高中物理选修31课后习题和答案以及解释word版本Word文件下载.docx
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于是相互作用力是原来四倍
（3）库仑力和距离平方成反比，于是距离变为原来三倍，力变为原来九分之一。
（4）电荷量变为了四倍，要让力不变，得满足距离的平方也变成原来的四倍，于是距离变为原来的两倍。
（5）每个电荷电荷量都变为原来的四倍，于是乘积变为原来的十六倍。
要让力不变，得满足距离的平方也变成原来的十六倍，于是距离变为原来的四倍。
5.如图所示，一绝缘细圆环半径为r，环面处于水平面内，场强为E的匀强电场与圆环平面平行。
环上穿有一电量为＋q、质量为ｍ的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动。
若小球经A点时速度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，则：
（1）小球经过A点时的速度大小；
（2）当小球运动到与A点对称的B点时，小球的速
度是多大？
小球对圆环的作用力是多大？
（1）
（2），F=6qE
（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：
所以小球在A点的速度。
（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，①
于是可以解
小球在B点时，对环的作用力是水平方向的。
根据牛顿第二定律，在水平方向有②
解①②两式，小球在B点对环的水平作用力为：
。
6.一负电荷仅受电场力作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB和该电荷在A、B两点的电势能EpA、EpB的关系为（）
A．EA=EBB．EA＜EBC．EpA=EpBD．EpA＞EpB
AD
匀加速说明AB两处电荷受到的电场力相等，于是场强相等。
电荷自发从A到B，B点处电荷电势能必然低。
7.如图1-23所示，有一水平方向的匀强电场，场强为9×
103N／C．在电场内的竖直平面内作半径为1m的圆，圆心处放置电荷量为1×
10-6C的正点电荷，则圆周上C点处的场强大小为______N/C，方向________。
1.27×
104，与水平方向成45°
角。
C点场强就是匀强电场场强和正电荷场强的叠加。
正电荷在C处场强大小经计算是9×
103N／C，方向竖直向下。
于是矢量叠加即可得到答案。
8.两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）
A．B．C．D．
CD
半径相同的球，接触后必然是电荷平分。
如果初态二者电性相同，假设电量分别是q和7q，那么接触后电量必然都是4q.此时相互作用力是原来的.如果初态二者电性相反，假设电量是q和-7q（负号在哪儿无所谓，因为q正负也随便取），那么接触后电量就是-3q,-3q，此时相互作用力变为原来的
9.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初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度—时间图像如图甲所示。
则这一电场可能是图乙中的（）
A
可见粒子是减速，并且加速度越来越大（v-t图像中曲线斜率的绝对值代表加速度），可见，负电粒子沿电场线正向运动，且从场强小的地方向场强大的地方运动。
明显是A对。
10.关于场强，下面说法正确的是（）
A．电场中某点的场强方向与放入该点的电荷所受电场力的方向相同
B．电场中某点的场强大小与放入该点的电荷的电量成正比
C．两个等量异种点电荷产生的电场中，在两点电荷连线中点处场强最大
D．两个等量同种点电荷产生的电场中，两点电荷连线中点处的的场强为零
D
A错，应该改为“放入该点的正电荷”。
B错，电场中场强大小是确定了的，不因放入的试探电荷而变化。
C错，两个等量异种点电荷产生的电场中，不可能是在两点电荷连线中点处场强最大，试想，一个离某电荷很近很近的点，其场强是非常非常大的直接把C否定。
D对。
连线中点处两电荷的场强大小相等，方向相反，合场强是零。
10（大纲版）高二物理同步复习课程
第11讲电场能的属性——电势
主讲人：
孟卫东
1．把电荷量q=1.0×
10-5C的点电荷从A点移到B点，电场力做功W=2.0×
10-2J，则电荷的电势能。
若规定B点为零电势，则电荷在A点的电势能EPA为；
A点的电势=。
减少2×
10-2J，2×
103V。
电场力做正功，必然是电势能减小2×
10-2J。
B零电势的话，电荷在B电势能也是0，于是在A电势能是2×
A点电势就是用A点电势能除以电量1.0×
10-5C。
2．一带电小球，质量为m，用绝缘细线悬挂在水平向左的范围足够大的匀强电场中的O点，细线长度为L，当小球静止时，悬线与竖直方向的夹角θ=45°
。
现把小球拉到竖直位置的最低点A，则要使小球能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在最低点给小球的水平向左的初速度至少要多大？
对于这个题的处理，我们采用“合场”的方式，即电场和重力场合成。
容易根据题目条件判断电场力和重力合力方向就是小球静止时细线方向，大小是mg/tan45=mg。
于是我们这么等效：
一个新重力场，重力加速度g2方向是原重力和电场力合力方向，重力加速度g2大小是g。
于是在新场中，B是最低点。
于是要让小球能做圆周运动，临界情况是最高点处（新重力场中的最高点）满足条件
于是根据能量守恒，
然后把带入上式，即可解出.
3．如图，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm，两点间的电势差为5V，M、N连线与场强方向成60°
角，则此电场的电场强度多大？
500V/m.
可见，MN沿电场方向的距离是2*cos60=1cm=0.01m。
于是场强是5/0.01=500V/m
4．在静电场中，将一个电荷量q=2.0×
10-9C的负电荷从A点移动到B点，除电场力外，其他力做的功为4.0×
10-5J，质点的动能增加了8.0×
10-5J，则A、B两点间的电势差大小为（）
A．2×
10-4VB．1×
104VC．4×
104VD．2×
104V
根据动能定理，电场力做功是4.0×
10-5J。
于是电势能B处低，然而因为那是负电荷，B电势高。
二者电势差就是电势能的差（也就是电场力做的功）除以电荷量。
5．如图1-34所示的匀强电场E＝1×
103N／C，矩形abcd的ab边与电场线平行，且ab＝3cm，bc＝2cm，将点电荷q＝5×
10-8C沿矩形abcd移动一周，电场力做功_______，ab两点的电势差为_______，bc两点的电势差为______。
0，30v，0。
移动一周回到原位，电势能不变，电场力做功就是零。
ab电势差用场强E乘以距离0.03米即可。
bc明显在等势面上，电势差是零。
6．正电荷在电场中沿某一电场线的方向从A到B，此过程中可能出现的是（）
A．电场力的大小不断变化B．电场力的大小保持不变
C．电荷克服电场力做功D．电荷的电势能不断减小
ABD
正电荷沿电场线方向运动，电场力可能变，也可能不变，这取决于电场本身的场强分布。
但一定是电场力做正功，电势能减小。
7．一带电量为q的带电粒子在静电场中仅受电场力的作用，先后经过相距为d的A、B两点，其动能的增量为EK（EK>
0）。
下列判断正确的是（）。
A.电场中A点的电势一定比B点高B.带电粒子的电势能一定减少
C.该电场的电场强度为D.电场中A、B两点的电势差为
BD
带电粒子动能增加，于是电势能一定减少。
但是AB两点电势高低没法判断，因为粒子电性未知。
该电场极可能是非匀强电场，场强无法计算。
AB两点电势差可以计算，就是用电势能差，也就是动能增量除以电荷量。
8．如图1-33所示，已知匀强电场的电场强度E=200N/C，AC平行于电场线，A、C两点间的电势差UAC=5V，AB与AC的夹角为600，则AB间距离是（）
A．5×
10-2mB．2.5×
10-2m
C．40mD．80m
AC长度求法就是用电势差除以场强，算出来是2.5cm。
于是AB距离是AC距离2倍，A正确。
第12讲带电粒子在电场中的运动
1．对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图像应是图1-38中的（）
B
给定的电容器，电容是定值，B正确。
2．如图1-51所示，AB板间有一匀强电场，两板间距为d，所加电压为U，有一带电油滴以初速v竖直向上自M点飞入电场，到达N点时，速度方向恰好变为水平，大小等于初速v，试求：
（1）油滴从M点到N点的时间；
（2）MN两点间的电势差。
v/g，Uv2/2gd
竖直方向的运动就是竖直上抛，水平方向的运动是从静止开始的匀加速直线运动。
于是运动时间，用竖直上抛时间即可，就是v/g
水平方向的位移，根据匀加速运动基本公式，是v2/2g。
然后场强U/d乘以这个位移，就是MN间的电势差。
3．如图为两块水平放置的平行金属板A和B，两板间的电势差为200V，要使一质量为5g，带电量为-5×
10-6C的微粒恰能在两板间的某点静止，则两板间的距离为______________m，A板带__________电（填“正”或“负”），若将两板间的电势差变为100V，则该微粒的加速度大小为________________。
（g取10m/s2）
0.02，正，5m/s2
明显A板带正电才有可能。
静止说明重力和电场力平衡，mg=Eq.于是可以计算E=10000V/m.于是板间距离就是U/E，就是200V除以10000V/m即可。
若电势差变为100V，可见场强变为原来的一半，就是5000V/m。
于是向上的电场力也减半，变为0.5mg。
于是粒子向下加速，加速度是0.5g，就是5m/s2
4．如图1-43所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（）
A．使U1减小为原来的
B．使U2增大为原来的2倍
C．使偏转板的长度增大为原来2倍
D．使偏转板的距离减小为原来的
根据
联立求解，.于是可见，A可行，B可行，D可行，C断然不行。
5．对公式C=，下列说法中正确的是（）
A．电荷量Q越大，电容C也越大
B．电容C跟它两极所加电压U成反比
C．电容C越大，电容器所带电荷量就越多
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
D说得就很对，D的意思就是说，对于确定的电容器，电容值是定了的。
这就把AB否定了。
C不对，因为电容大了，电压不定，电荷量大小没法判断。
6．如图1-40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_____；
把电键断开，再使N板向M板靠近，θ角将______。
变大，不变
两板靠近，因为电压不变，于是场强增大，于是电场力变大，角度变大。
电键断开后，板间场强就不会随距离的改变而改变了，于是θ角不变。
7．如图所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，它从上极板的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，则（）
A．微粒的加速度不为零
B．微粒的电势能增加了mgd
C．两极板的电势差为
D．M板的电势低于N板的电势
BC
沿直线射出，说明初速度方向和加速度方向一致。
然而加速度只能是位于竖直方向，于是唯一的解释就是，加速度是0.电场力和重力抵消。
微粒电势能的增量就等于重力势能的减小量，就是mgd。
电势差就是用电势能变化量除以电荷量q即可。
明显地，M板带正电。
电势高。
第13讲电流、电阻定律
1．若通过一个导体的电流是5A，则经过4min通过该导体横截面的电荷是（）
A．20CB．50CC．1200CD．2000C
C
电荷就是用Q=It来计算，注意时间取秒为单位。
2．关于电路中的电阻，下列说法正确是（）
A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零
B．并联电路任意支路电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任意支路电阻增大（其它支路不变）总电阻也增大
D．并联电路任意支路电阻增大（其它支路不变）总电阻一定减少
ABC
A明显正确。
B是并联的一个基本性质。
C项是并联电路一个常识，支路电阻增大必然会带来总电阻的变大。
D项荒谬。
3．家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的，其电阻率与温度的关系如图2-30所示，PTC元件具有发热、控温双重功能。
对此，下列判断中正确的是（）
A．通电后，其电功率先增大后减小
B．通电后，其电功率先减小后增大
C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1或T2不变
D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1～T2的某一值不变
通电后，电阻先是减小的，于是电压一定，电阻减小，功率就增大。
而后，电阻增大，功率就减小。
当其产生的热量与散发的热量相等时，温度必然是保持在T1～T2的某一值不变。
到达T1点时，继续发热，电阻升高，功率变小，渐渐地功率越来越小，而此时温度较高，散热量大。
这样就会找到一个平衡点，产热散热相同。
4．如图2-17所示，甲、乙分别是两个电阻的I-U图线，甲电阻阻值为______Ω，乙电阻阻值为______Ω。
当它们两端所加的电压均为10V时，甲电阻中的电流为______A，乙电阻中的电流为______A。
2.5，5，4，2
甲的电阻：
5V除以2A。
乙的电阻：
10V除以2A。
电压均为10V时，根据欧姆定律易得答案。
5．如图2-25所示的电路，定值电阻R=10Ω，电路两端电压U=160V，电压表的示数为110V。
M为直流电动机，其线圈电阻RM=0.6Ω，求：
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）电动机中发热的功率是多少？
（4）电动机工作1h所产生的热量是多少？
（1）5A
（2）550W（3）15W（4）5.4×
104J
可见电阻分压是160-110=50V。
可见通过电阻的电流是50V除以10Ω，是5A。
电阻和电动机串联，这也是通过电动机的电流。
输入到电动机的功率就是用U*I，5A乘以110V,是550W。
发热功率是用焦耳定律，，计算出答案是15W。
电动机工作一小时产热，就是用发热功率乘以时间即可。
6．在金属导体中产生恒定的电流必须满足的条件是（）
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
课本上的基础知识。
一定要区分开BD,D才是正确的说法。
7．给一个标有“220V60W”的白炽灯泡两端加上由零逐渐增大到220V的电压，在图2-15中给出的4个图线中，能正确表示此过程中灯两端电压和电流关系的是（）
白炽灯两端电压大了，由于发热，灯丝电阻会变大。
灯丝电阻变大，反映在图像上就是I随U的变化没那么明显了。
于是C正确。
8．一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3Ω，则此电阻丝原来的阻值为（）
A．9ΩB．8ΩC．27ΩD．3Ω
三段相同的电阻并联，总电阻是3Ω，于是每一段都是9Ω。
然后三段串联，就是答案27Ω
第14讲闭合电路的欧姆定律
1．如图2-34所示电路中，电源的总功率是40W，R1=4Ω，R2=6Ω，a、b两点间的电压是4.8V，电源的输出功率是37.6W。
求电源的内电阻和电动势。
电动势为20V，电源的内电阻为0.6Ω
解：
并联部分总电阻是2.4Ω。
于是并联部分功率用，算出是9.6W，干路电流就是4.8/2.4=2A。
电阻R功率是28W（37.6减去9.6）,于是可以根据计算R电阻是7欧姆。
又因为内阻功率是2.4W（总功率减去输出功率），同理可得内阻是0.6Ω。
电源电动势，就是用闭合电路欧姆定律，（2.4+0.6+7）*2=20V.
2．甲、乙、丙三个灯泡，按图2-32方式连接到电源上，电源内电阻不能忽略，由于丙灯泡处发生短路，电路各部分工作状态发生了变化。
设甲、乙两灯没有被烧毁，则关于电路的变化，下列说法中正确的是（）
A．丙灯两端电压变为零B．电源的路端电压变为零
C．甲灯两端电压变为零D．乙灯两端电压变大
短路者，两端电压必然是0，因为电阻成零了。
电路等效成：
把并联的两个支路用一根导线代替，也就是说外电路只有甲灯。
路端电压不能是0，因为甲灯是外电路中的用电器，有电流通过，电流乘以它的电阻就是路端电压。
乙灯被短路了，两端电压成零了。
3．如图3-4-8（a）所示电路，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的两条实验图像，如图（b）所示．关于这两条实验图像，有（）
A．图线b的延长线一定过坐标原点O
B．图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源电动势
C．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的输出功率
D．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R消耗的电功率
ABCD
易知，b图线随着电流增大而增大，反映的是V2的变化。
因为
A正确
a反映的是路段电压随电流的变化，电流是0时，路端电压就是电源电动势,B正确。
交点的意义就是滑动变阻器电阻是0时，这个电路的电流，和路端电压（因为交点处，V1表和V2表值一样嘛，于是滑动变阻器电阻一定是0）。
于是CD正确。
4．如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。
在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则
A.电压表的示数变大B.电池内部消耗的功率变大
C.电阻R2两端的电压变大D.电池的效率变大
电键在1处时，外电路电阻是1.5R.在2处时外电路电阻是2R/3.
外电路电阻减小，路端电压要减小，干路电流要增大，也就是内阻消耗的功率增大。
电池效率更低。
R2原本分担的电压是一个较大路端电压的2/3，后来却变成一个较小路端电压的1/2。
这样，ACD错误，B正确。
5．关于电源，下列说法中正确的是（）
A．电源内部存在着由负极指向正极的电场
B．电源内部存在着由正极指向负极的电场
C．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极向正极移动
D．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的正极向负极移动
电源内部非静电力总是把正电荷从负极移动到正极，于是电源正极正电荷积累，负极负电荷积累，电场是从正极指向负极。
可见，非静电力是要克服电场力做功的。
6．关于电源电动势，下列说法中正确的是（）
A．同一电源接入不同的电路中，其电动势会发生改变
B．电源电动势就是电源两极间的电压
C．电源电动势与是否接外电路无关
D．电源电动势与外电路电阻有关
同一电源电动势是确定的，不会随便改变，它和是否接外电路无关，与外电路如何接也无关。
可以认为是电源的一个特性。
注意不要把电动势和路端电压混淆。
7．如图3-4-7所示，电源电动势=5V，内阻r=10Ω，R0=90Ω，R为滑动变阻器，最大阻值为400Ω，以下说法正确的是（）
A．R的阻值为0时，R0消耗的电功率最大
B．R的阻值为400Ω时，电源的路端电压最大
C．R的阻值为100Ω时，R消耗的电功率最大
D．R0上消耗的电功率最小值是9×
10-2W
A明显对，因为R阻值是0时流过R0的电流最大。
B对，R阻值最大时，干路电流最小，此时路端电压最大。
C项，R消耗的电功率是此不等式最大值是当R=R0+r时，也就是R取100欧姆时。
D项，R0最小电功率发生在电流最小时，也就是R取400欧姆,干路电流是0.01A,功率根据焦耳定律，是9×
10-3W，D错。
第15讲电路实验专题
1．如图2-37甲所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图2-37乙中的（）
欧姆表电流总是有从红表笔（正接线柱）流入，黑表笔（负接线柱）流出，于是内部电源方向一定满足这个原则，比如AB项中电源的取向就正确。
表内部为了测不同的量程，必然是可变电阻。
于是选A。
2．如图2-43示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电池的电动势和内阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值是真实值，内阻的测量值真实值（
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