， 直线为某一电源的路端电压与电流的关系 图象，直线为某一电阻R 的伏安特性曲线用该电源直接与电阻R 相连组成闭合 电路由图象可知() A电源的电动势为3 V ，内阻为 0.5 B电阻 R 的阻值为 1 C电源的输出功率为2 W D电源的效率为66.
42、7% 解析 ：选 ABD. 图象与纵轴交点表示电源电动势，为3 V，图象斜率的绝对 值表示电源内阻为0.5 ，选项 A 正确；图象的斜率表示电阻R 的阻值为 1 ，选项 B 正确；电源输出 电压为 U2 V，电流为 2 A，电源输出功率为4 W，选项 C 错；电源效率 P出/P总U/E2/3100% 66.7%，选项 D 正确 9如图，电源内阻为r，电流表和电压表均为理想电表，下列判断正确的是() A若 R1断路，两表的读数均变小 B若 R2断路，两表的读数均变小 C若 R3断路，电流表读数为 0，电压表读数变大D若 R4断路，两表的读数均变大 解析： 选 CD.若某电阻 R 断路即可理解为该
43、电阻阻值变大，由“串反并同 ”可知 C、D 正确 10如图电路中，电源电动势为E、内阻为 r，闭合开关 S，增大可变电阻R 的阻值后，电压表示数的 变化量为 U.在这个过程中，下列判断正确的是() A电阻 R1两端的电压减小，减小量等于 UB电容器的带电荷量减小，减小量小于C U C电压表的示数U 和电流表的示数I 的比值变大 D电压表示数变化量 U 和电流表示数变化量 I 的比值不变 解析： 选 BCD.增大 R 后，总电阻增大，总电流减小，则R1两端电压减小，内阻消耗电压减小，由于 电动势不变， R 两端电压的增加量等于两者减小量之和，所以电阻R1两端的电压减小，减小量小于 U，A 错；
44、U/I 表示 R 的阻值， R 增大，所以 U I 增大，而 U/ I 表示内阻和R1之和，比值是不变的 三、计算题 11(2011 年陕西五校联考)如图所示，已知电源电动势E20 V，内阻 r1 ，当接入固定电阻R4 时，电路中标有“3 V ,6 W ” 的灯泡 L 和内阻 RD 0.5 的小型直流电动机D 都恰能正常工作试求： (1)电路中的电流大小；(2)电动机的额定电压；(3)电动机的输出功率 解析： (1)灯泡 L 正常发光，电路中的电流为IPL/UL 6 3 A2 A. (2)由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为 UDEI(rR)UL20 V2(14) V3 V7 V. (
45、3)电动机的总功率为P总IUD27 W14 W 电动机的热功率为P热I 2R D2 20.5 W2 W 所以电动机的输出功率为P出P总P热14 W2 W12 W.答案： (1)2 A(2)7 V(3)12 W 12一电路如图所示，电源电动势E28 V，内阻 r2 ，电阻 R112 ，R2R44 ，R38 ，C 为平行板电容器， 其电容 C3.0 pF， 虚线到两极板间距离相等，极板长 L0.20 m， 两极板的间距d1.010 2m. (1)若开关 S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电荷量为多少？ (2)若开关 S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v02.0 m/s 的初速度射入 C
46、的电场中，刚好沿虚线 匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从C 的电场 中射出？ (要求写出计算和分析过程，g 取 10 m/s2) 解析： (1)S 断开时，电阻R3两端电压为 U3 R3 R2R3r E16 V S 闭合后，外电阻为R R1R2R3 R1 R2R3 6 路端电压为 U R Rr E21 V 此时电阻 R3两端电压为U3 R3 R2R3 U14 V 则流过 R4的总电荷量为 QCU3CU36.01012C. (2)设微粒质量为m，电荷量为 q，当开关 S 断开时有： qU3 d mg 当开关 S 闭合后，设微粒加速度为a，则
47、mgqU 3 d ma 设微粒能从 C 的电场中射出，则水平方向运动时间为：t L v0 竖直方向的位移为：y 1 2at 2 由以上各式求得：y6.25103m d 2 故假设不成立，微粒不能从C 的电场中射出 答案： 见解析 第六课时：磁场的描述磁场对电流的作用 一、单项选择题 1. (2011 年陕西西安地区名校联考)磁场中某处的磁感线分布如图所示，下列说法正 确的是 () A磁感应强度BaBb B同一通电导线在b 处所受的磁场力一定比在a 处大 C通电导线在b 处所受磁场力的方向可能与b 处磁感线的方向相同 D若在 a 处的通电导线垂直磁感线放置，则所受磁场力最大 解析： 选 D.由于 a 处磁感线比b 处磁感线疏，所以磁感应强度Bamg 时，棒沿导轨向下减速； 在棒停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为：Ff BLkt ；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩 擦力，大小为： Ffmg，故选项 C 正确 6(2011 年湖北黄冈质检)如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd 边均与 ad 边成 60 角， abbccdL，长度为 L 的电阻丝电阻为r，框架与一电动