河南省郑州一中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷 (有解析)

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河南省郑州一中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷 (有解析)

河南省郑州一中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷

一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)

1.如图,M、N两点分别在点电荷?Q的周围两等势面上,则()

A. M点的场强较N大

B. M点电势较N低

C. 正电荷从M点移至N点时,其电势能减少

D. 要比较M、N哪一点电势高,与零电势的选择有关

2.下列说法中正确的是()

A. 电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压

B. 由公式R=U

可知,定值电阻两端的电压与通过它的电流成正比

I

C. 磁感应强度B的方向与安培力F的方向相同

D. 一根质量分布均匀的金属裸导线,把它均匀拉长到原来的3倍,则电阻变为原来的3倍

3.如图所示的电路,将两个相同的电流表分别改装成A1(0?3A)和A2(0?

0.6A)的电流表,把两个电流表并连接入电路中测量电流强度,则下列说

法正确的是()

A. A1的指针半偏时,A2的指针满偏

B. A1的指针还没半偏时,A2的指针已经半偏

C. A1的读数为1A时,A2的读数为0.6A

D. A1的读数为1A时,干路的电流I为1.2A

4.一根通电直导线水平放置,电流方向如图所示,其正下方A点的磁场方向()

A. 水平向左

B. 水平向右

C. 垂直纸面向外

D. 垂直纸面

向里

5. 如图所示为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路.要求发动机的点火开关开启,并且温

度过高时,风扇才自动闭合.其中K 为点火开关,R′为热敏电阻(温度升高电阻减小).关于该电路的自动控制工作过程,以下判断正确的是( )

A. 虚线框内的门电路是“非”门

B. 虚线框内的门电路是“或”门

C. 增加R 2的阻值可以使风扇启动的温度降低

D. 减小R 2的阻值可以使风扇启动的温度降低

6. 改革开放以来,人们的生活水平和生活质量有了较大的改善,电冰箱、空调机、电视机等家用

电器得到了普遍使用.根据图5中铭牌上提供的信息,判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是( )

BC—65B

电冰箱 额定电压220 V

工作频率50 Hz 额定功率70 W

耗电量:0.5 kW ·?/24 ?

PS—69电风扇

规格400 mm

额定电压220 V 工作频率50 Hz 额定功率65 W

A. 电冰箱比电风扇多

B. 电风扇比电冰箱多

C. 电风扇与电冰箱一样多

D. 电冰箱比电风扇可能多,也可能少

7. 电流通过电动机时( )

A. 电流的功率就是转化为机械能的功率

B. 电流的功率就是转化为电动机发热的功率

C. 电动机的额定功率就是电动机做机械功的功率

D. 电流的功率等于转化为电热的功率与转化为机械能的功率之和

8.如图所示,三个质量相同,带电荷量分别为+q、?q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板

中间上方由静止释放,最后从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中()

A. 电场力对液滴a、b做的功相同。

B. 三者动能的增量相同。

C. 液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量。

D. 以上三种说法都不正确。

二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)

9.如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系

Oxyz(z轴正方向竖直向上),一质量为m、电荷量为q的带正电粒

子(重力不能忽略)从原点O以速度v沿x轴正方向出发。下列说法

正确的是()

A. 若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向,粒子只能做曲线

运动

B. 若电场、磁场均沿z轴正方向,粒子有可能做匀速圆周运动

C. 若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴负方向,粒子有可能匀速直线运动

D. 若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向,粒子有可能做平抛运动

10.如图所示,电源电动势E恒定,内阻r=1Ω,定值电阻R3=5Ω.当电键

S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等.则下列说法中正确的是

()

A. 电阻R1的阻值一定小于6Ω

B. 电键S断开与闭合时,电流表示数相同

C. 电键s断开时电压表的示数一定小于S闭合时的示数

D. 电键S断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6Ω

11.关于静电场,下列结论普遍成立的是()

A. 电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低

B. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关

C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向

D. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零

E. 负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加

12.如图所示,点电荷+Q、?Q分别置于M、N两点,O点为MN连线的中点,点a、b在MN连线

上,点c、d在MN中垂线上,它们均关于O点对称.下列说法正确的是()

A. c、d两点的电场强度相同

B. a、b两点的电势相同

C. 将电子沿直线从c移到d,电场力对电子先做正功再做负功

D. 将电子沿直线从a移到b,电子的电势能一直增大

三、实验题(本大题共2小题,共12.0分)

13.一位同学想测量一个有清晰刻度,但没有示数、量程、内电阻未知的电流表A x,为了测量电流

表A x的量程和内电阻,可以使用的实验器材如下:

A.电源(电动势约4V,内电阻忽略不计)

B.待测电流表A x(量程和内电阻未知)

C.标准电流表A0(量程0.6A,内电阻未知)

D.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)

E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω)

F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ)

G.开关S和导线若干

该同学的实验操作过程为:

①将实验仪器按图1所示电路连接,滑动变阻器R0应选______(选填仪器前的字母序号);

②将电阻箱R1的阻值调至最大,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,闭合开关S;接着调节

电阻箱,直至电流表A x满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电流表A0的示数;

③移动滑片P至滑动变阻器的另一位置,再次调节电阻箱R1直至电流表A x满偏,记录此时电阻

箱的阻值和标准电流表A0的示数;

④重复步骤③3~5次;

⑤该同学记录了各组标准电流表A0的示数I和电阻箱的阻值R1的数据,并作出I?1

图线;

R1

⑥根据图2图线可以求得电流表A x的量程为______A,内电阻为______Ω.将电流表A x与一个阻

值为______Ω的电阻串联就可以组成量程为3V的电压表.

14.某组同学借用“测定金属的电阻率”实验的思想、原理及操作,测量某一电阻,所用器材入下:

待测电阻R x(约300Ω);

电流表A(量程0~10mA,内阻约50Ω);

电压表V(量程0~3V,内阻约5kΩ);

电池组E(电动势3V,内阻不计);

滑动变阻器R(阻值0~15Ω,允许最大电流1A);

开关一个,导线若干.

根据上述器材的规格,为使实验尽量精确:

①电流表A应采用______ 接(选填“内”或“外”);请你用笔画线代替导线,则图1中补画处

实验电路中还需要连接的导线.

②为进一步测量电流表A的内阻r A,他们将R x换为标准定值电阻R0(100Ω),将电压表V换为电

流表A1(量程0~20mA,内阻约25Ω),增加保护电阻R b(150Ω),其余器材不变.请你在图2中的虚线框内补画完电路原理图.

四、计算题(本大题共4小题,共40.0分)

15.如图所示,质量不等的三个物块A、B、C用劲度系数完全相同的三个弹簧1、2、3依次连接着

处于静止状态,A、B在水平桌面上,C绕过定滑轮悬挂在桌面外,此时弹簧1、2、3的伸长量分别为0、2cm、3cm,已知C的质量为m C=3kg,(取g=10m/s2)则

(1)弹簧1、2、3的弹力的大小分别为多少?

(2)此时物块A所受的摩擦力多大?方向如何?

(3)此时物块B所受的摩擦力多大?方向如何?

16.如图所示,质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°,宽度为L=1m的光滑

绝缘框架上,磁感应强度B的方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内),右侧回路电源的电动势E=12V,内电阻r=1.5Ω;额定功率为12W、额定电压为6V的电动机正常工作,已知电动机M线圈的电阻R M=0.5Ω,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=

10m/s2。求:

(1)电动机输出的机械功率P机械是多少?

(2)干路电流I干、流过导体棒的电流I各是多少?

(3)磁感应强度B的大小?

(4)若保持其他条件不变,只是突然把磁场方向改为竖直向下,求此刻导体棒的加速度。

17.如图所示,A、B为可视为点电荷的两个带正电小球,固定在足够大的光滑绝缘水平面上,A球

×10?5C;B球质量m B=0.1kg、带电量q=1×10?7C,两球质量m A=0.2kg,带电量Q=8

3

之间距离L=0.1m处。(静电力恒量k=9×l09N·m2/C2)求:

(1)A球在B球处产生的电场强度;

(2)若同时释放两球,求两球运动过程中加速度大小之比;

(3)释放两球后,经过一段时间,B球速度为v B=4m/s,A球速度为v A=2m/s,两球总的电势

能的变化量。

18.如图所示,两个板长均为L的平板电极,平行正对放置,两极板相距

为d,极板之间的电压为U,板间电场可以认为是匀强电场一个带电粒

子(质量为m,电荷量为+q从两极板中央以某一初速度垂直于电场方向

射入两极板之间,恰好从负极板边缘射出电场.忽略重力和空气阻力

的影响.求:

(1)极板间的电场强度E的大小;

(2)该粒子的初速度v0的大小.

-------- 答案与解析 --------

1.答案:C

解析:解:A 、根据点电荷的电场的特点可知,距离点电荷近处的电场强,则有M 点的场强较N 点小,故A 错误;

B 、由题意可知,负点电荷电场线是会聚的,根据沿着电场线的方向,电势是降低的,则M 点电势较N 高,故B 错误;

C 、正电荷从M 点移至N 点时,电场力做正功,则其电势能减少,故C 正确;

D 、比较M 、N 哪一点电势高,即为两点的电势差,与零电势的选择无关,故D 错误; 故选:C

先明确点电荷的电场的特点,明确负电荷周围的电场线的方向;由沿着电场线方向,电势是降低的,要确定电势的高低;根据电场力做功的正负来确定电势能变化,电势的大小与零电势的选取有关,而电势差与零电势的选取无关,从而即可求解.

考查电场的基本性质,掌握电场线的疏密与电场强度的关系,理解电势与零电势选取有关,注意同一电量的不同电性,在同一位置的电势能也不同.

2.答案:B

解析:解:A 、电源正负极之间的电压称为路端电压,当外电路接通时,路端电压小于电源的电动势。故A 错误;

B 、公式R =U

I 电阻的定义式,但等于定值电阻,该公式说明定值电阻两端的电压与通过它的电流成

正比。故B 正确;

C 、根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故C 错误;

D 、一根粗细均匀的金属裸导线,若把它均匀拉长为原来的3倍,可知长度变为原来的3倍,由于体积不变,则横截面积变为原来的1

3,根据R =ρL

S 知,电阻变为原来的9倍,故D 错误 故选:B 。

电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势由电源性质决定,外电路无关;公式R =U

I 是电阻的定义式;根据电阻定律,

结合长度和横截面积的变化,得出电阻的变化。

该题考查电动势的概念以及对电阻的理解,解答的关键是理解并掌握电动势的物理意义和闭合电路欧姆定律。基础题目。

3.答案:D

解析:解:A、电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,知两表头也并联,流过两表头的电流相等,所以A1的指针半偏时,A2的指针也半偏,A1的指针还没半偏时,A2的指针也没半偏,故AB错误。

C、两电流表的内阻之比为1:5,则电流之比为5:1.A1的读数为1A时,A2的读数为0.2A,干路中的电流为1.2A.故C错误,D正确。

故选:D。

电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两个电流计的满偏电压相同,A1和A2的最大电流分别是3A和0.6A,所以欧姆定律,改装后的两电流表内阻之比为1:5.

解决本题的关键知道电流表的改装原理,并联一电阻起分流作用.

4.答案:D

解析:

由右手螺旋定则可判断电流周围磁场的分布,从而即可求解。

右手螺旋定则在应用过程中容易出现错误,要加强练习,增加熟练程度,要注意与右手定则、左手定则的区别。

通电直导线周围会产生磁场,磁场是以导线为圆心的一个同心圆,方向可以通过安培定则来判定:大拇指指向电流的方向,四指环绕大拇指,四指的方向就是磁感线的方向.所以可以得出A点的磁场方向垂直纸面向里,故D正确,ABC错误。

故选D。

5.答案:C

解析:解:A、由电路图可知闭合开关K,门电路一个输入端输入高电势,刚闭合K时,温度较低,R′阻值较大,门电路的另一个输入端输入低电势,风扇不启动,说明门电路输出低电势;当温度升高时R′电阻减小,门电路的另一个输入端输入高电势,此时风扇启动,门电路输出高电势,即门电

路的两个输入端都输入高电势时,门电路输出高电势,输入端有一个输入低电势时,门电路输出低电势,由此可知,门电路为“与”门,故AB错误;

C、增加R2的阻值,可以使电阻R′阻值较大,即温度较低时,即可输入高电势,启动风扇,由此可知,增大R2的阻值可以使风扇启动的温度降低,故C正确;

D、减小R2的阻值,只有当温度更高时,才可输入高电势,因此使风扇启动的温度升高,故D错误;故选C.

与门的特点:当事件的条件全部满足,事件才能发生.

要使冷却扇的启动温度降低,可将热敏电阻相对变小,使得分担的电压小,输入门电路的电势高,可以将R2阻值增大.

解决本题的关键掌握与逻辑关系的特点:当事件的几个条件都满足,事件才能发生.

6.答案:B

解析:

电风扇连续工作,采用功率乘以时间的方法;电冰箱间歇工作,采用每12h耗电量乘以时间的方法。由于电冰箱间歇工作,所以用0.5kW??/12?这一参数进行计算,如果题中又给出电冰箱的电功率,千万不能用W=Pt来计算。

电风扇耗电:W1=Pt=0.065kW×12?=0.78kW??

电冰箱耗电:W2=0.5kW??/24?×12?=0.25kW??

因为W1>W2,所以电风扇耗电多,故B正确,ACD错误。

故选B。

7.答案:D

解析:解:电流通过电动机时同时产生了电热和机械功;故电流的功率等于转化为电热的功率与转化为机械能的功率之和;

故选:D.

电动机是通过电流做功对外输出机械能的装置;同时内阻上会产生热量.

本题考查电流做功中的能量分析问题;要明确电动机为非电阻电路,电流的功大部分转化为机械能.8.答案:A

解析:

根据运动的合成与分解规律,知道它们在在竖直方向运动时间相等;再通过分析水平方向上的运动规律可比较出偏转位移大小,从而得出电场力做功情况;电场力做功等于电势能的减小量,根据机械能守恒的条件分析机械能是否守恒。

解决本题的关键知道电场力做功与电势能的关系,以及会通过等时性比较偏转位移的大小,同时注意掌握功能关系的正确应用,明确重力做功与电场力做功的性质。

A.因为液滴a、b的电荷量大小相等,则液滴所受的电场力大小相等,由静止释放,穿过两板的时间相等,则偏转位移大小相等,电场力做功相等,故A正确;

B.电场力对a、b两液滴做功相等,重力做功相等,则动能的增量相等,对于c液滴,只有重力做功,小于a、b动能的增量,故B错误;

C.对于液滴a和液滴b,电场力均做正功,电势能均减小,故C错误;

D.通过以上分析知,A选项是正确的,故D错误。

故选A。

9.答案:BCD

解析:解:A.若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向,则有带正电粒子所受到的电场力方向沿z轴正方向,由于运动方向与磁场方向平行,所以不受洛伦兹力,因此当电场力等于重力时,粒子可能匀速直线运动;当电场力不等于重力时,粒子做曲线运动。故A错误;

B.若电场、磁场均沿z轴正方向,则电场力沿z轴正方向,而洛伦兹力根据左手定则可得沿y轴正方向,所以当电场力等于重力时,由洛伦兹力提供向心力,使其可能做匀速圆周运动,故B正确;

C.若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴负方向,则有电场力沿z轴负方向,而洛伦兹力沿z轴正方向,当洛伦兹力大小等于重力与电场力之和时,粒子可能做匀速直线运动,故C正确;

D.若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向,则有电场力沿y轴负方向,而洛伦兹力沿y轴正方向,当电场力等于洛伦兹力时,带电粒子恰好做平抛运动,故D正确。

故选:BCD。

带正电荷的质点处于此电场、重力场和磁场中,受到重力,电场力和洛伦兹力,对质点进行受力分析,即可得出质点的运动情况。

本题考查了同学们对物体受力分析的能力,要求同学们能根据运动情况判断受力情况,或者根据受力情况判断运动情况,特别注意带电粒子在磁场中受洛伦兹力的条件。

10.答案:AD

解析:

当S闭合时R2被短路,根据电键S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,列出方程,将电阻R1、R2代入,选择使方程成立的阻值;根据外电路总电阻的变化,分析电压表示数的大小关系;根据闭合电路欧姆定律求解电键S断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比。

本题考查了运用闭合电路欧姆定律分析和计算电路问题的能力;D项也可以根据U?I图象理解。

A.由题,电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则有(E

R1+R2+R3+r

)2(R1+R2)=

(E

R1+R3+r )2R1;将r=1Ω、R3=5Ω代入方程可得:R1+R2

(R1+R2+6)2

=R1

(R1+6)2

,整理得:R1?2+R2R1?36=0,

由数学知识可知:R1<6Ω,故A正确;

B.电键S断开时外电路总电阻大于S闭合时外电路总电阻,则电键S断开时电流表的示数一定小于闭合时的示数,故B错误;

C.电键K断开时外电路总电阻大于K闭合时外电路总电阻,则电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数,故C错误;

D.根据闭合电路欧姆定律得:U=E?(R3+r)I,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化

量大小之比为ΔU

ΔI

=R3+r=6Ω,故D正确。

故选AD。

11.答案:CE

解析:

在静电场中场强方向就是电势降低最快的方向;两点之间的电势差与场强及两点间沿电场线方向的距离有关;电场强度与电势无关;电场力做负功,电势能增加,电场力做正功,电势能减少.

本题以静电场中电场强度和电势比较容易混淆的性质为选项内容,体现对物理量基本概念和基本性质的记忆、理解仍是高考命题的重点之一.

解:A、电势与电场强度没有直接关系,所以电场强度大的地方电势不一定高,电场强度小的地方电

势不一定低,故A错误;

B、某一电场中两点间的电势差由该电场决定,在匀强电场中U=Ed,可知两点之间的电势差与场强和两点间沿电场线方向的距离都有关,故B错误;

C、在正电荷或负电荷产生的静电场中,沿场强方向电势降低最快,故C正确;

D、场强均为零的两点电势不一定相等,所以电场力做功不一定为零,故D错误;

E、负电荷沿电场线方向移动时,电场力做负功,电势能一定增加,故E正确.

故选:CE.

12.答案:AD

解析:

根据等量异种电荷电场线的分布情况分析场强的关系。根据电场线的方向分析电势的高低。由电势的变化分析电势能的变化,从而判断电场力做功的正负。

解决本题的关键是掌握等量异种电荷电场线和等势面的分布情况,能根据电势的变化分析电子电势能的变化。要注意电场强度是矢量,只有大小和方向都相同时电场强度才相同。

A.根据电场线分布的对称性可知,c、d两点的电场强度大小相等,方向相同,故A正确;

BD.MN间的电场线方向由M→N,沿电场线方向电势逐渐降低,则a点的电势高于b点的电势;电子沿直线从a移到b电势降低,电子带负电,据E P=qφ,则电子的电势能一直增大,故B错误,D 正确;

C.直线cd是等势面,沿直线从c移到d电场力对电子不做功,故C错误。

故选AD。

13.答案:①E;⑥0.3;0.5;9.5

解析:

①为方便实验操作,滑动变阻器应选择E

⑥通过电流表的电流:I=I g+I1=I g+I g R g

R1=I g+I g R g1

R1

I?1

R1图象的截距:b=I g=0.3A,图象的斜率:k=I g R g=0.6?0.3

2.0

=0.15

电表内阻:R g=k I

g =0.15

0.3

Ω=0.5Ω

把电流表改装成3V 的电压表需要串联分压电阻的阻值:R =U I g ?R g =3

0.3Ω?0.5Ω=9.5Ω 故答案为:①E ;⑥0.3;0.5;9.5

①为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器;

⑥根据实验电路图应用串并联电路特点与欧姆定律求出图象的函数表达式,然后根据图示图象解题; 把电流表改装成电压表需要串联分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值。 本题考查了实验器材的选择、求电表内阻与量程、电压表的改装问题,要掌握实验器材的选择原则,根据电路图应用并联电路特点与欧姆定律求出图象的函数表达式是解题的关键。

14.答案:外

解析:解:①由题意可知要,由于R V

R x

=

5000300

>R x R A

=

30050

,则待测金属丝的电阻偏小,所以电流表应

采用外接法;因所测电阻约为300Ω,大于滑动变阻器15Ω,所以选用滑动变阻器的分压式,如图所示:

图1

②将量程0~3V ,内阻约5kΩ的电压表V 换为电流表A 1(量程0~20mA ,内阻约25Ω),

即可根据两个电流表值之差,及定值电阻,即可求得电流表A 两端的电压,再依据欧姆定律,结合电流表A 的读数,即可求得电流表A 的内阻r A ,

由于电流表A 的内阻r A ,大于滑动变阻器的电阻,因此滑动变阻器采用分压式接法,如图所示:

图2

故答案为:①外,如图1所示;②如图2所示.

①明确“伏安法”测电阻实验中,当满足待测电阻远小于电压表内阻或满足R V R x

>R

x

R A

时,电流表应用

外接法;当满足电流表内阻远小于待测电阻或满足R V R x

x

R A

时,电流表应用内接法;并根据电路图完

成实物图连接;

②根据欧姆定律,结合两电流表差值,及定值电阻,从而求得电流表内阻,再根据滑动变阻器的阻值,与所测电流表阻值相比较,从而确定滑动变阻器的限流式,还是分压式.

对“伏安法”测电阻实验应熟记:电流表内外接法的选择方法:当满足R V R x

>R

x

R A

时,电流表应用外接

法;当满足R V R x

x

R A

时,电流表应用内接法;并掌握滑动变阻器的分压式与限流式的区别.

15.答案:解:

(1)对C 物体由平衡条件得:弹簧3的弹力F 3=m c g =30N 由胡克定律F =kx 得:弹簧1的弹力F 1=0

由F 2F 3

=x

2

x 3

得:F 2=20N (2)对A 物体由平衡条件得:f A =F 2=20N ,水平向左.

(3)对B 物体由平衡条件得:F 2+f B =F 3得:f B =10N ,水平向左. 答:

(1)弹簧1、2、3的弹力的大小分别为0,20N ,30N ; (2)物块A 所受的摩擦力是20N ,方向水平向左; (3)物块B 所受的摩擦力是10N ,方向水平向左.

解析:(1)以C 为研究对象,求出弹簧3的拉力,根据胡克定律求解弹簧2的拉力.弹簧1的拉力为零.

(2)物块A 水平方向受到弹簧2的拉力和静摩擦力,由平衡条件求解摩擦力的大小和方向. (3)以B 为研究对象,分析受力,由平衡条件求解B 所受的摩擦力的大小和方向.

本题是多个物体平衡问题,要学会选择研究对象,往往从受力简单的物体到受力复杂的物体进行分析.

16.答案:解:(1)流过电动机的电流I M =P 额

U 额

=2A

P 机械=P 额?I M 2?R M =12W ?22×0.5W =10W

导体棒和电动机并联,I=I干?I M=2A

(3)导体棒静止,由受力平衡得:

解得:B=3T

(4)若突然把磁场方向改为竖直向下,对导体棒受力分析得:

或:

由牛顿第二定律:

解得:

解析:(1)由P=UI求出电动机中的电流,再根据总功率减去热功率得出输出的机械功率;

(2)根据电路结构和部分电路欧姆定律求解;

(3)导体棒静止,由受力平衡得:。

(4)若突然把磁场方向改为竖直向下,对导体棒受力分析得:

或:再结合牛顿第二定律求解。本题借助安培力与电路问题考查了平衡条件的应用,解答的关键是正确找出两个支路的电流之间的关系.是一道很好的综合题。

17.答案:解:(1)根据点电荷场强公式E=kQ

L2

带入数据解得E=2.4×107N/C,方向水平向右;

(2)根据牛顿第二定律可得:

F=ma即m A a A=m B a B

解得a A:a B=m B:m A=1:2

(3)电场力做正功等于电势能的减小,则ΔE=?(1

2m A v A2+1

2

m B v B2)

带入数据解得ΔE=?12J

答:(1)A球在B球处产生的电场强度为2.4×107N/C,方向水平向右;

(2)两球运动过程中加速度大小之比a A:a B=1:2;

(3)两球总的电势能的变化量为?12J。

解析:本题考查点电荷的场强公式E=kQ

L2

,以及牛顿第二定律的应用,知道电场力做功,电势能与动能的关系,关键是熟练掌握公式,并注意Q为场源电荷的电荷量。

18.答案:解:(1)板间电场强度为E=U

d

(2)粒子在电场中做类平抛运动,有L=v0t

d 2=1

2

at2

且a=qE

m

解得:v0=L

d √Uq

m

答:(1)极板间的电场强度E的大小为U

d

(2)该粒子的初速度v0的大小为L

d √Uq

m

解析:(1)根据匀强电场中电势差与电场强度关系公式U=Ed列式求解电场强度E的大小;

(2)粒子做类平抛运动,平行电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动,垂直电场线方向做匀速直线运动,根据牛顿第二定律求解加速度.

由题意知,水平分位移等于L,竖直分位移等于d,根据位移公式列式求解初速度v0的大小.

本题关键是明确粒子做类平抛运动,然后类比平抛运动分位移公式列式求解,关键要注意两者的加速度不同.

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