高三模块电场恒定电流测试题.docx

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高三模块电场恒定电流测试题

静电场与恒定电流场检测

一、选择题（不定项）

1．（2012·海南琼海一模）如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是2r。

当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是（　　）

A．电路中的电流变大

B．电源的输出功率先变大后变小

C．滑动变阻器消耗的功率变小

D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小

2．（2012·浙江瑞安十校联考）如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图象。

用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。

则该电路可能为（　　）

3．（2012·辽宁沈阳四校协作体）如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是（　　）

A．电流表读数变小，电压表读数变大

B．小灯泡L变亮

C．电容器C上电荷量减小

D．电源的总功率变大

4．（2012·九江模考）如图所示，电阻R1、R2、R3均为定值电阻，R4为滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均为理想电表。

当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　）

A．电表A1、V1示数均减小，电表A2、V2示数均增大

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

[解析]　

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＝

mg

所以TB＝TA＝

mg

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

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。