高三电学习题教学建议.docx

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高三电学习题教学建议

选修3-1

第一章静电场

P3“实验”

取一对用绝缘支柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触。

起初它们不带电，贴在A、B下面的金属箔是闭合的。

现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了。

（1）若此时将A、B分开，A、B分别带什么电？

若先移走C，再将A、B，分开，A、B分别带什么电？

（2）A、B内部场强大小如何？

（3）A、B的电势高低如何？

（4）若用导线将A的左端与B的右端连接，导线中是否有电流？

电流方向如何？

若用导线将A与大地连接，导线中是否有电流？

电流方向如何？

若用导线将B与大地连接，导线中是否有电流？

电流方向如何？

P5“演示”

用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素。

如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。

物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。

（1）实验现象直接得出的结论可以是什么？

（2）若带电小球与带电体O的中心在同一水平线上，

设小球质量为m，丝线偏离竖直方向的角度θ，

则带电小球所受的电场力为_______，

该位置的场强为_________。

（3）要研究F与Q、q的关系，可以怎样操作？

P14图1.3-4

研究均匀带电球体（或球壳）在球外产生的电场时，可以认为全部电荷集中在球心。

下列图中，坐标原点O都表示一半径为R的带正电的孤立实心金属球的球心位置；纵坐标表示带电球产生的电场的场强大小或电势高低，电势的零点取在无限远处；横坐标r表示离开球心的距离；坐标平面上的曲线表示该带电球所产生的电场的场强大小或电势高低随离开球心距离r的变化关系。

图_________可以表示场强大小随r变化的关系，图_________可以表示电势高低随r变化的关系

P15问题与练习7

真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=－1.0×10-8C，分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm的位置上。

1．x坐标轴上哪个位置的电场强度为0？

2．x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴的正方向的？

P30“演示”：

平行板电容器的电容

1．本实验中，静电计是测量____________的仪器。

指针偏转角度越大，金属外壳和上方金属小球间的__________越大。

静电计指针和A板等电势，静电计金属壳和B板等电势（均接地为零），因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的___________越高。

2．本实验中，极板的________不变。

三个图依次表示：

两极板的___________减小时，电压________；

两极板的___________增大时，电压________；

插入电介质时，电压_________。

由电容的定义式

知，三种情况下电容的变化情况分别为_____、______、______。

因此可以确定C和S、d、ε的关系是________________________________________。

P32“做一做”用传感器观察电容器的放电过程

1．开关S接1时，电容________；开关S接2时，电容________。

（填“充电、放电”）

两个过程中，通过电流表的电流方向___________（填“相同、相反”）。

2．在电容的放电过程中，通过电流表的电流随时间变化的图像如图所示。

i-t图线下所围的“面积”所表示__________________________________________________________。

已知电源的电动势为E，能否计算电容器的电容？

P36示波器

示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况。

如图为示波器的原理结构图，

1．在电极XX΄上加如图所示的电压，画出在荧光屏上的图形的大致形状。

2．在电极YY΄上加如图所示的电压，画出在荧光屏上的图形的大致形状。

3．以上两电压同时加在两个电极上时，画出在荧光屏上的图形的大致形状。

（1）T1=T2

（2）T1=2T2

P37密立根实验——电子电荷量的测定

用喷雾器将油滴喷入两块相距为

的水平放置的平行板之间。

由于喷射时的摩擦，油滴一般带有电量q。

当平行板间加有电压U，产生电场，油滴受电场力作用。

调整电压的大小，使油滴所受的电场力与重力相等，油滴将静止地悬浮在极板中间。

1．已知油滴质量为m，则油滴带电量的表达式？

2．设法用实验测出油滴的半径R，设油滴的密度为ρ，则油滴带电量的表达式？

3．实验发现，油滴的电量是某最小恒量的整数倍，即q=ne，

，

，……。

这样就证明了电荷的不连续性，并存在着最小的电荷单位，即电子的电荷值

。

第二章直流电路

P42例题1

1．利用电流的定义式推导电流微观表达式

取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v，设想导体的横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则如图所示，在时间t内，A、D两截面所夹的圆柱体内的自由电荷，在时间t内可以全部通过横截面D。

（1）t时间内通过横截面D的自由电荷的数量为______________；

（2）t时间内通过横截面D的电荷量为_______________；

（3）单位时间内通过横截面D的电荷量（即电流）为________________。

2．等效电流

（1）原子中的电子绕原子核运动可以等效为环形电流。

设氢原子的电子在半径为r的圆形轨道上绕核做圆周运动，电子的电荷量为e，电子质量为m，静电常数为k，等效电流为多大？

（2）处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。

将该粒子的运动等效为环形电流，已知带电粒子的电荷量为q，质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，求此电流值的大小？

P47导体的伏安特性曲线

1．如图，1、2表示两导体的伏安特性曲线，均为原点的直线。

（1）两导体的伏安特性曲线为直线，说明什么？

（2）直线的斜率表示什么？

（3）两导体的电阻大小关系？

2．如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I。

图线上点A的坐标为（U1，I1），过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2。

（1）随电压的变大，小灯泡的电阻如何变化？

（2）小灯泡两端电压为U1时，小灯泡的电阻？

（3）小灯泡两端电压为U1时，小灯泡的功率是否可以用曲线

与横轴围成的面积表示？

P51例题表的改装

有一电流表G，内阻为Rg，满偏电流为Ig。

按要求改装，并画出改装后的电路图。

（1）要把它改装成量程为0~U的电压表，要_____联阻值为___________的电阻。

（2）要把它改装成量程为0~I的电流表，要_____联阻值为___________的电阻。

P60闭合电路欧姆定律

如图所示电路，电源的电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合开关后，电路中的电流为I。

1．在时间t内，外电路中电流做功生热为______________；

2．在时间t内，内电路中电流做功生热为______________；

3．在时间t内，电源内的非静电力做功为______________；

4．根据能量守恒定律，非静电力做功等于内外电路电能转化为其他形式能的总和，即

__________________________，整理后得到E=___________________。

P65说一说

如图是一个多量程多用电表的简化电路图，测电流和电压时各有两个量程，海鸥两个档位用来测电阻。

1．开关S调到那两个位置测电流？

两个位置中哪一个量程比较大？

2．开关S调到那两个位置测电压？

两个位置中哪一个量程比较大？

3．开关S调到那两个位置测电阻？

第三章磁场

P93磁电式电表

实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。

这种电流表的构造如图甲所示。

蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。

当线圈通以如图乙所示的电流时，

（1）a端到到的安培力方向向_______，

b端到到的安培力方向向_______，

线圈沿____时针方向转动。

（2）线圈转到什么角度，它的平面都跟磁

感线_______，安培力的方向与磁感应强度的方向__________。

（填“平行”、“垂直”）

（3）线圈转动时，螺旋弹簧发生形变，反抗线圈的转动。

电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变越________。

所以可以从_____________________来判断通过的电流的大小。

（4）线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随之改变，所以可以根据______________知道被测电流的方向。

P93做一做旋转的液体

如图所示，在容器的中心放一个圆柱形电极，沿容器边缘内壁放一个圆环形电极，把A和B分别与电源的两极相连，然后在容器内放入液体，将该容器放在磁场中，液体就会旋转起来。

（1）若A接电源的正极，B接电源的负极，溶液中的正离子

_______时针方向转动，负离子的转动方向与之相________。

（2）某同学进行实验时，未发现液体旋转。

造成这种现象的原因可能是

A．将磁铁的磁极接反了B．将直流电源的正负极接反了

C．使用的电源为50Hz的交流电源D．使用的液体为饱和食盐溶液

P94问题与练习3电流天平

如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。

它的右臂挂着矩形线圈，匝数n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。

当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。

然后使电流反向，大小不变。

这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂重新平衡。

导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式。

P97思考与讨论电视机显像管原理：

电加速+磁偏转

图甲为电视机显像管的整体结构示意图，其左端尾部是电子枪，被灯丝K加热的阴极能发射大量的“热电子”，“热电子”经过加速电压U加速后形成电子束，高速向右射出。

在显像管的颈部装有两组相互垂直的磁偏转线圈L，图乙是其中一组“纵向”偏转线圈从右侧向左看去的示意图，当在磁偏转线圈中通入图示方向的电流时，在显像管颈部形成的磁场方向为，使自里向外（即甲图中自左向右）射出的电子束向偏转。

改变线圈中电流的大小，可调节偏转线圈磁场的强弱，电子束的纵向偏转量也随之改变。

P98问题与练习3速度选择器

1．如图以带电粒子+q进场为例，

若只有匀强电场，粒子做什么运动?

若只有匀强磁场，粒子做什么运动？

2．如图带电粒子在正交的电场和磁场中可能做什么运动？

3．满足什么条件做直线运动？

什么样的直线运动？

4．若qvB>qE，向哪个方向偏?

是否为类平抛或者圆周运动？

运动过程中有哪些能量相互转化，各能量如何变化？

5．若qvB

6．若-q进入，能否做直线运动？

满足什么条件？

7．若+q反方向进入能否做直线运动？

P98问题与练习4磁流体发电机

目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能。

如图是它的示意图。

将一束等离子

体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，从整体来说是呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块相距为

的平行金属板A、B与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，则这个发电机的电动势为；流过外电阻R的电流的方向为。

（填“向上”或“向下”）

P99“演示”洛伦兹力演示仪

洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。

励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。

玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。

若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。

（1）若增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径如何变化？

（1）若增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径如何变化？

P101回旋加速器

1．如何求粒子在电场第一次加速获得的速度？

第二次加速获得的速度？

第n次加速获得的速度？

2．如何求粒子第一次进入磁场的轨道半径？

第二次的？

第n次的？

轨道半径如何变的?

3．随着粒子在磁场中运动的半径逐渐增大，粒子运动的周期是否变化？

4．回旋加速器的电场是恒定的吗？

为什么？

5．为使粒子每次经过电场都加速，电场的变化周期与粒子的运动周期有什么关系？

6．粒子的最大速度由什么决定？

最大动能由什么决定？

7．如何求粒子在回旋加速器中加速的总次数？

8．如何求粒子在回旋加速器中运动的时间？

（不计狭缝宽度或计狭缝宽度d）

选修3-2

第四章电磁感应

P6图4.2-3

现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，线圈A通过变阻器、开关连接在电源上，线圈B的两端连接在电流表上。

（1）采用何种操作能使电流表指针发生偏转？

（2）哪些操作，电流表则指针偏转方向相同？

（3）滑动变阻器的滑片P向右匀速、加速滑动时，线圈B中是否均有电流通过？

电流表指针偏转有何差别？

P7做一做摇绳发电

如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：

把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。

两个同学迅速摇动AB这段“绳”。

假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北。

图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点。

（1）摇动绳子时，当“绳”向下运动时，AB中的电流方向如何？

当“绳”向上运动时，AB中的电流方向如何？

流过灵敏电流计的是直流还是交流？

（2）摇动绳子时，“绳”摇至什么位置时，“绳”中电流最大？

“绳”摇至什么位置时，“绳”中电流最大？

（3）增加绳子的长度，增加摇绳的频率，“绳”中的电流会有何变化？

（3）若甲、乙两位同学沿南北站立，与东西站立，发电效果如何？

P9第7题

如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在垂直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。

t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。

为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？

（1）请推导这种情况下B与t的关系式。

（2）从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为___________

P14第6题

如图A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的。

（1）用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现象？

把磁铁从A环移开，会产生什么现象？

（2）磁极移近或远离B环，又会发生什么现象？

P14第7题法拉第的圆盘发电机

铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。

使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。

（1）圆盘按图示方向转动，请标出出电源的正、负极和通过R的电流方向。

（2）设圆盘的半径为r，匀速转动的角速度为

，匀强磁场的磁感应强度为B，求圆盘转动时的感应电动势大小。

P15导线切割磁感线时的感应电动势

根据法拉第电磁感应定律证明：

导体切割磁感应线产生的感应电动势：

E=BLv

如图所示闭合线圈一部分导体MN处于匀强磁场中，磁感应强度是B，MN以速度v匀速切割磁感线，

（1）回路在时间t内增大的面积为：

ΔS=_________

（2）穿过回路的磁通量的变化为：

ΔΦ=_________

（3）产生的感应电动势为：

E=________________

P18第7题电磁流量计

图是电磁流量计的示意图。

圆管是由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。

当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点间电动势E，就可知道管中液体流量q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。

已知管的直径是d，磁感应强度B，试推导q与E的关系式。

假定管中各处液体流量相同。

P19例题电子感应加速器

电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。

电子在两极间的环形真空室中，受到其他约束始终沿逆时针方向做圆周运动。

如图所示，上图为感应加速器的侧视图，下图是真空室的俯视图。

上、下为电磁铁的两个磁极，电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，所产生的感应电场使电子加速。

若此时电磁铁中通有图示电流。

则

A．若电磁铁中电流减小，则电子被加速

B．若电磁铁中电流增大，则电子被加速

C．若电磁铁中电流反向，则电子一定被减速

D．若电磁铁中电流反向，且电流减小，则电子仍被加速

P20思考与讨论

5．CD两端产生感应电动势，是否是由于洛伦兹力做功？

6．请根据电动势的定义，推导金属棒CD中的感应电动势E。

P27演示

一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直的转轴自由转动。

转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝框会随之转动。

对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是

A．铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的

B．铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的

C．铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大

D．铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零

第五章交变电流

P32图5.1-3甲流发电机的示意图

（1）从切割磁感线的角度，分析四幅图中所示位置，那两个位置感应电流为零，那两个位置感应电流最大。

（2）从磁通量变化的角度，分析四幅图中所示位置，那两个位置感应电流为零，那两个位置感应电流最大。

（3）线圈转到哪两个位置时，电流方向会发生变化，这两个位置线圈所在平面跟磁感线是平行还是垂直？

P35思考与讨论

3．该电流的有效值是多大？

4．若滤去拂去负方向的电流，则，电流的有效值是否变成原来的一半？

P42科学漫步互感器

（1）甲乙两图中，哪个是电流互感器？

哪个是电压互感器？

（2）甲乙两图中，哪个是原线圈匝数较多？

哪个副线圈的匝数较多？

第六章传感器

P53说一说P54问题与练习1位移传感器

分析以下三种位移传感器的工作原理。

P58问题与练习2加速度计

某同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图5所示。

质量为1.00kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接，弹簧的劲度系数均为100N/m。

滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。

将框架A固定在被测物体上，使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行。

通过电路中指针式直流电压表的读数，可以得知加速度的大小。

不计各种摩擦阻力。

电压表内阻足够大，直流电源的内阻可忽略不计。

设计要求如下：

a．当加速度为零时，电压表示数为1.50V；

b．当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时，电压表示数为满量程3.00V；

c．当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时，电压表示数为0。

当电压表的示数为1.80V时，物体运动加速度的大小为m/s2；

当加速度为零时，应将滑动头调在距电阻CD的C端cm处；

应选用电动势为______V的直流电源。

P59问题与练习3

如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω。

当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。

为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以不计。

图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

⑴应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？

⑵如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R＇的值应调节为多少？

选修3-4

第十四章电磁波

P75变化的磁场产生电场

如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为B＝B0+kt，其中B0、k为正的常数。

在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是

A．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2qkπr

B．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2qkπr

C．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为qkπr2

D．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为qkπr2