高三模块电场恒定电流测试题Word文档格式.docx
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B.电源的效率增大
C.电流表A1示数的改变量小于电流表A2示数的改变量
D.电压表V1示数的改变量大于电压表V2示数的改变量
5.(2012·
海南琼海一模)如图所示,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧,两球在空间形成了稳定的静电场,实线为电场线,虚线为等势线。
A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则( )
A.A点和B点的电势相同
B.C点和D点的电场强度相同
C.正电荷从A点移至B点,电场力做正功
D.负电荷从C点移至D点,电势能增大
6.(2012·
山东青岛一模)水平线上的O点放
置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。
以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是( )
A.b、e两点的电场强度相同
B.a点电势低于c点电势
C.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
D.电子沿圆周由d到b,电场力做正功
7.(2013·
河北衡水)如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点,A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V,正六边形所在平面与电场线平行。
则( )
A.E点的电势与C点的电势相等
B.电势差UEF与电势差UBC相同
C.电场强度的大小为10V/m
D.电场强度的大小为
V/m
8.(2012·
天津理综)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
9.(2012·
广州一测)如图,在正点电荷Q形成的电场中,AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧。
正点电荷q沿A→B→C→D→A移动,则该电荷q( )
A.沿BC运动时不受电场力作用
B.沿DA运动时电场力不做功
C.在B点时的电势能比在D点时小
D.在A点时受到的电场力比在C点时小
10.(2012·
沈阳质检)如图所示,两个带等量正电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑绝缘的水
平面上。
P、N是小球A、B的连线的水平中垂线,且PO=ON。
现将一个电荷量很小的带负电的小球C(可视为质点),由P点静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的速度图象中,可能正确的是( )
二填空题
11.如图所示,真空中O点有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的场强大小为Ea,b点的场强大小为Eb,Ea、Eb的方向如图所示,则关于a、b两点场强大小的关系是________。
12.如图所示,把电量为-5×
10-9C的电荷,从电场
中的A点移到B点,其电势能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
若A点的电势UA=15V,B点的电势UB=10V,则此过程中电场力做的功为________J。
13.板长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板间有匀强电场。
一个带负电、电量为q、质量为m的液滴,以速度v0垂直于电场方向射入两板间,如图所示,射入后液滴沿直线运动,两极板间的电场强度E=________。
液滴离开电场时的速度为________。
(液滴的运动方向没有改变)
14.(2012·
西安名校三检)如图
所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,R4=18Ω,R3为滑动变阻
器,A、B为变阻器两个端点,滑动触头P在B端时,电流表的读数为2.5A,电源的输出功率为28.125W,电源总功率为33.75W。
(1)求电源电动势和内电阻;
(2)当滑动触头P处在R3的中点时,电流表的读数为0.9A,则R3的阻值是多少?
15.一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中。
开始时,将细线与小球拉成水平,小球静止在A点,释放后小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°
角时,小球到达B点速度恰好为零。
试求:
(1)A、B两点的电势差UAB;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小。
16.(2013·
江苏南京)质量m=1.0kg、带电量q=+2.5×
10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘
长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×
104N/C的匀强电场,如图所示。
取g=10m/s2,试求:
(1)用水平力F0拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的速度一起运动,力F0应满足什么条件?
(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动,在1.0s末使滑块从木板右端滑出,力F应为多大?
(设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等,滑块在运动中带电量不变)
答案
1.[答案] AC
[解析] 当r内=R外时,电源输出功率最大;
当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,外电路电阻减小,当滑片位于b端时,电源的输出功率最大,选项A对而B错;
当把定值电阻R0看做电源内阻时,当滑动变阻器的滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的功率最大,由a端向b端滑动时,滑动变阻器消耗的功率变小,选项C对;
此过程中,由P=I2R0知
,定值电阻R0上消耗的功率变大。
选项D错。
2.[答案] B
[解析] 根据U-I图象可知,电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω;
当路端电压为U=4.8V时,干路电流I=
=2.4A,外电路电阻R=
=2Ω,计算四个选项中,外电路的电阻分别为1Ω、2Ω、9Ω和4.5Ω,故选项B正确。
3[答案] A
[解析] 滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,变阻器两端的电压增大,电容器C极板间电压也增大,根据关系式Q=CU可知,电容器C上电荷量增大,选项C错;
滑动变阻器接入电路的阻值增大时,外电路电阻R增大,干路电流减小,路端电压U=E-Ir增大,所以电流表读数变小,电压表读数变大,选项A正确,小灯泡处于干路,根据P=I2RL可知,灯泡的实际功率P减小,所以小灯泡L变暗,选项B错;
干路电流I变小,电源的总功率P总=EI也变小,选项D错。
4.[答案]
BC
[解析]
将电路简化成如图所示的电路,当滑动变阻器的滑片向右移动时,整个电路的总电阻增大,则干路电流减小,路端电压增大,即电流表A1示数减小,又由于R1、R
2为定值电阻,则电压表V1示数减小;
而路端电压增大,则电压表V2示数增大,且V2示数的增加量大于V1示数的减小量;
对于定值电阻R3,由于电压表V2示数增大,则经过定值电阻R3的电流增大,而干路总电流减小,则通过电阻R4的电流减小,且通过电阻R4的电流的减小量大于干路总电流的减小量,即电流表A1示数的改变量小于电流表A2示数的改变量;
电源效率η=
,外电路的总电阻越大,电源效率越高。
5.[答案] C
[解析] 由题图可知,φA=φC=φD>
φB,选项A错;
C点和D点的电场强度大小相等,但方向不相同,选项B错;
由WAB=qUAB可知,正电荷从A点移至B点,电场力做正功,选项C对;
负电荷从C点移至D点,电场力不做功,电势能不变,选项D错。
6.[答案] BC
[解析] 图中b、e两点电场强度的方向不同,选项A错;
沿电场线方向电势降低,因ra>
rc,故选项B对,因φc=φd,φb=φe,故选项C对;
电场力做功与路径无关,因Udb>
0,电子从d到b电场力做功Wdb=qUdb=-e·
Udb<
0,选项D错
7.[答案] D
因为在匀强电场中,任意一条直线(
等势线除外)上的电势是均匀变化的,所以连接AD,如图所示,连线中点O的电势应该是φO=φA+(φD-φA)/2=2.0V,又C点电势φC=2.0V,所以φO=φC,即O点和C点处在同一条等势线上,直线OC是等势线,与等势线OC平行的直线DE、AB也是等势线,所以φF=φO=2.0V、φE=φD=3.0V、φB=φA=1.0V,显然A、B两项错误;
匀
强电场的电场线是一簇垂直于等势线的平行直线,根据几何关系,等势线DE与OC间的距离为d=5
cm,它们之间的电势差为φ=1.0V,所以,电场强度的大小E=φ/d=
V/m,C项错误,D项正确。
8.[答案] C
[解析] 根据图示可画出电场线,判断出粒子将受向上的电场力而做曲线运动,电场力对其先做
正
功后做负功,所以其电势能先减小后变大,则本题只有选项C正确。
9.[答案] BC
[解析] 在电场中,正点电荷不论怎么
运动都受电场力,选项A错误。
DA弧是等势面,选项B正确。
沿电场线方向电势降低,正点电荷在电势高处电势能大,选项C正确。
电场线密处电场强度大,该正点电荷所受的电场力也大
。
选项D错误。
10.[答案] AB
[解析] 本题考查同种等量电荷周围的电场线的分布。
在AB的垂直平分线上,从无穷远处到O点电场强度先变大后变小,到O点变为零,负电荷受力沿垂直平分线运动
,电荷的加速度先变大后变小,速度不断增大,在O点加速度变为零,速度达到最大,v-t图象的斜率先变大后变小;
由O点到无穷远,速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性。
如果PN足够远,B正确;
如果PN很近,A正确。
11.[答案] Ea=3Eb
[解析] 由题知:
Ea=k
=
Eb=k
所以有:
Ea=3Eb
12.[答案] 增大 -2.5×
10-8
[解析] 负电荷受的电场力方向逆着电场线的方向,电荷从A点移到B点的过程中,电场力对其做负功,电势能增大;
电场力做功WAB=qUAB=(-5×
10-9)×
(15-10)J=-2.5×
10-8J。
13.[答案]
[解析] 受力
情况如图所示,液滴一定沿初速度方向做匀减速运动。
由图可知,qE=mgcosθ,所以E=
,根据运动学公式有v2-v
=-2aL,式中a=gsinθ得v=
14.[答案]
(1)9V 2Ω
(2)18Ω
[解析]
(1)当滑动触头P处在B端时,R3和R4均被短路,电路如图甲所示。
根据并联电路的分流原理,通过R1的电流
I1=
I2=
×
2.5A=1.25A
干路中电流I=I1+I2=1.25A+2.5A=3.75A
又因P总=P出+I2r,即33.75W=28.125W+(3.75A)2r
解得r=0.4Ω
外电阻R=
=2Ω
电源电动势E=IR+Ir=9V
(2)当触头处在R3的中点时,电路如图乙所示,变阻器R3的上半部分被短路,由于两并联支路上的电压相等得
(
+R2)I2′=R1I1′
又I1′R1=E-(I2′+I1′)r
解得I1′=1.35A,Rx=9Ω
所以R3=2Rx=18Ω
15.[答案]
(1)
mgL/2q
(2)
mg/q (3)
mg
[解析]
(1)小球由A→B过程中,由动能定理:
mgLsin60°
-qUAB=0
所以UAB=
mgL/(2q)
(2)E=
mg/q
(3)小球在AB间摆动,由对称性知,B处细线拉力与A处细线拉力相等,而在A处,由水平方向平衡有
TA=Eq=
所以TB=TA=
或在B处,沿细线方向合力为零,有
TB=Eqcos60°
+mgcos30°
mg。
16.[答案]
(1)F0≤6.0N
(2)9.0N
[解析]
(1)当拉力F0作用于滑块m
上,木板能够产生的最大加速度为
aM=
=2.0m/s2
为了使滑块与木板以相同的速度共同运动,滑块的最大加速度am<
aM
对滑块F0-μ(mg+qE)=mam
则F0=μ(mg+qE)+mam=6.0N,即F0≤6.0N。
(2)设滑块的加速度为a1,木板的加速度为a2,由运动学公式
s1=
a1t2,s2=
a2t2且s1-s2=L
滑动过程中木板的加速度a2=2.0m/s2
则a1=5.0m/s2
对滑块F=μ(mg+qE)+ma1=9.0N。