电学计算题大学物理
电学计算题 3（1352）
来顿瓶是早期的一种储电容器，它是一内外贴有金属簿膜的圆柱形玻璃瓶．设玻璃瓶内直径为8 cm ，玻璃厚度为2 mm ，金属膜高度为40 cm ．已知玻璃的相对介电常数为 5.0，其击穿场强是 1.5×107 V/m ．如果不考虑边缘效应，试计算：(1) 来顿瓶的电容值；(2) 它
顶多能储存多少电荷．[真空介电常量ε 0 = 8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 ] 3
（1352-10） 解：(1) 设内、外金属膜圆筒半径分别为R 1和R 2，高度均为L ，其上分别带电荷+Q 和-Q ．则玻璃内的场强为
)(2210R r R Lr
Q E r <<π=
εε 2分
内、外筒之间的电势差
??=2
1
d R R r E U
?π=
2
1d 20R R r r
r
L Q
εε120ln 2R R L Q r εεπ= 2分 来顿瓶的电容 1
2
0ln 2R R L U
Q C r εεπ=
=
＝2.28×10-9 F 2分 (2) 柱形电容器两金属膜之间场强以靠近内膜处场强为最大，令该处场强等于击穿场强，即 E LR Q
R E r =π=
1
012)(εε(击穿) 2分
则 E LR Q r 102εεπ=(击穿)= 6.67×10-5
C
此即所能储存的最大电荷． 2分
四、证明题（共10分） 1 （5095）
有一带电球壳，内、外半径分别为a 和b ，电荷体密度ρ = A / r ，在球心处有一点电荷Q ，证明当A = Q /
( 2πa 2
)时，球壳区域内的场强E
的大小与r 无关．
证明题（共10分） 1（5095）
证：用高斯定理求球壳内场强：
()
02
/d 4d ερ??+=π?=?V
S
V Q r E S E
而
??
?π=π?=r r
a
v
r r A r r r
A
V 02d 4d 4d ρ
a b
Q ρ
r
Q
a b
ρ
(
)2
2
2a
r A -π= ()2
22
020241
4a r A r r Q E -π?π+
π=
εε
202
020224r Aa A r Q E εεε-
+π= 要使E
的大小与r 无关，则应有
0242
02
20=-πr
Aa r Q εε， 即22a Q A π= 2（1372）
图示一厚度为d 的“无限大”均匀带电平板，电荷体密度为ρ．试求板内外的场强分布，并画出场强随坐标x 变化的图线，即E —x 图线(设原点在带电平板的中央平面上，Ox 轴垂直于平板)．
2 （1372） 解：由电荷分布的对称性可知在中心平面两侧离中心平面相同距离处场强均沿x 轴，大小相等而方向相反．
在板内作底面为S 的高斯柱面S 1（右图中厚度放大了）, 两底面距离中心平面均为?x ?, 由高斯定理得
01/22ερS x S E ?=?
则得 01/ερx E =
即
01/ερx E = ??? ??≤≤-d x d 212
1
4分
在板外作底面为S 的高斯柱面S 2两底面距中心平面均
为x ，由高斯定理得 02/2ερSd S E ?=?
则得 ()022/ερd E ?= ??? ??
>
d x 21 即 ()022/ερd E ?= ??? ?
?
>d x 21，()022/ερd E ?-=
???
?
?- 3（1531） 两个同心金属球壳，内球壳半径为Ｒ1，外球壳半径为Ｒ2，中间是空 气，构成一个球形空气电容器．设内外球壳上分别带有电荷＋Ｑ和－Ｑ求： （１）电容器的电容； （２）电容器储存的能量． 3 （1531） 解：（１）已知内球壳上带正电荷Ｑ，则两球壳中间的场强大小为 Ｅ＝Ｑ／（４πε0ｒ2 ） ３分 O x d x E x O d/2 -d/2 2ερd - 2ερd x x E 2 E 2 E 1 E 1 S 2 S 1 2?x ? 两球壳间电势差 Ｕ12＝∫2 1R R E ·ｄr ＝ Ｑ４πε0 （１Ｒ1 － １ Ｒ2 ） ＝Ｑ（Ｒ2－Ｒ1）／（４πε0Ｒ1Ｒ2） ３分 电容 Ｃ＝Ｑ／Ｕ12＝４πε0Ｒ1Ｒ2／（Ｒ2－Ｒ1） ２分 （２）电场能量 Ｗ＝Ｑ2２Ｃ ＝Ｑ2 （Ｒ2－Ｒ1） ８πε0Ｒ1Ｒ2 ２分 （1540） 一圆柱形电容器，内圆柱的半径为Ｒ1，外圆柱的半径为Ｒ2，长为Ｌ ［Ｌ>>（Ｒ2－Ｒ1）］，两圆柱之间充满相对介电常数为εｒ的各向同性 均匀电介质．设内外圆柱单位长度上带电量（即电荷线密度）分别为λ和 －λ，求： （１）电容器的电容； （２）电容器储存的能量. 1540） 解：（１）根据有介质时的高斯定理可得两圆柱间电位移的大小为 Ｄ＝λ／（２πｒ） ２分 场强大小为 Ｅ＝Ｄε0εｒ ＝ λ ２πε0ε ｒ ｒ ２分 两圆柱间电势差 Ｕ12＝∫2 1R R E ·ｄr ＝［λ／（２πε0ε ｒ ）］∫2 1R R ｄｒ／ｒ ＝ λ ２πε0ε ｒ ? ?Ｒ1 Ｒ2 ｄｒｒ ＝ λ２πε0εｒ ｎＲ2 Ｒ1 ２分 Ｑ λＬ 电容 Ｃ＝───＝──────────── Ｕ12 λ Ｒ2 ──────ｎ─── ２πε0εｒ Ｒ1 ＝２πε0εｒＬ ｎ（Ｒ2／Ｒ1） ２分 （２）电场能量 Ｗ＝Ｑ2２Ｃ ＝ λ 2 Ｌｎ（Ｒ2／Ｒ1） ４πε0εｒ ２分 (本题3分)（0388）两只电容器，C 1 = 8 μF ，C 2 = 2 μF ，分别把它们充电到 1000 V ，然后将 它们反接(如图所示)，此时两极板间的电势差为： C 1 C 2 (A) 0 V ． (B) 200 V ． (C) 600 V ． (D) 1000 V ［ c ］ . （本题10分）（1011） 半径为R 的带电细圆环，其电荷线密度为λ=λ0sin φ，式中λ0为一常数，φ为半径R 与x 轴所成的夹角，如图所示．试求环心O 处的电场强度． y R x φ O 1. （10分） 解：在任意角φ 处取微小电量d q =λd l ，它在O 点产生的场强为： R R l E 0 0204d s co 4d d εφ φλελπ=π= 3 分 它沿x 、y 轴上的二个分量为： d E x =－d E cos φ 1分 d E y =－d E sin φ 1分 对各分量分别求和 ?ππ=20200d s co 4φφελR E x ＝R 004ελ 2分 0)d(sin sin 42000 =π=?πφφελR E y 2分 故O 点的场强为： i R i E E x 004ελ- == 1分 4. （本题8分）（1651） 如图所示，一内半径为a 、外半径为b 的金属球壳，带有电荷Q ，在球壳空腔内距离球心r 处有一点电荷q ．设无限远处为电势零点，试求： (1) 球壳内外表面上的电荷． (2) 球心O 点处，由球壳内表面上电荷产生的电势． 2. （8分） 解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q ，外表面上带电荷q +Q ． 2 分 (2) 不论球壳内表面上的感生电荷是如何分布的，因为任一电荷元离O 点的 距离都是a ，所以由这些电荷在O 点产生的电势为 a dq U q 04επ=?-a q 04επ-= 2分 (3) 球心O 点处的总电势为分布在球壳内外表面上的电荷和点电荷q 在O 点 产生的电势的代数和 2分 q Q q q O U U U U +-++= r q 04επ= a q 04επ- b q Q 04επ++ )111(40b a r q +-π=εb Q 04επ+ 2分 (3) 球心O 点处的总电势． （本题8分）（1024）有一电荷面密度为σ的“无限大”均匀带电平面．若以该平面处为电势零点，试求带电平面周围空间的电势分布． 3. (本题8分) 解：选坐标原点在带电平面所在处，x 轴垂直于平面．由高斯定理可得场强分布为 E =±σ / (2ε0) 2分 (式中“＋”对x ＞0区域，“－”对x ＜0区域) . 平面外任意点x 处电势： 在x ≤0区域 00 02d 2d εσεσx x x E U x x =-==? ? 3分 在x ≥0区域 00 2d 2d εσεσx x x E U x x -== = ? ? 3分 一质量为m 、电荷为q 的小球，在电场力作用下，从电势为U 的a 点，移动到电势为 q Q a b O r x O σ 零的b点．若已知小球在b点的速率为v b，则小球在a点的速率v a = ______________________． 一空气平行板电容器，电容为C，两极板间距离为d．充电后，两极板间相 互作用力为F．则两极板间的电势差为______________，极板上的电荷为______________． 4.（本题10分）（1866） 两个同心的导体球壳，半径分别为R1＝0.145 m和R2＝0.207 m，内球壳上带有负电荷q ＝-6.0×10-8 C．一电子以初速度为零自内球壳逸出．设两球壳之间的区域是真空，试计算电子撞到外球壳上时的速率．(电子电荷ｅ＝-1.6×10-19 C，电子质量m e＝9.1×10-31 kg， 0＝8.85×10-12 C2 / N·m2） 4. (1866)（本题10分） 解：由高斯定理求得两球壳间的场强为 ()212 0R 4R r r q E <<π= ε 2分 方向沿半径指向内球壳．电子在电场中受电场力的大小为 42 0r eq eE F επ= = 2分 方向沿半径指向外球壳．电子自内球壳到外球壳电场力作功为 ??π= = 2 12 120 d 4d R R R R r r eq r F A ε()2101221 4114R R R R eq R R eq εεπ-=???? ??-π= 2分 由动能定理 ()2 10122 421R R R R eq m e επ-=v 2分 得到 ()e m R R R R eq 210122επ-= v ＝1.98×107 m/s 2分 4．（0389） 实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度E 垂直于地面向 下，大小约为100 N/C ；在离地面1.5 km 高的地方，E 也是垂直于地 面向下的，大小约为25 N/C ． (1) 假设地面上各处E 都是垂直于地面向下，试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度； (2) 假设地表面内电场强度为零，且地球表面处的电场强度完全是由均匀分布在地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度．(已知：真空介电常量0ε＝8.85×10-12 C 2·N -1·m -2) 解：(1) 设电荷的平均体密度为ρ，取圆柱形高斯面如图(1)(侧面垂直底面，底面?S 平行地面)上下底面处的 场强分别为E 1和E 2，则通过高斯面的电场强度通量为： ??E ·S d ＝E 2?S -E 1?S ＝(E 2-E 1) ?S 2分 高斯面S 包围的电荷∑q i ＝h ?S ρ 1分 由高斯定理(E 2－E 1) ?S ＝h ?S ρ /ε 0 1分 ∴ () E E h 1201-=ερ＝4.43×10-13 C/m 3 2分 (2) 设地面面电荷密度为σ．由于电荷只分布在地表面，所以电力线终止于地面，取高斯面如图(2) 1分 由高斯定理 ?? E ·S d = ∑ i 0 1q ε -E ?S = S ?σε0 1 1 分 ∴ σ =－ε 0 E ＝－8.9×10-10 C/m 3 2分 本题 得分 E (2) （本题10分）（1025） 电荷面密度分别为+σ和－σ的两块“无限大”均匀带电平行平面，分别与x 轴垂直相交于x 1＝a ，x 2＝－a 两点．设坐标原点O 处电势为零，试求空间的电势分布表示式并画出其曲线． -σ +σ -a +a O x .解：由高斯定理可得场强分布为： E =-σ / ε 0 (－a ＜x ＜a ) 1分 E = 0 (－∞＜x ＜－a ，a ＜x ＜＋∞＝ 1分 由此可求电势分布：在－∞＜x ≤－a 区间 ??? ---+== 00/d d 0d a a x x x x x E U εσ0/εσa -= 2分 在－a ≤x ≤a 区间 000d d εσεσx x x E U x x =-==? ? 2 分 在a ≤x ＜∞区间 00 0d d 0d εσεσ a x x x E U a a x x = -+== ? ?? 2分 图2分 4.（1374）（本题10分） 一半径为R 的带电球体，其电荷体密度均匀分布，总带电量为q. 试求：(1)球内、外各点的电场强度；(2) 球内、外各点的电势 4解：(1)在球内作一半径为r 1的高斯球面，按高斯定理有 3312 1113 30 0413443 r qr r E q R R πεεππ== 得 3 01 14R qr E επ= (r 1≤R)，1E 方向沿半径向外． 2分 在球体外作半径为r 2的高斯球面，按高斯定理有 0 22 2/4εq E r =π 得 2 2024r q E επ= (r 2 >R )，2E 方向沿半径向外． 2分 (3) 球内电势 -a +a O x U 本题 得分 ?? ∞?+?=R R r r E r E U d d 2111 ??∞π+π=R R r r r q r R qr d 4d 420 301εε 30210883R qr R q εεπ-π=??? ? ??-π=221038R r R q ε ()R r ≤1 3分 球外电势 2 02 0224d 4d 2 2 r q r r q r E U r R r εεπ= π=?=? ? ∞ ()R r >2 4.（1378）（本题10分） 一半径为R 的带电球体，其电荷体密度分布为 ρ =Ar (r ≤R ) ， ρ =0 (r ＞R ) A 为一常量．试求球体内外的场强分布． 4解：在球内取半径为r 、厚为d r 的薄球壳，该壳内所包含的电荷为 r r Ar V q d 4d d 2π?==ρ 在半径为r 的球面内包含的总电荷为 40 3d 4Ar r Ar dV q r V π=π==??ρ (r ≤R) 2分 以该球面为高斯面，按高斯定理有 04 21/4εAr r E π=π? 得到 ()0214/εAr E =， (r ≤R ) 方向沿径向，A >0时向外, A <0时向里． 3分 在球体外作一半径为r 的同心高斯球面，按高斯定理有 04 22/4εAR r E π=π? 2分 得到 () 2 0424/r AR E ε=， (r >R ) 方向沿径向，A >0时向外，A <0时向里． 3分 3.（1010）（本题10分） 半径为R 的非均匀带电圆环，在xOy 坐标平面内，圆环上电荷线密度λ=A cos ?，?是半径R 与x 轴所成的夹角，A 是常 量，求环心O 处的电场强度． 3 解： 在任意角φ处取微小电量d q =λd l ，它在O 点产生的场强为： R R l E 002 04d s co 4d d εφφλελπ=π= 3分 它沿x 、y 轴上的二个分量为： d E x =－d E cos φ 1分 d E y =－d E sin φ 1分 本题 得分 本题 得分 y R x φ O 对各分量分别求和 22000cos d 4x E R λφφεπ=- π?＝004R λε- 2分 0)d(sin sin 42000 =π=?πφφελR E y 2分 故O 点的场强为： i R i E E x 004ελ- == 1分 4 （1182）（本题10分） 一电容器由两个很长的同轴薄圆筒组成，内、外圆筒半径分别为R 1 = 2 cm ，R 2 = 5 cm ，其间充满相对介电常量为εr 的各向同性、均匀电介质．电容器接在电压U = 32 V 的电源上，(如图所示)，试求距离轴线R = 3.5 cm 处的A 点的电场强度． 解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+λ和-λ, 根据高斯 定理可求得两 圆筒间任一点的电场强度为 r E r εελ 02π= 4分 则两 圆筒的电势差为 1 200ln 22d d 21 2 1R R r r r E U r R R r R R εελεελπ=π==??? 解得 120ln 2R R U r εελπ= 4分 于是可求得Ａ点的电场强度为 A E ) /l n (12R R R U = = 998 V/m 方向沿径向向外 2分 两导体球A 、B ．半径分别为R 1 = 0.5 m ，R 2 =1.0 m ，中间以导线连接，两球外分别包以内半径为R =1.2 m 的同心导体球壳(与导线绝缘)并接地，导体间的介质均为空气，如图所示．已知：空气的击穿场强为3×106 V/m ，今使A 、B 两球所带电荷逐渐增加，计算： (1) 此系统何处首先被击穿？这里场强为何值? (2) 击穿时两球所带的总电荷Q 为多少？ (设导线本身不带电，且对电场无影响．) (真空介电常量ε 0 = 8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 ) A R 1 R 2R εr U R B A R R 1 R 2 解：(1) 两导体球壳接地，壳外无电场．导体球A 、B 外的电场均呈球对称分布． 今先比较两球外场强的大小，击穿首先发生在场强最大处．设击穿时，两导体球A 、B 所带的电荷分别为Q 1、Q 2，由于A 、B 用导线连接，故两者等电势，即满足： R Q R Q 0110144εεπ-+πR Q R Q 02 20244εεπ-+π= 代入数据解得 7/1/21=Q Q 两导体表面上的场强最强，其最大场强之比为 7 4 4/42 122 2122022101max 2max 1==ππ=R Q R Q R Q R Q E E εε B 球表面处的场强最大，这里先达到击穿场强而击穿，即 62 2 02 max 21034?=π= R Q E ε V/m (2) 由E 2 max 解得 Q 2 =3.3 ×10- 4 C == 217 1 Q Q 0.47×10-4 C 击穿时两球所带的总电荷为 Q = Q 1+ Q 2 =3.77×10- 4 C 2006年秋季期期考八年级物理（上）复习练习题（五） （第五章电流与电路） ：班学号：姓名： 一、填空题 1.依据卢瑟福的原子行星模型理论，在原子中不带电的是( ) A. 中子。 B. 质子。 C. 电子。 D. 原子核。 2．如图所示，制造电工用的钢丝钳的材料是钢铁和橡胶，这主要利用钢铁 的__________和橡胶的__________；钢丝钳的钳口很薄，是为了 __________. 3.学了电路的串并联知识后，小文问“家中的电视机、电灯、电风扇等用电 器之间是什 么方式连接？”“当然是并联”小玲回答说。哪些现象能说明它们是并联的？ （举一例）； 4.甲图中的两个灯泡是__ ____ (选填“串联”或“并 联”)，用乙图中的水流可以类比该电路中的__ ___ (选填“电压”、“电流”或“电阻”)． 5.下表是部分用电器的电流值，电器1、电器2、电器3 可能是台灯、计算器或电饭煲.则台灯应该是电 器，计算器应该是电器 .电饭 煲工作利用了电流的效应；给手机充电，是把电能转化为 . 电器1 电器2 电器3 手机充电器 100μA0.2A 3A 120mA 6. 号，请你在图中元件对应的空白处画出该元件的符 号。 7.纺织厂里有一道工序叫做“梳棉”，只有将杂乱无章 的棉絮梳理成顺直的棉絮条后，才可用于纺线。梳 棉车间必须保持一定的潮湿程度，以防止因＿＿＿ ＿＿＿＿而造成的不便和危害。 8．在20s内通过某导体横截面的电荷[量]是40C，则通 过该导体的电流是 A。 9．图所示电流表的示数是 _______A。 10.某导体两端的电压为6伏，若在10秒内电流对该导体 做的功是30焦，则通过该导体横截面的电量为 ______库，该导体的电阻为________欧。 二、选择题 11.现有六种物品：铜条、玻璃丝、铅笔芯、水银、塑料棒、陶瓷片.小 明将它们分成两类，如下表所示.小明是按物质的哪种物理属性对 它们进行分类的 ( ) 第一类第二类 铜条铅笔芯水银玻璃丝塑料棒陶瓷片 12.楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能。科研 人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开。利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合；无人走动时，自动断开。若将这两个开关配合使用（如图1），就可以使楼道灯变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是 波动光学测试题 一.选择题 1. 如图3.1所示，折射率为n2 、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1 ＜n2 ＞n3，若用波长为(的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束（用①②示意）的光程差是 (A) 2n2e. (B) 2n2e－(/(2 n2 ). (C) 2n2e－(. (D) 2n2e－(/2. 2. 如图 3.2所示，s1、s2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和r2，路径s1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径s2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) (r2 + n2 t2)－(r1 + n1 t1). (B) [r2 + ( n2－1) t2]－[r1 + (n1－1)t1]. (C) (r2 －n2 t2)－(r1 －n1 t1). (D) n2 t2－n1 t1. 3. 如图3.3所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e，并且n1＜n2＞n3，(1 为入射光在折射率为n1 的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为 (A) 2 ( n2 e / (n1 (1 ). (B) 4 ( n1 e / (n2 (1 ) +(. (C) 4 ( n2 e / (n1 (1 ) +(. (D) 4( n2 e / (n1 (1 ). 4. 在如图3.4所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，s为单缝，L为透镜，C为放在L的焦面处的屏幕，当把单缝s沿垂直于透镜光轴的方向稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样 (A) 向上平移.(B) 向下平移.(C) 不动.(D) 条纹间距变大. 5. 在光栅光谱中,假如所有偶数级次的主极大都恰好在每缝衍射的暗纹方向上,因而实际上不出现,那么此光栅每个透光缝宽度a和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为 (A) a = b. (B) a = 2b. (C) a = 3b. (D) b = 2a. 二.填空题 1. 光的干涉和衍射现象反映了光的性质, 光的偏振现象说明光波是波. 2. 牛顿环装置中透镜与平板玻璃之间充以某种液体时,观察到第10级暗环的直径由1.42cm 变成1.27cm,由此得该液体的折射率n = . 3. 用白光(4000?～7600?)垂直照射每毫米200条刻痕的光栅,光栅后放一焦距为200cm的凸透镜,则第一级光谱的宽度为. 三.计算题 1. 波长为500nm的单色光垂直照射到由两块光学平玻璃构成的空气劈尖上，在观察反射光的干涉现象中，距劈尖棱边l = 1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗条纹中心. (1) 求此空气劈尖的劈尖角( . (2) 改用600 nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察反射光的干涉条纹,A处是明条纹，还是暗条纹？ 2. 设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有5000条刻线，用它来观察波长为(=589 nm的钠黄光的光谱线. (1) 当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级数km 是多少? (2) 当光线以30(的入射角(入射线与光栅平面法线的夹角)斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数km 是多少? 3．在杨氏实验中，两缝相距0.2mm，屏与缝相距1m，第3明条纹距中央明条纹7.5mm，求光波波长？ 静电场小结 一、库仑定律 二、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强点电荷系场强 连续带电体场强 四、静电场高斯定理 五、几种典型电荷分布的电场强度 均匀带电球面均匀带电球体 均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体 无限大均匀带电平面 六、静电场的环流定理 七、电势 八、电势迭加原理 点电荷电势点电荷系电势 连续带电体电势 九、几种典型电场的电势 均匀带电球面均匀带电直线 十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零；导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体，表面是一个等势面。 推论一电荷只分布于导体表面 推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系 十一、静电屏蔽 导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外（包括外表面）的电荷在空腔内的场强为零，空腔内（包括内表面）的电荷在空腔外的场强为零。 十二、电容器的电容 平行板电容器圆柱形电容器 球形电容器孤立导体球 十三、电容器的联接 并联电容器串联电容器 十四、电场的能量 电容器的能量电场的能量密度 电场的能量 稳恒电流磁场小结 一、磁场 运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律 二、磁场高斯定理 三、安培环路定理 四、几种典型磁场 有限长载流直导线的磁场 无限长载流直导线的磁场 圆电流轴线上的磁场 圆电流中心的磁场 长直载流螺线管内的磁场 载流密绕螺绕环内的磁场 五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向 六、洛伦兹力 七、安培力公式 八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力 载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩 电磁感应小结 一、电动势 非静电性场强电源电动 势 一段电路的电动势闭合电路的电动势 当时，电动势沿电路（或回路）l的正方向，时沿反方向。 二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律：闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律：当闭合回路l中的磁通量变化时，在回路中的感应电动势为 若时，电动势沿回路l的正方向，时，沿反方向。对线图，为全磁通。 一、一个电阻，电路是固定的： 1、导体两端的电压为12伏，5秒内电流通过导体做功24焦，这段时间内通过导体横截面的电量是多少？导体中的电流是多少？ 2、1分钟内通过导体R横截面的电量是12库，电流做功48焦，那么R两端的电压为多少伏？它的功率为多少瓦？ 3、“220V，100W”的灯泡正常工作时通过它的电流是多少？正常工作20小时，消耗几度电能？ 4、有一台标有“220V，4.4kW”的电动机，电枢线圈的电阻是0.5欧，若电动机正常运转5分钟，则电流做功多少？电流在线圈上产生的热量是多少？ 二、二个电阻，电路是固定的： 5、一个8欧的电阻R1和一个R2电阻并联，接到24伏的电路中，干路中的电流为9安，求R2的阻值和消耗的功率。 6、电阻R1和R2串联后接到电压为12伏的电源上，已知R2的阻值为12欧，R1两端的电压为3伏，则R1的阻值和R2消耗的功率各是多少？ 7、如下图示，电源电压为10伏，R1=20欧、R2=10欧，S闭合后通过R1的电流为0.4安，则电流表A1A2的示 8、一个标有“6V，4W”的灯泡，接到9V的电源上，要使它正常发光应串联一个多大的电阻？这个电阻消耗的功率是多少？ 9、如下图，电键S断开时，A表示数600mA，电键S闭合时，A表示数为1.4A，若R2的阻值为50欧，则R1 的阻值和电池组的电压各为多少？ 10、如下图所示：R 1=10欧，通过R 2的电流为0.3A ，两个电阻消耗的总功率为5.4W ， 求电池组电压和R1消耗的功率？ 三、一个电阻、电路是变化的 11、 某个电阻接在4V 的电路上，通过它的电流是200mA ，若通过它的电流为300mA 时，该导体的电阻是多少？ 它两端的电压是多少？ 12、 有一只小灯泡上标有“6V ，3W ”有字样，它正常工作时的电流强度是多少？若它的实际功率是0.75W ，则 灯泡两端的电压是多少？ 13、 “PZ220-100”的灯泡，当它两端加上121伏电压时，通过它的电流是多少？灯泡的实际功率是多少？当它 正常工作10小时，消耗的电能是多少千瓦时？ 14、一个导体两端电压由10V 变成15V 时，电阻中的电流变化了0.5A ，求导体电阻的大小与导体电功率的变化量。一个导体中的电流由0.2A 变成0.3A 时，电阻两端的电压变化了5V ，求导体电阻的大小与导体电功率的变化量。 四、二个电阻、电路是变化的 15、把电阻R 1接入电压保持不变的电路中，通过R 1的电流为2安，R 1消耗的功率为P 1，把R 1和R 2并联接入该电路中，电路消耗的总功率为P 2且P 2=2.5P 1，若把R 1与R 2串联后仍接入该电路中，电路中，电阻R 2消耗的功率为7.2瓦，则电阻R 1的阻值是多少？ 16、如下图所示，电源电压保持不变，小灯泡L 上标有“2.5V ，1.25W ”的字样，变阻器R P 的最大阻值是40欧，电压表只有0-3V 的量程，闭合开关后，当滑动变阻器接入电路中的电阻为4欧时，小灯泡恰好正常发光。求电源电压、小灯泡的最小功率。 第十一章真空中的静电场 1．如图所示，真空中一长为L的均匀带电细直杆，电荷为q，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d的P点的电场强度． L P 2.一个点电荷位于一边长为a的立方体高斯面中心，则通过此高斯面的电通量为???，通过立方体一面的电场强度通量是???，如果此电荷移到立方体的一个角上，这时通过（1）包括电荷所在顶角的三个面的每个面电通量是???，（2）另外三个面每个面的电通量是???。 3.在场强为E的均匀静电场中，取一半球面，其半径为R，E的方向和半球的轴平行，可求得通过这个半球面的E通量是（） A．E R2 π B. R2 2π C. E R2 2π D. E R2 2 1 π 4．根据高斯定理的数学表达式?∑ ?= S q S E / dε ? ? 可知下述各种说法中，正确的是（） (A) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零． (B) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零． (C) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零． (D) 闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷． 5．半径为R的“无限长”均匀带电圆柱体的静电场中各点的电场强度的大小E与距轴线的距离r的关系曲线为( ) E O r (A) E∝1/r 6．如图所示, 电荷-Q均匀分布在半径为R，长为L的圆弧上，圆弧的两端有一小空隙，空隙长为图11-2 图11-3 )(R L L < 第一章 质点运动学 1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v,t 至(t ＋Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ｜r ｜),平均速度为v ,平均速率为v ． (1) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜Δr ｜= Δs = Δr (B) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d s ≠ d r (C) ｜Δr ｜≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r ≠ d s (D) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜v ｜= v ,｜v ｜= v (B) ｜v ｜≠v ,｜v ｜≠ v (C) ｜v ｜= v ,｜v ｜≠ v (D) ｜v ｜≠v ,｜v ｜= v 分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr ｜＝PP ′,而Δr ＝｜r ｜-｜r ｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有｜d r ｜＝d s ,但却不等于d r ．故选(B)． (2) 由于｜Δr ｜≠Δs ,故t s t ΔΔΔΔ≠r ,即｜v ｜≠v ． 但由于｜d r ｜＝d s ,故t s t d d d d =r ,即｜v ｜＝v ．由此可见,应选(C)． 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即 (1)t r d d ； (2)t d d r ； (3)t s d d ； (4)2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x ． 下述判断正确的是( ) (A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确 电学计算题强化 1．在图10所示的电路中，电源电压为6伏，电阻R 1的 阻值为10欧，滑动变阻器R 2上标有“20Ω 1A ”字样。求： (1)将滑片P 移至最左端后，闭合电键S ，此时电流表的示数为 多少? (2) 当滑片P 从最左端向右移动时，R 2连入电路的电阻是它最大阻值的一半，所以通过 R 2的电流也是滑片P 位过程中，小明同学发现：电流表的示数在增大。为此，他认为“当滑片位于中点于最左端时电流值的一半”。 ①请判断：小明的结论是 的。（选填：“正确”或“错误”） ②请说明你判断的理由并计算出这时电压表的示数。 2、在图12所示的电路中，电源电压保持不变。电阻R 1的阻值 为20欧，滑动变阻器R 2上标有 “20Ω，2A ”字样。闭合电键S 后，当滑动变阻器的滑片P 在中点位置时，电压表V 1的示数为4伏。求： （1）电流表的示数； （2）电压表V 的示数； （3）在电表量程可以改变的情况下，是否存在某种可能， 改变滑片P 的位置，使两电压表指针偏离零刻度的角度恰好相同?如果不可能，请说明理由；如果可能，请计算出电路中的总电阻。 3．在图11所示的电路中，电源电压为12伏且不变，电阻R 1的阻值为22欧，滑动变阻器R 2上标有“10 1A ”字样。闭合电键S ，电流表的示数为0.5安。求： （1）电阻R 1两端的电压。 （2）滑动变阻器R 2接入电路的阻值。 （3）现设想用定值电阻R 0来替换电阻R 1，要求：在移动滑动变阻器滑片P 的过程中，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。 ①现有阻值为16欧的定值电阻，若用它替换电阻R 1，请判断：________满足题目要求（选填“能”或“不能”）。若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围；若不能满足题目要求，通过计算说明理由。 图10 图12 R 2 P A R 1 S V V 1 图11 A R 1 P V R 2 S 1某质点的运动学方程x=6+3t-5t 3，则该质点作 （ D ） （A ）匀加速直线运动，加速度为正值 （B ）匀加速直线运动，加速度为负值 （C ）变加速直线运动，加速度为正值 （D ）变加速直线运动，加速度为负值 2一作直线运动的物体，其速度x v 与时间t 的关系曲线如图示。设21t t →时间内合力作功 为A 1，32t t →时间内合力作功为A 2，43t t → （C ） （A ）01?A ，02?A ，03?A （B ）01?A ，02?A ， 03?A （C ）01=A ，02?A ，03?A （D ）01=A ，02?A ，03?A 3 关于静摩擦力作功，指出下述正确者（ C ） （A ）物体相互作用时，在任何情况下，每个静摩擦力都不作功。 （B ）受静摩擦力作用的物体必定静止。 （C ）彼此以静摩擦力作用的两个物体处于相对静止状态，所以两个静摩擦力作功之和等于 零。 4 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，经过时间T 转动一圈，那么在2T 的时间内，其平 均速度的大小和平均速率分别为（B ） （A ） ， （B ） 0， （C ）0， 0 （D ）T R π2， 0 5、质点在恒力F ρ作用下由静止开始作直线运动。已知在时间1t ?内，速率由0增加到υ； 在2t ?内，由υ增加到υ2。设该力在1t ?内，冲量大小为1I ，所作的功为1A ；在2t ?内， 冲量大小为2I ，所作的功为2A ，则（ D ） A ．2121;I I A A <= B. 2121;I I A A >= C. 2121;I I A A => D. 2121;I I A A =< 6如图示两个质量分别为B A m m 和的物体A 和B 一起在水平面上沿x 轴正向作匀减速直 线运动，加速度大小为a ，A 与B 间的最大静摩擦系数为μ，则A 作用于B 的静摩擦力 F 的大小和方向分别为（D ） 轴正向相反与、轴正向相同 与、轴正向相同 与、轴正向相反 与、x a m D x a m x g m x g m B B B B ,,C ,B ,A μμT R π2T R π2T R π2t 物理电学计算经典练习 解题要求：1.写出所依据的主要公式或变形公式 2.写出代入数据的过程 3.计算过程和结果都要写明单位 1．如图1所示，已知R1=2Ω, R2=4Ω,U=12V；求： 1）通过电阻R1的电流I1; 2）电阻R2两端的电压U2。 （2A,8V） 2．如图2所示，电流表示数为0.5A, R2=20Ω,通过R2的电流是0.3A，求： 1)电压表的示数； 2)电阻R1=？(6V30Ω) 3. 如图3所示，电源电压为8V，R1=4R2,电流表A的示数为0.2A； 求：电阻R1， R2各为多少欧？(200Ω50Ω) 4. 如图4所示，电源电压U不变，当开关S闭合时，通过电阻R1的电流为3A。当电路中开关S断开时，R1两端电压为5V，R2的电功率为10W. 求：电源电压U及电阻R1和R2的阻值。(15V 5Ω 10Ω) 5.把阻值为300Ω的电阻R1接入电路中后，通过电阻R1的电流为40mA；把阻值为200Ω的电阻R2和R1串联接入同一电路中时； 求：1）通过电阻R2的电流为多少？ 2）R2两端的电压为多少？ 3）5min内电流通过R2做功多少？ (0.25A 0.75A) 6. 如图5所示，电源电压恒为3V，知R1=12Ω, R2=6Ω。求： 1）当开关S断开时电流表A的读数 2）当开关S闭合时电流表A的读数 7. 如图6所示，电源电压U不变，R1=6Ω. 1)当开关S断开时电流表A的示数为1A,求R1两端的电压； 2)当开关S闭合时电流表A的示数为1.2A,求R2的电阻值。 (6V 30Ω) 8．如图7所示，定值电阻R1和R2串联，电源电压为7V，电流表的示数为0.5A, R2的电功率为2.5W。 求:电阻R2两端电压和电阻R1的电功率。(5V 1W) 9．如图8所示，电源电压为8V，且保持不变。R1=4R2。当开关S断开时，电流表的示数为2A。 求：1）电阻R1和R2的阻值各为多少欧？(4Ω 1Ω) 2）当开关S闭合时电阻R1和R2的电功率各为多大？(16W 64W) 10．如图9所示，已知R1=6Ω，通过电阻R2的电流I2=0.5A, 通过电阻R1和R2的电流之比为I1： I2=2：3。求：电阻R2的阻值和电源的总电压。 (4Ω 2V) 11．如图10所示，灯上标有“10V2W”的字样。当开关S闭合时，灯L恰能正常发光，电压表的示数为2V。当开关S断开时，灯L的实际功率仅为额定功率的1/4。求：电阻R2的阻值。(60Ω) 12．如图11所示，当灯正常发光时，求：1）通过灯泡的电流是多少？2）电流表的示数是多少？(2.5A 3A) 13.如图12所示，A是标 有“24V 60W”的用电器， E是串联后电压为32V的 电源，S为开关，B是滑 马文蔚（ 112 学时） 1-9 章自测题 第 1 部分：选择题 习题 1 1-1 质点作曲线运动，在时刻t质点的位矢为r ，速度为 v ，t 至 t t 时间内的位移为r ，路程为s，位矢大小的变化量为r （或称r ），平均速度为v ，平均速率为v 。 （1）根据上述情况，则必有（） （A ）r s r （B ）（C）（D ）r s r ，当t0 时有 dr ds dr r r s ，当t0 时有 dr dr ds r s r ，当t0 时有 dr dr ds （2）根据上述情况，则必有（） （A ）（C）v v, v v（ B）v v, v v v v, v v（D ）v v, v v 1-2 一运动质点在某瞬间位于位矢r ( x, y) 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即 （1）dr ；（ 2） dr ；（3） ds ；（4）( dx )2( dy )2 dt dt dt dt dt 下列判断正确的是： （A ）只有（ 1）（2）正确（B ）只有（ 2）正确 （C）只有（ 2）（3）正确（D ）只有（ 3）（ 4）正确 1-3 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度， a 表示加速度，s表示路程，a t表示切向加速度。对下列表达式，即 （1）dv dt a ；（2） dr dt v ；（3） ds dt v ；（4）dv dt a t。 下述判断正确的是（） （A ）只有（ 1）、（ 4）是对的（B ）只有（ 2）、（4）是对的 （C）只有（ 2）是对的（ D）只有（ 3）是对的 1-4 一个质点在做圆周运动时，则有（） （A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变 （B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变 （C）切向加速度可能不变，法向加速度不变 （D ）切向加速度一定改变，法向加速度不变 1-5 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边 电学综合计算题（4、9题有难度） 1、（2013?）某种电热水器，其电路图如下，R 1为发热板，R 2 为保温电阻，S 1 是温控开关．当 电热水器处于加热状态时，水被加热，达到设定温度时，S 1 自动断开，热水器处于保温状态．已 知电阻R 1=50Ω，R 2 =450Ω．求： （1）热水器装有质量为2kg的水，当水的温度从20℃升高到40℃时，这些水吸收的热量是多少？ （2）当电热水器处于加热状态时，电路中的电流是多大？ （3）当热水器处于保温状态时，R 1 电功率为多少？ 2、（2014）小丽的妈妈买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙是豆浆机的主要结构：中间部分是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。图丙是豆浆机正常工作时，做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作的“P－t”图象。右表是这个豆浆机的主要技术参数。 请解答下列问题： (1)豆浆机正常工作时的最大电流是多大？ (2)豆浆机正常工作，做一次豆浆，加热时消耗的电能是多少？ (3)豆浆在正常工作状态下做一次豆浆，若大豆和清水总质量为1.5 kg，初温为20℃，豆浆 沸腾时温度是100℃。求豆浆机电热管的加热效率是多少？(已知大豆和清水的混合物的比热容及豆浆的比热容均为4.0×103 J/(kg·℃)，计算结果保留到小数点后一位)。 (4)在某一次豆浆机工作的时候，小丽将家里的其它用电器都关闭，她观察到豆浆机的电热 管工作时，家里标有“1200 r/kW·h”字样的电能表转盘在1 min转过了22转。此时豆浆机的实际功率是多大？ 3、（2015）.养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶的水加热．小明家买了一把养生壶 小明关闭了家中的其它所有用电器，并在壶中加入初温为25℃的水，6min将水烧开（标准大气压下），求： （1）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？ （2）如果养生壶的热效率是87.5%，此过程中水吸收的热量是多少？ （3）壶中水的质量是多少？ （4）养生壶两端的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响） 静电场部分练习题 一、选择题 ： 1．根据高斯定理的数学表达式?∑=?0 εq s d E ，可知下述各种说法中正确的是（ ） A 闭合面的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零。 B 闭合面的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零。 C 闭合面的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零。 D 闭合面上各点场强均为零时，闭合面一定处处无电荷。 2．在静电场中电场线为平行直线的区域（ ） A 电场强度相同，电势不同； B 电场强度不同，电势相同； C 电场强度、电势都相同； D 电场强度、电势都不相同； 3．当一个带电导体达到静电平衡时，（ ） A 表面上电荷密度较大处电势较高。 B 表面曲率较大处电势较高。 C 导体部的电势比导体表面的电势高； D 导体任一点与其表面上任意点的电势差等于零。 4．有四个等量点电荷在OXY 平面上的四种不同组态，所有点电荷均与原点等距，设无穷远处电势为零。则原点O 处电场强度和电势均为零的组态是（ ） A 图 B 图 C 图 D 图 5．关于高斯定理，下列说法中哪一个是正确的？（ ） A 高斯面不包围自由电荷，则面上各点电位移矢量D 为零。 B 高斯面上处处D 为零，则面必不存在自由电荷。 C 高斯面上D 通量仅与面自由电荷有关。 D 以上说法都不对。 6．A 和B 为两个均匀带电球体，A 带电量+q ，B 带电量-q ，作一个与A 同心的球面S 为高斯面，如图所示，则（ ） S A B A 通过S 面的电通量为零，S 面上各点的场强为零。 B 通过S 面的电通量为 εq ，S 面上各点的场强大小为2 04r q E πε= 。 C 通过S 面的电通量为- εq ，S 面上各点的场强大小为2 04r q E πε- =。 D 通过S 面的电通量为 εq ，但S 面上场强不能直接由高斯定理求出。 7．三块互相平行的导体板，相互之间的距离1d 和2d ，与板面积相比线度小得多，外面二板用导线连接，中间板上带电，设左、右两面上电荷面密度分别为1σ，2σ。如图所示，则比值1σ/2σ为（ ） A 1d /2d ; B 1 C 2d /1d ; D (2d /1d )2 8．一平板电容器充电后切断电源，若改变两极板间的距离，则下述物理量中哪个保持不变？（ ） A 电容器的电容量 B 两极板间的场强 C 两极板间的电势差 D 电容器储存的能量 9．一空心导体球壳，其外半径分别为1R 和2R ，带电量q ，当球壳中心处再放一电量为q 的点电荷时，则导体球壳的电势（设无穷远处为电势零点）为（ ）。 A 1 04R q πε B 2 04R q πε C 1 02R q πε D 2 02R q πε 10．以下说确的是（ ）。 A 场强为零的地方，电势一定为零；电势为零的地方，均强也一定为零； B 场强大小相等的地方，电势也相等，等势面上各点场强大小相等； C 带正电的物体，也势一定是正的，不带电的物体，电势一定等于零。 D 沿着均场强的方向，电势一定降低。 11．两个点电荷相距一定的距离，若在这两个点电荷联线的中垂线上电势为零，那么这两个点电荷为（ ）。 1某质点的运动学方程x=6+3t-5t 3 ，则该质点作 （ D ） （A ）匀加速直线运动，加速度为正值 （B ）匀加速直线运动，加速度为负值 （C ）变加速直线运动，加速度为正值 （D ）变加速直线运动，加速度为负值 2一作直线运动的物体，其速度x v 与时间t 的关系曲线如图示。设21t t →时间合力作功为 A 1，32t t →时间合力作功为A 2，43t t → 3 C ） （A ）01?A ，02?A ，03?A （B ）01?A ，02?A ， 03?A （C ）01=A ，02?A ，03?A （D ）01=A ，02?A ，03?A 3 关于静摩擦力作功，指出下述正确者（ C ） （A ）物体相互作用时，在任何情况下，每个静摩擦力都不作功。 （B ）受静摩擦力作用的物体必定静止。 （C ）彼此以静摩擦力作用的两个物体处于相对静止状态，所以两个静摩擦力作功之和等于 零。 4 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，经过时间T 转动一圈，那么在2T 的时间，其平均 速度的大小和平均速率分别为（B ） （A ） ， （B ） 0， （C ）0， 0 （D ） T R π2， 0 5、质点在恒力F 作用下由静止开始作直线运动。已知在时间1t ?，速率由0增加到υ；在2t ?， 由υ增加到υ2。设该力在1t ?，冲量大小为1I ，所作的功为1A ；在2t ?，冲量大小为2I ， 所作的功为2A ，则（ D ） A ．2121;I I A A <= B. 2121;I I A A >= C. 2121;I I A A => D. 2121;I I A A =< 6如图示两个质量分别为B A m m 和的物体A 和B 一起在水平面上沿x 轴正向作匀减速直线 运动，加速度大小为a ，A 与B 间的最大静摩擦系数为μ，则A 作用于B 的静摩擦力F 的 大小和方向分别为（D ） 轴正向相反与、轴正向相同 与、轴正向相同 与、轴正向相反 与、x a m D x a m x g m x g m B B B B ,,C ,B ,A μμT R π2T R π2T R π2t 物理电学计算经典练习 、没图的依题画图，解题步骤:1 2、把题中的数据都标在图中相应位置 3.写出所依据的主要公式或变形公式 4.写出代入数据的过程 5.写出结果(计算过程和结果都要写明单位) 一、欧姆定律计算题。 1( 如图1所示，已知R=2Ω, R=4Ω,U=12V;求: 12 ?通过电阻R的电流I;?电阻R两端的电压U 1122。(2A,8V) 2.如图2所示，电流表示数为0.5A, R=20Ω,通过R22的电流是0.3A，求:? 电压表的示数;? 电阻R=,1(6V 30Ω) 3.如图3所示，电源电压为8V，R=4R,电流表A的示12 数为0.2A;求:电阻R， R各为多少欧,(200Ω50Ω) 12 4. 如图4所示，电源电压U不变，当开关S闭合时，通过电阻R的电流为 3A。当电路中开关S断开时，R两端11电压为5V，R的电功率为10W.求:电源电压U及电阻2 R和R的阻值。(15V 5Ω 10Ω) 12 5. 如图5所示，电源电压恒为3V，知R=12Ω, R=612Ω。求: 1) 当开关S断开时电流表A的读数 2) 当开关S闭合时电流表A的读数 1 6. 如图6所示，电源电压U不变，R=6Ω. 1 1) 当开关S断开时电流表A的示数为 1A,求R 两端的电压; 1 2)当开关S闭合时电流表A的示数为 1.2A, 求R的电阻值。(6V 30Ω) 2 7、如右图示，电源电压U恒定，当开关S闭合时，电流表的示数为1.2A;当开关断开时，电流表的示数是0.4A，电压表的示数为6V，则两个灯泡的电阻分别是多大, 8、如右图所示的电路中，R=6Ω，滑动变阻器的规格1 为“1A、20Ω”，电源电压为4.5V并保持不变。电流表量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。求:1.为保护电表，则滑动变阻器的变化范围为多少, 2.当滑动变阻器R为8Ω时，电流表、电压表的2 示数分别为多少, 9(如图9所示，已知R=6Ω，通过电阻R的电流I=0.5A, 通过电阻R和1221 R的电流之比为I: I=2:3。求:电阻R的阻值和电源的总电压。 2122 (4Ω 2V) 10(如图11所示，当灯正常发光时，求:1)通过灯泡的电流是多少,2)电流表的示数是多少,(2.5A 3A) 一、选择题 （每小题2分，共20分） 1. 关于瞬时速率的表达式，正确的是 （ B ） (A) dt dr =υ； (B) dt r d = υ; (C) r d =υ; (D) dr dt υ= r 2. 在一孤立系统内，若系统经过一不可逆过程，其熵变为S ?，则下列正确的是 （ A ） (A) 0S ?>; (B) 0S ?< ; (C) 0S ?= ; (D) 0S ?≥ 3. 均匀磁场的磁感应强度B 垂直于半径为r 的圆面，今以该圆面为边界，作以半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为 （ B ） （A ）2πr 2B; (B) πr 2B; （C ）0; （D ）无法确定 4. 关于位移电流，有下面四种说法，正确的是 （ A ） （A ）位移电流是由变化的电场产生的； （B ）位移电流是由变化的磁场产生的； （C ）位移电流的热效应服从焦耳—楞次定律； （D ）位移电流的磁效应不服从安培环路定律。 5. 当光从折射率为1n 的介质入射到折射率为2n 的介质时，对应的布儒斯特角b i 为 （ A ） 2 1 1 2 (A)( );(B)( );(C) ;(D)02 n n arctg arctg n n π 6. 关于电容器的电容，下列说法正确．．的是 （ C ） (A) 电容器的电容与板上所带电量成正比 ; (B) 电容器的电容与板间电压成反比; (C)平行板电容器的电容与两板正对面积成正比 ;(D) 平行板电容器的电容与两板间距离成正比 7. 一个人站在有光滑转轴的转动平台上，双臂水平地举二哑铃。在该人把二哑铃水平收缩到胸前的过程中，人、哑铃与转动平台组成的系统 （ C ） （A ）机械能守恒，角动量不守恒； （B ）机械能守恒，角动量守恒； （C ）机械能不守恒，角动量守恒； （D ）机械能不守恒，角动量也不守恒； 8. 某气体的速率分布曲线如图所示，则气体分子的最可几速率v p 为 （ A ） (A) 1000 m ·s -1 ; （B ）1225 m ·s -1 ; (C) 1130 m ·s -1 ; (D) 1730 m ·s -1 得分 前程教育科学专题 ——电路计算题 一、一个电阻，电路是固定的： 1、导体两端的电压为12伏，5秒内电流通过导体做功24焦，这段时间内通过导体横截面的电量是多少？导体中的电流是多少？ 2、1分钟内通过导体R横截面的电量是12库，电流做功48焦，那么R两端的电压为多少伏？它的功率为多少瓦？ 3、“220V，100W”的灯泡正常工作时通过它的电流是多少？正常工作20小时，消耗几度电能？ 4、有一台标有“220V，4.4kW”的电动机，电枢线圈的电阻是0.5欧，若电动机正常运转5分钟，则电流做功多少？电流在线圈上产生的热量是多少？ 二、二个电阻，电路是固定的： 5、一个8欧的电阻R1和一个R2电阻并联，接到24伏的电路中，干路中的电流为9安，求R2的阻值和消耗的功率。 6、电阻R1和R2串联后接到电压为12伏的电源上，已知R2的阻值为12欧，R1两端的电压为3伏，则R1的阻值和R2消耗的功率各是多少？ 7、如下图示，电源电压为10伏，R1=20欧、R2=10欧，S闭合后通过R1的电流为0.4安，则电流表A1A2的示 8、一个标有“6V，4W”的灯泡，接到9V的电源上，要使它正常发光应串联一个多大的电阻？这个电阻消耗的功率是多少？ 9、如下图，电键S断开时，A表示数600mA，电键S闭合时，A表示数为1.4A，若R2的阻值为50欧，则R1 的阻值和电池组的电压各为多少？ 10、如下图所示：R 1=10欧，通过R 2的电流为0.3A ，两个电阻消耗的总功率为5.4W ， 求电池组电压和R1消耗的功率？ 三、一个电阻、电路是变化的 11、 某个电阻接在4V 的电路上，通过它的电流是200mA ，若通过它的电流为300mA 时，该导体的电阻是多少？ 它两端的电压是多少？ 12、 有一只小灯泡上标有“6V ，3W ”有字样，它正常工作时的电流强度是多少？若它的实际功率是0.75W ，则 灯泡两端的电压是多少？ 13、 “PZ220-100”的灯泡，当它两端加上121伏电压时，通过它的电流是多少？灯泡的实际功率是多少？当它 正常工作10小时，消耗的电能是多少千瓦时？ 14、一个导体两端电压由10V 变成15V 时，电阻中的电流变化了0.5A ，求导体电阻的大小与导体电功率的变化量。一个导体中的电流由0.2A 变成0.3A 时，电阻两端的电压变化了5V ，求导体电阻的大小与导体电功率的变化量。 四、二个电阻、电路是变化的 15、把电阻R 1接入电压保持不变的电路中，通过R 1的电流为2安，R 1消耗的功率为P 1，把R 1和R 2并联接入该电路中，电路消耗的总功率为P 2且P 2=2.5P 1，若把R 1与R 2串联后仍接入该电路中，电路中，电阻R 2消耗的功率为7.2瓦，则电阻R 1的阻值是多少？ 16、如下图所示，电源电压保持不变，小灯泡L 上标有“2.5V ，1.25W ”的字样，变阻器R P 的最大阻值是40欧，电压表只有0-3V 的量程，闭合开关后，当滑动变阻器接入电路中的电阻为4欧时，小灯泡恰好正常发光。求电源电压、小灯泡的最小功率。 一、选择题：（每题3分） 1、均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2 r 2B ． (B) r 2B ． (C) 0． (D) 无法确定的量． ［ B ］ 2、在磁感强度为B 的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 边线所在平面的法线方向单位矢量n 与B 的夹角为 ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为 (A) r 2B ． (B) 2 r 2B ． (C) - r 2B sin ． (D) - r 2B cos ． ［ D ］ 3、有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为 (A) 0.90． (B) 1.00． (C) 1.11． (D) 1.22． ［ C ］ 4、如图所示，电流从a 点分两路通过对称的圆环形分路，汇合于b 点．若ca 、bd 都沿环的径向，则在环形分路的环心处的磁感强度 (A) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸内． (B) 方向垂直环形分路所在平面且指向纸外． (C) 方向在环形分路所在平面，且指向b ． (D) 方向在环形分路所在平面内，且指向a ． (E) 为零． ［ E ］ 5、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状， 则P ，Q ，O 各点磁感强度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为： (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． (C) B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． ［ D ］ 6、边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方 形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01 B ，02 B ． (B) 01 B ，l I B 0222 ． (C) l I B 0122 ，02 B ． a 电功率经典练习题 1.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V ，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A ，这台 电动机正常工作1s 消耗的电能为W 和产生的热量为Q 分别为A A.3800J 、200J . B.3800J 、3800J C.72200J 、200J D.72200J 、3800J 2.一个标有“6V 3W”的灯泡，欲接到9V 的电源上能正常发光，应给它C A.串联一个3Ω的电阻 B.并联一个3Ω的电阻 C.串联一个6Ω的电阻 D.并联一个6Ω的电阻 3.一只标有“6V 1.5W”的灯泡L 1和另一只“6V 3W”的灯泡L 2串联后接在电源上，通电后 有一只灯泡正常发光，另一只灯泡较暗，其中能正常发光的是灯泡L1 ，此时电路中的电流 是0.25A ，电源电压是9V 。 4.图所示电路，电源中电源两端的电压保持不变，R 0为定值电阻，R 为滑动变 阻器．闭合开关S 后，在滑动变阻器滑片P 向右滑动的过程中,下列说确的是 C A ．电流表A 1的示数变小 B ．电流表A 2的示数变大 C ．电压表V 的示数不变 D ．小灯泡L 的亮度变暗 5．如图所示电路，电源电压保持不变，L 是标有“6V 3W ”的小灯泡，R 是滑动变阻器。闭合开关S 3，断开开关S 1、S 2，滑片P 位于中点时，灯泡L 恰好正常发光，电压表V 的示数为U 1；当S 1、S 2都闭合，滑片P 滑至b 端时，电流表 示数为1.5A ，电压表V 的示数为U 2；U 1:U 2=1:2，下列选项正确的是B A ．滑动变阻器的变化围是0~12Ω B ．滑动变阻器的变化围是0~24Ω C ．当S 1、S 2 、S 3都闭合，滑片P 位于a 端时，灯泡L 仍能正常工作 6．小敏同学在做电学实验时按照如图7所示的电路将电学器材连接，她使用的 电流表量程为0~0.6A ，电压表的量程为0~3V ，电源两端的电压为6V 且保持不变，电阻R 的阻值为10Ω，允许消耗的最大电功率为0.9W 。滑动变阻器R 0的最大阻值为20Ω，允许通 过的最大电流为0.5A 。将开关S 闭合后，要保证电路中各个元件正常工作，以 下说确的是B A ．通过电阻R 的电流最大值为0.4A B ．滑动变阻器接入电路的最小值为5Ω C ．电压表示数最大的变化量为1V D ．滑动变阻器R 0消耗的最大功率为1.2W 7．图所示电路中电源两端电压不变。当①和②均为电压表时，开关S 闭合后，电压表V 1、 V 2的示数之比为7∶12，电阻R 1消耗的电功率为P 1。当①和②均为电流表 时，开关S 闭合后，电流表A 1、A 2的示数之比为16∶21，此时电阻R 2消耗 的电功率为P 2'。则P 1∶P 2'等于D A ．1∶12 B．1∶16 C ．3∶64 D．9∶16 8．如图所示电路中，电压U 保持不变，电流表的示数为1A 。如果R 1与R 2的等效电阻 为R ，并且R 1：R=5：3，电阻R 2消耗的电功率为2.4W ，则电阻R 1=___12.8__Ω。 9.如图所示电路，R 是定值电阻，灯泡L 1L 2分别标有“8V 8W ”和“12V 24W ”，电路两 端总电压U=6V 不变。只闭合开关S 3时，电路消耗总功率为2.4W 。开关都闭合时，电 P A S 1 R 1 a b V S 2 L R S 3 A V R 0初二物理电流与电路练习题
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