人教版高中物理选修3-1模块测试题

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人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流测试含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流测试本试卷共100分，考试时间120分钟。

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则()A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R1的阻值时，可增大A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压2.一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2，它们之间的大小关系为()A．P1＝4P2B．P D＝C．P1<4P2D．P D>P23.某同学用电压表、电流表测量一节干电池的电动势和内阻，采用的电路图如图所示，实验操作正确，他记录了七组(U，I)数据，关于数据的处理，下列操作正确的是()A．电压表的读数U的平均值等于电动势EB．任意取两组数据，代入方程E＝U1＋I1r，求出E、rC．画出U－I图象，由图象求E、rD．以上说法都正确4.如图所示，已知微安表G的电阻为R g＝10 Ω，满偏电流I g＝100 μA，现将其改装，使它最大能测量0.15 mA的电流，则下列四种方案中可行的是()A．B．C．D．5.某同学做三种导电元件的导电性能实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图象，如图所示，则下述判断正确的是()A．只有乙图正确B．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能正确D．甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定有较大误差6.如图所示的电路常称分压电路，当a、b间的电压为U时，利用它可以在c、d端获得0至U之间的任意电压．当滑动变阻器的滑片P移至中点时，则Ucd等于()A．UB．UC．UD． 07.如图所示，是两只定值电阻R1、R2的I﹣U图象．有关R1、R2的大小，及它们串联或并联后的I ﹣U图象所在区域，下列判断正确的是（）A．R1＞R2，并联后在区域ⅢB．R1＞R2，并联后在区域ⅡC．R1＜R2，串联后在区域ⅢD．R1＜R2，串联后在区域Ⅰ8.如图所示，两个定值电阻R1＝4R、R2＝2R串联后接在输出电压U稳定于10 V的理想直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为6 V．如果把此电压表接在R2两端，则电压表示数将()A．等于4 VB．等于3 VC．等于5 VD．无法判断9.如图所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时()A． L1变亮，L2、L3变暗B． L1、L2变亮，L3变暗C． L1、L3变暗，L2变亮D． L1、L3变亮，L2变暗10.下列器件，利用电流的热效应工作的是（）A．验电器B．电热水器C．电容器D．电感器二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列说法中正确的是()A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小12.(多选)直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是()A．电动机输出的机械功率是UIB．电动机电枢上发热功率为I2RC．电源消耗的化学能功率为EID．电源的输出功率为EI－I2r13.（多选）关于电动势，下列说法中正确的是（）A．一个电源的电动势的大小只由电源本身决定B．因电动势的单位和电势差相同，所以电动势实质上就是电势差C．一个电动势为1.5 V的电池接入电路时，若有1 C的电荷量通过电路，就有1.5 J的化学能转变成电能D．电压表接到电源两极时，测得的就是电动势14.(多选)如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r.当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是()A．电动机的额定电压为IRB．电动机的输出功率为IE－I2RC．电源的输出功率为IE－I2rD．整个电路的热功率为I2(R0＋R＋r)三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.如图所示电路，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω.(1)如果已知流过电阻R1的电流I1＝3 A，则干路电流多大？(2)如果已知干路电流I＝3 A，流过每个电阻的电流多大？16.在如图所示的电路中，电源电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω，电容器的电容C＝100 μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4的总电荷量．17.如图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r=1 Ω，R1=1 Ω，R2=6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？18.如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P出为多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？(3)电源的效率η为多大？答案解析1.【答案】B【解析】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故A错误，B正确．当仅增大R1的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，A、B间电压减小，故C错误．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，路端电压变小，R1两端的电压变大，A、B间电压减小，故D错误．2.【答案】C【解析】从电阻器D的I—U图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P＝＝＝，说明三个电阻的阻值相等，即R1＝R2＝R D.连接成图(c)所示的电路时，电阻器D两端的电压小于U，电阻器D的阻值R D′>R D，这时电阻器R D两端的电压U D>，电阻R1两端的电压U1<，电阻R2两端的电压U2＝U D>，由电功率计算式综合比较得出，A、B、D错误，C正确．3.【答案】C【解析】选项A，电压表测的是外电路两端的电压，不等于电动势；选项B，测量的偶然误差很大；选项C，画出U－I图象，这七组数据对应的点不一定都在一条直线上，作U－I图象时，舍去误差较大的点，故由图象法求E、r可减小偶然误差，故正确操作应为C.4.【答案】D【解析】把微安表改装成毫安表，应并联一个分流电阻，并联电阻阻值：R＝＝20 Ω由图示可知，A、B、C错误，D正确．5.【答案】D【解析】以上三个图象分别是三种不同元件的I－U图象，甲图的特点是元件的电阻随着电压的增大而减小，所以当电压增大时电流增大的非常快，乙图就是定值电阻的I－U图象；丙图中元件的电阻随着电压的增大而增大，当电压增大时，电流增大的相对缓慢，所以三图都有可能正确．6.【答案】C【解析】由题，滑片P滑至R的中点，变阻器下半部分电阻为，根据欧姆定律得：U cd＝·＝，故C正确．7.【答案】C【解析】根据欧姆定律公式，I-U图象的斜率越小，电阻越大，故R1＜R2；根据串联电路的电阻特点知，R串比每一个串联的分电阻都要大；根据并联电路中电阻的特点可知，R并比每一个并联电路的分电阻都要小；在这4个电阻值中，R串最大，R并最小，所以两电阻并联后在区域Ⅰ，两电阻串联后在区域Ⅲ，故C正确，A、B、D错误.8.【答案】B【解析】电压表与电阻R1并联时，并联电阻为：R并＝①串联电路中电压分配与电阻成正比，故：＝②其中R1＝4R、R2＝2R联立①②解得：R V＝12R；当电压表与电阻R2并联时，并联电阻为：R并′＝＝R串联电路中电压分配与电阻成正比，故：＝解得：U2＝3 V.9.【答案】B【解析】如图所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时L1、L2变亮，L3变暗，故答案选B。

人教版高中物理选修3-1高二上学期中段模块测试试题.docx

高中物理学习材料桑水制作莘州中学2011级高二（上）中段模块测试物理试题第Ⅰ卷(选择题共60分)一、选择题。

（本题包括12小题，有的小题只有一个选顶正确，有的小题有多个选项正确。

选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。

）１．电子电荷量e的数值是：（）A、1.6×10-16CB、1.6×10-19CC、1.6×10-18CD、1.6×10-17C2．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是：（）A、每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B、保持点电荷的带电量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C、使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时将两个点电荷间的距离减小为原来的1/2D、保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小到原来的1/23．下列说法正确的是：（）A、根据E＝F/q，可知，电场中某点的场强与电场力成正比B、根据E＝F/q，可知，电场中某点的场强与电荷量成反比C、电场强度的单位是N/C.D、电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹4．两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，则下列判断中正确的是A．R1>R2B．R1<R2桑水桑水 C ．把R 1、R 2串联到电路中，R 1两端的电压小于R 2两端的电压D ．把R 1、R 2串联到电路中，通过R 1的电流大于通过R 2的电流5．下列各图中所画的电场线，正确的是：（）⑴ ⑵⑶ ⑷A 、⑴⑵和⑷B 、只有⑷C 、只有⑶D 、⑵和⑶6．如图所示，电场中有A 、B 两点，则下列说法中正确的是：（）A 、电势A ϕ＞B ϕ，场强E A ＞E BB 、电势A ϕ＞B ϕ，场强E A ＜E BC 、电势A ϕ<B ϕ，场强E A ＞E BD 、电势A ϕ<B ϕ，场强E A ＜E B7. 对于欧姆定律，理解正确的是（）A. 从I=U/R 可知，导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B. 从R=U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. 从R=U/I 可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零D. 从U=IR 可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大8．下列说法中，正确的是：（）A 、同一等势面上的各点电势相等，电场强度也相等B 、电场中的两条电场线一定不会相交，但两个电势不等的等势面有可能相交C 、在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功D 、电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套-第三章磁场

§1、2磁现象和磁场、磁感应强度【典型例题】【例1】某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是：（）A 、磁体的重心处B 、磁铁的某一磁极处C 、磁铁重心的北侧D 、磁铁重心的南侧【解析】由于地球是一个大磁体，存在地磁场，其磁感线的分布如图所示。

在地球表面除了赤道附近的地磁场呈水平方向（和地面平行）外，其它地方的地磁场方向均不沿水平方向。

a北京附近的地磁场方向如图（a ）所示，若在此处悬挂条形磁铁，且悬挂点在重心，则它在地磁场的作用下，静止时它将沿着地磁场方向，如图（b ）所示，显然不能水平。

若将悬挂点移至重心的北侧，如图（c ）所示，则根据平衡条件确定它能在水平位置平衡。

【答案】C【例2】如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I ，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B 垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（A ）A 、a 点B 、b 点C 、c 点D 、d 点【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和。

图中通电直导线产生的磁场的方向顺时针方向，在a 点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c 点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b 、d 两点的合场强由平行四边形法则来确定。

【答案】A【例3】根据磁感应强度的定义式B=ILF ，下列说法中正确的是（D ） A 、在磁场中某确定位置，B 与F 成正比，与I 、L 的乘积成反比B 、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B 一定为零C 、磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受磁场力F 的方向相同D 、一小段通电直导线放在B 为零的位置，那么它受到磁场力F 也一定为零【解析】磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。

人教版物理选修3-1第一章第二章综合测试卷(含答案)

物理选修3-1第一章第二章综合测试卷时间：90分钟总分：100分一、选择题（1-6题为单项选择题，7-10为多项选择题。

每题4分，共40分。

请将答案填于题后表格内）1.在如图所示的逻辑电路中,为使Y 端输出电信号为“0”,则A 端和B 端输入电信号分别为( )A.0和0B.0和1C.1和0D.1和12.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，A 电阻丝长为L 、直径为d ，B 电阻丝长为3L 、直径为3d.要使两电阻丝在相同时间内产生的热量相等，加在两电阻丝上的电压之比应当满足( )A.U A ∶U B ＝1∶1B.U A ∶U B ＝3∶1C.U A ∶U B ＝1∶3D.U A ∶U B ＝3∶43.在如图所示的电路中,开关S 闭合后,由于某电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( )A.R 1短路B.R 2短路C.R 3断路D.R 1断路4.如图所示，直线a 为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b 为电阻R 两端的电压随电流强度的变化图线．用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内阻分别是( )A.4 W,0.5 ΩB.6 W,1 ΩC.4 W,1 ΩD.2 W,0.5 Ω5.如图所示，在点电荷Q 的电场中，一个质子通过时的轨迹如图带箭头的线所示，a 、b 为两个等势面，则下列判断中正确的是( )A. Q 可能为正电荷，也可能为负电荷B. 运动中．粒子总是克服电场力做功C. 质子经过两等势面的动能ka kb E E >D. 质子在两等势面上的电势能pa pbE E >6.让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的（）A. 初速度B. 动能C. 动量D. 质量7.如图所示,一直流电动机与阻值R=9 Ω的电阻串联接在电源上,电源电动势E=20 V,内阻r=1 Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10 V,已知电动机线圈电阻R M =1 Ω,则( )A.通过电动机的电流为10 AB.电动机的输入功率为100 WC.电动机发热消耗的功率为1 WD.电动机输出功率为9 W8.如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，R 0为定值电阻，R 为可变电阻，且其总阻值R ＞R 0+r ，则当可变电阻的滑动触头由A 向B 移动时（） A ．电源内部消耗的功率越来越大，电源的供电效率越来越低B ．R 、R 0上功率均越来越大C ．R 0上功率越来越大，R 上功率先变大后变小D ．R 0上功率越来越大，R 上功率先变小后变大9.在如图所示的电路中，E 为电源，其内阻为r ，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表．若将照射R 3的光的强度减弱，则( )A ．电压表的示数变大B ．小灯泡消耗的功率变小C ．通过R 2的电流变小D ．电源内阻消耗的电压变小10.用伏安法测未知电阻R x 时,若不知R x 的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器如图所示接好,只空出一个电压表的一个接头K ,然后将K 分别与a 、b 接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,则( )A.若电流表示数有显著变化,K 应接aB.若电流表示数有显著变化,K 应接bC.若电压表示数有显著变化,K 应接aD.若电压表示数有显著变化,K 应接b二、实验题（每空4分，共24分）11.实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m。

人教版高中物理选修3-1专题带电粒子在磁场中的运动练习(含答案)

(2)如果某次实验时将磁场 O 的圆心往上移了 R ，其余条件均不变，质子束能在 OO′ 连线 2
的某位置相碰，求质子束原来的长度 l0 应该满足的条件。
【答案】(1)
v
=
2v0 ； B
=
2mv0 eR
(2)
l0
+3 3+6 12
【解析】
【详解】
解：(1)对于单个质子进入加速电场后，则有： eU0
=
【答案】（1） vA
=
2k k +1
qBL m
（2）1（3） k
=
5 7
或k
=
1 3
；t
=
3 m 2qB
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设 P、A 碰后的速度分别为 vP 和 vA，P 碰前的速度为 v = qBL m
由动量守恒定律： kmv = kmvP + mvA
5 / 28
由机械能守恒定律：
1 2
kmv2
=
1 2
kmvP2
+
1 2
mvA2
解得：
vA
=
2k k +1
qBL m
（2）设
A
在磁场中运动轨迹半径为
R，
由牛顿第二定律得：
qvA B
=
mvA2 R
解得： R = 2k L k +1
由公式可得 R 越大，k 值越大
如图 1，当 A 的轨迹与 cd 相切时，R 为最大值， R = L 求得 k 的最大值为 k = 1
qB2L ；质量为 km 的不带电绝缘小球 P，以大小为 qBL 的初速度沿 bf 方向运动．P 与 A

人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(含答案)

《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，导线框中电流为I ，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B ，AB 与CD 相距为d ，则MN 所受安培力大小为( )A ．F ＝BIdB ．F ＝sin BIdC ．F ＝BId sin θD ．F ＝BId cos θ2．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子（正电子质量和电量与电子大小相等，电性相反）分别以相同速度沿与x 轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（）A ．1∶2B ．2∶1C ．1D ．1∶13．如图，一质子以速度v 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转则A ．若电子以相同速度v 射入该区域，将会发生偏转B ．若质子的速度v ′＜v ，它将向下偏转而做类似的平抛运动C ．若质子的速度v ′＞v ，它将向上偏转，其运动轨迹是圆弧线D ．无论何种带电粒子（不计重力），只要都以速度v 射入都不会发生偏转4．如图，半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，半径OC 与OB 夹角为60°．一电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场，从C 点射出。

电子质量为m 、电荷量为e ，不计电子重力，下列说法正确的是（）A ．磁场方向垂直纸面向里 B．磁感应强度大小为3eRC．电子在磁场中的运动时间为3RvD ．若电子速率变为3v，仍要从C 点射出，磁感应强度大小应变为原来的3倍5．如图所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同。

它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处，且A 、B 两点处于同一水平面上。

两通电电线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ，则C 处磁场的总磁感应强度的大小和方向是( )A ．B 竖直向上 B ．B 水平向右 C水平向右 D竖直向上 6．如图所示，总长为L 、通有电流I 的导线，垂直磁场方向置于宽度为x 、磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为( )A ．BILB ．BIxC ．BI(L －x)D ．BI(L ＋x)7．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看( )A ．液体将顺时针旋转B ．液体将逆时针旋转C ．若仅调换N 、S 极位置，液体旋转方向不变D ．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变8．M 点是位于圆形匀强磁场边界的一个粒子源，可以沿纸面向磁场内各个方向射出带电荷量为q 、质量为m 、速度大小相同的粒子，如图所示。

高中物理选修3-1-静电场-测试题-单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 点的电势分别为φa ＝5 V ，φb ＝3 V ，下列叙述正确的是( ) A ．该电场在c 点处的电势一定为4 V B ．a 点处的场强一定大于b 处的场强C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少D ．一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 2．如图所示，一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B 点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( )A ．300 VB ．－300 VC ．－100 VD ．－1003V3．如图所示，在电场中，将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点，克服静电力做功相同．该电场可能是( ) A ．沿y 轴正向的匀强电场 B ．沿x 轴正向的匀强电场C ．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D ．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4．如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大C ．当小球运动到最高点a 时，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒5．在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知 ( )A ．a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上B ．四点场强关系是E c ＝E a >E b >E dC ．四点场强方向可能不相同D ．以上答案都不对6．如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q ，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v 0开始在金属板上向右运动，在运动过程中 ( ) A ．小球做先减速后加速运动 B ．小球做匀速直线运动 C ．小球受的电场力不做功D ．电场力对小球先做正功后做负功7．如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场．若不计重力，图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是( )8．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是( )A．b点的电势一定高于a点B．a点的场强一定大于b点C．带电粒子一定带正电D．带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率9．如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中() A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块具有的电势能逐渐减小C．M点的电势一定高于N点的电势D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10．如图所示，A，B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为F N，细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开，下列说法中正确的是( )A．刚断开时木盒对地的压力等于F NB．刚断开时木盒对地的压力等于F N＋FC．刚断开时木盒对地的压力等于F N－FD．在B向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11．有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m，电量为q(q>0)的空心小球，如图所示，当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时，小球对环的压力大小为：( )A.2mgB.qE．C.2mg+qED.2mg+3qE12．如图所示，一金属球原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，金属球感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则：( )A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c二、填空题13．带正电1.0×10－3 C 的粒子，不计重力，在电场中先后经过A 、B 两点，飞经A 点时动能为10 J ，飞经B 点时动能为4 J ，则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了______，A 、B 两点电势差为____．14．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、N 间的匀强电场中有A 、B 两点，AB 连线与水平方向成30°角，AB 长为0.2cm ，如图所示．现有一带电量为4×10－8C 的负电荷从A 沿直线移到B 点，电场力做正功2.4×10－6J ，则A 、B 两点间的电势差大小为________，________点电势高．若此电荷q 沿任意路径从B 到A 点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场强大小为________，若两金属板相距0.3cm ，则两板电势差为________．15．如图，带电量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力恒量为k)16．如图所示，质量相等的三个小球A 、B 、C ，放在光滑的绝缘水平面上，若将A 、B 两球固定，释放C 球，C 球的加速度为1m/s 2，方向水平向左．若将B 、C 球固定，释放A 球，A 球的加速度为2m/s 2，方向水平向左．现将A 、C 两球固定，释放B 球，则B 球加速度大小为________m/s 2，方向为________．三、计算题17．如图所示，用长L 的绝缘细线拴住一个质量为m ，带电荷量为q 的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O 在同一水平面上的A 点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B 点时，球的速度正好为零．求： (1)B 、A 两点的电势差； (2)匀强电场的场强大小．18．如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E 中．一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，场强大小为E(E 小于mgq)．(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量．19．一质量为m 、电荷量为+q 的小球，从O 点以和水平方向成α角的初速度v 0抛出，当达到最高点A 时，恰进入一匀强电场中，如图．经过一段时间后，小球从A 点沿水平直线运动到与A 相距为S 的A′点后又折返回到A 点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点．求(1)该匀强电场的场强E 的大小和方向；(即求出图中的θ角，并在图中标明E 的方向) (2)从O 点抛出又落回O 点所需的时间．1．C [该电场不一定是匀强电场，φc 不一定等于φa ＋φb2＝4 V ，故A 、B 错误；由φa ＞φb知，电场线由a 指向b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向b ，选项D 错误；由E p ＝qφ知选项C 正确．]2．B [电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v B ＝v Acos 60°＝2v A ，所以E k B ＝4E k A ＝400 eV ，由动能定理得U AB (－e )＝E k B －E k A ，所以U AB ＝－300 V ，B 对．]3．AD [由题意知φA ＝φB ，A 、B 应处在同一等势面上，又W CA ＝qU CA ＜0，q ＜0，故U CA ＞0，即φC ＞φA ，符合条件的可能是选项A 、D.]4．CD [qE ＝mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大；若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小；若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大，故A 、B 错；a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确；小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确．]5.B 解析：场强与检验电荷电量的大小无关．6. BC 解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，根据电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面移动时所受电场力的方向竖直向下，所以带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零．故带电小球做匀速直线运动，∴B 正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故C 正确，D 错误．7. 答案：C8.答案：BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布如图所示，可知a 点的场强大，B 正确，根据轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功，a 点速率大于b 点速率，D 正确．但不知粒子电性，也无法判断场强的具体方向，故无法确定a 、b 两点电势的高低，A 、C 错误．9.答案：ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)． 10.答案：BD解析：刚断开时，A ，B 间的库仑力不变．未断开时，对A ，B 和木盒整体进行受力分析，有： F N ＝G 木＋G A ＋G B ，对于B ，F 库＝GB ＋F.断开时，对A 与木箱整体进行受力分析，有： F N′＝G 木＋G A ＋F 库，因为F 库不变．所以B 正确，在B 向上运动过程中F 库变大，所以D 正确． 11.D 12.C13．6 J －6 000 V14.答案：60V ，B ，增加，23×104V/m ,603V 15.答案：2dkq，水平向左(或垂直薄板向左) 16.解析：把A 、B 、C 球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力．根据牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反．这样系统的内力之和为零．系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F 1、F 2、F 3，则 F 1＝ma 1 F 2＝ma 2 F 3＝ma 3F 1＋F 2＋F 3＝m(a 1＋a 2＋a 3)＝0设向右为正 a 2＝－a 1－a 3＝1＋2＝3(m/s 2)B 球的加速度大小为3m/s 2，方向向右．17．(1)3mgL 2q (2)3mgq解析 (1)由动能定理得： mgL sin 60°－qU BA ＝0所以U BA ＝3mgL2q(2)U BA ＝EL (1－cos 60°)得：E ＝ 3mgq. 18.答案：(1)Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R (2)s ＝2R解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力mg －Eq ＝m v2CR ①物块在由A 运动到C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为Wf ，根据动能定理有 Eq·2R －Wf －mg·2R ＝12mv2C －12mv20② 由①②式解得Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R ③(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s ，则水平方向有s ＝vCt ④ 竖直方向有2R ＝12(g －Eqm )·t2⑤由①④⑤式联立解得s ＝2R ⑥因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，大小为2R.19.解析：(1)斜上抛至最高点A 时的速度vA ＝v0cosα① 水平向右由于AA ′段沿水平方向直线运动，所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：F ＝mgtanθ＝qEcosθ，②带电小球从A 运动到A ′过程中作匀减速运动有(v0cosα)2＝2qEcosθs/m ③ 由以上三式得： E ＝mv40cos4α＋4g2s22qsθ＝arctan 2gsv20cos2α 方向斜向上(2)小球沿AA ′做匀减速直线运动，于A ′点折返做匀加速运动所需时间t ＝2v0sinαg ＋4s v0cosα。

最新人教版高中物理选修3-1专题重点测试题全套及答案

最新人教版高中物理选修3-1专题测试题全套及答案重点强化卷(一) 电场力的性质和电场能的性质(建议用时：60分钟)一、选择题1．(多选)如图所示，下列为电场中某点的电场强度E与放在该点处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图象，其中正确的是()【解析】电场中某点的电场强度与试探电荷无关，所以A正确，B错误，由F＝qE知，F-q图象为过原点的倾斜直线，故D正确，C错误．【答案】AD2．关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【解析】在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C 错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误．【答案】 B3．两个放在绝缘架上的相同的金属球，相距为d，球的半径比d小得多，分别带有q和3q的电荷，相互斥力为3F，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力变为()A．0 B．FC．3F D．4F【解析】由库仑定律可得：3F＝k q·3qr2＝3kq2r2；所以有：F＝kq2r2；而两球接触后再分开平分总电量，故分开后两球的带电量为2q；则库仑力为：F′＝k2q·2qr2＝4F；故D正确，A、B、C错误．【答案】 D4.如图1所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c.则()图1A．a a>a b>a c，v a>v c>v bB．a a>a b>a c，v b>v c>v aC．a b>a c>a a，v b>v c>v aD．a b>a c>a a，v a>v c>v b【解析】a、b、c三点到固定的点电荷P的距离rb<rc<ra，则三点的电场强度由E＝k Q r2可知Eb>Ec>Ea，故带电粒子Q在这三点的加速度ab>ac>aa.由运动轨迹可知带电粒子Q所受P的电场力为斥力，从a到b电场力做负功，由动能定理－|qUab|＝12mv2b－12mv2a<0，则vb<va，从b到c电场力做正功，由动能定理|qUbc|＝12mv2c－12mv2b>0，vc>vb，又|Uab|>|Ubc|，则va>vc，故va>vc>vb，选项D正确．【答案】 D5．空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图2所示，在相等的时间间隔内()图2A．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功【解析】将微粒的运动分解成竖直方向与水平方向．在竖直方向，电场力大于重力，所以加速度方向竖直向上，则在连续相等的时间内，变化的高度不同，所以电场力与重力做功均不相等，故A、B均错误；由上分析可知，电场力大于重力，因此电场力做功总大于重力做功，故C正确，D错误．【答案】 C6．如图3所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A 在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°.则q2q1为()图3A．2B．3C．23D．3 3【解析】设细线长为l，A的带电荷量为Q.A与B处在同一水平线上，以A为研究对象，受力分析，作出受力图，如图所示．根据平衡条件可知，库仑力跟重力的合力与细线的拉力等大反向，由几何关系列式得tan θ＝Fmg，其中F＝kqQ(l sin θ)2，两式整理得：q＝mgl2tan θsin2θkQ，将题干中的两种情况代入得：q2q1＝tan 45°sin245°tan 30°sin230°＝2 3.【答案】 C7．如图4所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将做()图4A．自由落体运动B．曲线运动C．沿着悬线的延长线做匀加速直线运动D．变加速直线运动【解析】烧断前，小球受三个力而平衡，线的拉力与重力和电场力的合力等大反向，烧断线后，拉力消失，而另外两个力不变，合力与拉力方向相反，则小球将沿着悬线的延长线做初速度为零的匀加速直线运动．故C正确．【答案】 C8．如图5所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()图5A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右【解析】等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 点到O点，电场线由疏到密；从O点到B点，电场线由密到疏，所以沿点A、O、B，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A、O、B运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，故选B.【答案】 B9．在孤立负电荷形成的电场中，四个带电粒子分别仅在电场力作用下运动，v-t图象如图6所示．则以下判断正确的是()图6A．a、c带负电，b、d带正电B．a、c带正电，b、d带负电C．a、d带正电，b、c带负电D．a、d带负电，b、c带正电【解析】由图象可以知道，a做加速度减小的加速运动，b做加速度增大的加速运动，c做加速度增大的减速运动，d做加速度减小的减速运动，根据电荷之间的相互作用可以知道a、c带负电，b、d带正电，故选项A正确．【答案】 A10．(多选)如图7所示，长为L倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为＋q质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则下列说法正确的是()图7A．若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值一定为mg sin θqB．A、B两点间的电压一定等于mgL sin θqC．小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能D．若该电场是斜面中点竖直正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷【解析】小球从A运动到B的过程中：qU－mgL sin θ＝12m v2－12m v2，所以：U＝mgL sin θq，B正确；若电场为匀强电场，由公式U＝Ed，知当两点间的电压一定时，间距越大，电场强度越小，故电场强度的最小值为E＝UL＝mg sin θq，A正确；在上升过程中，重力做负功，故电场力做正功，电势能减小，A点的电势能大于B点的电势能，C错误；若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，离电荷远的A点电势高，所以Q一定是负电荷，D错误．【答案】AB二、计算题11．在如图8所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x＝0.20 m，已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°，当电荷量Q＝＋2.0×10－8 C的点电荷受电场力的大小为F＝4.0×10－4 N．求：(1)电场强度E的大小．(2)将该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W.(3)如果φA＝0 V，B点电势为多少？图8【解析】(1)由F＝qE得：E＝Fq＝4.0×10－42×10－8V/m＝2×104 V/m.(2)由W－4×0.2×0.5 J＝4.0×10－5(3)由U AB＝E·d＝Ex cos 60°得：U AB＝2×104×0.2×0.5 V＝2.0×103V且U AB＝φA－φB＝0－φB得：φB＝－U AB＝－2×103 V.【答案】(1)2×104 V/m(2)4.0×10－5 J(3)－2×103 V12．如图9所示，在绝缘粗糙的水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等电量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中Aa＝Bb＝L4，O为AB连线的中点，一质量为m带电量为＋q的小滑块(可以看做质点)以初动能E k0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的3倍，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数．(2)O、b两点间的电势差．(3)小滑块运动的总路程．图9【解析】 (1)a 、b 是AB 连线上的两点，其中Aa ＝Bb ＝L4，可知a 、b 两点关于O 点对称，则a 、b 点电势相等，即U ab ＝0. 设滑块与水平面间的摩擦力大小为f . 对滑块从a 到b 的过程中，由动能定理得：－f L2＝0－E k0，摩擦力：f ＝μmg ，解得：μ＝2E k0mgL .(2)对于滑块从O 到b 的过程中，由动能定理得： qU Ob －μmg ·L4＝0－3E k0，解得：U Ob ＝－5E k02q .(3)对于滑块从a 开始运动到最终在O 点停下的整个过程，由动能定理得： qU aO －μmgs ＝0－E k0， U aO ＝－U Ob ，解得：s ＝74L .【答案】 2E k0mgL (2)－5E k02q (3)74L重点强化卷(二) 欧姆定律的综合应用(建议用时：60分钟)一、选择题1．(多选)如图1所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图线；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图线；直线C 为一个电阻R 两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a 、b 两电源上，那么( )图1A ．R 接到b 电源上时电源的效率高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高【解析】由题图知E a>E b，内阻r a>r b当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝I2R I2R＋r ＝RR＋r，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错．由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错，C对．【答案】AC2.如图2所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为()图2A．5∶3 B．3∶5C．2∶3 D．3∶2【解析】S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即E＝3 V．S闭合时，U外＝1.8 V，所以U内＝E－U外＝1.2 V．因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2.【答案】 D3．如图3所示电路，已知R1＝3 kΩ，R2＝2 kΩ，R3＝1 kΩ，I＝10 mA，I1＝6 mA，则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是()图3A．a和b高，7 mA B．a和b高，2 mAC．a比b低，7 mA D．a比b低，2 mA【解析】根据欧姆定律得R1和R3两端的电压分别为U1＝I1R1＝6×10－3×3×103V＝18 V，则a点的电势比c点电势低18 V，U3＝I3R3＝(I－I1)R3＝4 V，b点的电势比c点电势低4 V，所以a点电势比b点电势低．R2两端的电压为U2＝U1－U3＝14 V，通过R2中电流为I2＝142 000A＝7 mA.故选C.【答案】 C4．(多选)如图4所示的电路中电源为理想电源，A、B、C均为电阻值相等的定值电阻．闭合开关S，电路处于稳定状态后再断开开关，那么在开关断开的瞬间，下列推断正确的是()图4A．电阻B的电压值较之前的电压值瞬间不变B．电阻A的电压值较之前的电压值将瞬间减小C．电阻C的电流流向较之前的电流流向将瞬间改变D．电阻A的电流流向较之前的电流流向将瞬间改变【解析】在开关断开的瞬间，电阻B两端接在电容器两端，由于电容器还未放电，故此时电阻B的电压值较之前的电压值瞬间不变，选项A正确．在开关闭合时，电阻A两端的电压为U，而在开关断开的瞬间，电容器放电，通过C－A支路，故电阻A两端的电压为U/2，故电压值较之前的电压值将瞬间减小，选项B正确．开关闭合时，电阻C的电流是由左向右；当开关断开瞬时，则电容器放电电流流过C的方向是由右向左，故电阻C的电流流向较之前的电流流向将瞬间改变，选项C正确．开关闭合时，电阻A的电流是由左向右；当开关断开瞬间，则电容器放电电流流过A的方向仍是由左向右，故电阻A的电流流向较之前的电流流向不变，选项D错误．【答案】ABC5.如图5所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线．若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为()图5A．1 W B．6 WC．2 W D．2.5 W【解析】由题图知，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3 V，短路电流为I＝3 A，所以电源的内阻为r＝EI＝1 Ω.图象上AB段所表示的功率为P AB＝P总－I2r＝(1×3－12×1)W＝2 W.【答案】 C6．如图6所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻阻值减小)．现增加光照强度，则下列判断正确的是()图6A．B灯变暗，A灯变亮B．R0两端电压变大C．电源路端电压变小D．电源内电压变小【解析】由题意，增加光照强度，R1减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，A灯变暗；通过R0电流I0＝I－I A，I增大，而I A减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，而R0、B的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则知，B的电压减小，B灯变暗；故B、C正确，A、D错误．【答案】BC7．如图7所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()图7A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大【解析】当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故D错误．根据I＝ER＋r，可知总电流增加，根据闭合电路中的欧姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端电压U外减小，故A正确．流过电流表的示数为I＝U外R3，可知电流减小，故B错误．根据P＝I2r，可知内阻消耗的功率增大，故C错误．【答案】 A8．(多选)如图8所示，A为巨磁电阻，当它周围的磁场增强时，其阻值增大；C为电容器．当有磁铁靠近A时，下列说法正确的有()图8A．电流表的示数减小B．电容器C的电荷量增大C．电压表的示数变小D．电源内部消耗的功率变大【解析】当有磁铁靠近A时，它周围的磁场增强，其阻值增大，则外电路电阻变大，电路的电流减小，电流表的示数减小，选项A正确；电源内阻上的电压减小，故路端电压变大，则电压表的示数变大，选项C错误；根据Q＝CU可知，电容器C的电荷量增大，选项B正确；根据P内＝I2r可知，I减小，则电源内部消耗的功率变小，选项D错误．【答案】AB9．直径0.3 mm的细铅丝通过1.8 A的电流被熔断，直径0.6 mm的粗铅丝通过5 A的电流被熔断，如果由长度相同的20根细铅丝和一根粗铅丝并联成电路中的保险丝，则通过多大电流时，电路断开()A．5 A B．30 AC．36 A D．55 A【解析】由R＝ρlS＝4ρlπD2∝1D2，即R1R2＝(D2D1)2＝22＝4，R1＝4R2，由并联知识可求出R并＝R124，并注意到若两端加电压 1.8R1(V)，则超过了粗铅丝的熔断电流，所以并联铅丝两端只能加电压5R2(V)，可求出总电流值为30 A.【答案】 B10．(多选)如图9所示的电路中，电源内阻不能忽略．闭合S 后，调节R 的阻值，使电压表示数增大ΔU ，在这一过程中，有( )图9A ．通过R 1的电流增大ΔUR 1B ．R 2两端电压减小ΔUC ．通过R 2的电流减小量小于ΔUR 2D ．路端电压增大量为ΔU【解析】由电流I ＝U R 可知，当电压增加ΔU 时，通过R 1的电流就增加ΔUR 1，故A 正确；由于电源的内阻不能忽略，故R 2两端电压减小量比ΔU 小，B 错误，C 正确；因R 2两端的电压减小，故路端电压增大量比ΔU 要小，故D 错误．【答案】 AC 二、计算题11.如图10所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω时，电压表读数为U 2＝5 V ．求：图10(1)电源的电动势E 和内阻r ；(2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P m 为多少？【解析】 (1)由闭合电路欧姆定律知 E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r联立以上两式并代入数据解得： E ＝6 V ，r ＝1 Ω.(2)由电功率表达式：P ＝E 2R ＋r2R将上式变形为：P ＝E 2R －r 2R＋4r由上式可知当R ＝r ＝1 Ω时，P 有最大值，P m ＝E 24r ＝9 W. 【答案】 (1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W12.如图11所示，内壁光滑、内径很小的1/4圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径r 为0.2 m ，在圆心O 处固定一个电荷量为－1.0×10－9 C 的点电荷．质量为0.06 kg 、略小于圆管截面的带电小球，从与O 点等高的A 点沿圆管内由静止运动到最低点B ，到达B 点小球刚好与圆弧没有作用力，然后从B 点进入板距d ＝0.08 m 的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动，且此时电路中的电动机刚好能正常工作．已知电源的电动势为12 V ，内阻为1 Ω，定值电阻R 的阻值为6 Ω，电动机的内阻为0.5 Ω.求(取g ＝10 m/s 2，静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2)图11(1)小球到达B 点时的速度； (2)小球所带的电荷量； (3)电动机的机械功率．【解析】 (1)由机械能守恒得：mgr ＝12 mv 2B 解得：v B ＝2 m/s.(2)到达B 点恰好作用力为0，由牛顿第二定律得： kQq r 2－mg ＝m v 2Br 解得：q ＝8×10－3C.(3)设电容器两端电压为U ，由二力平衡得： qUd ＝mg① 由欧姆定律得：I ＝UR②所以，电动机两端电压：U M＝E－U－Ir ③P机＝P总－P热＝IU M－I2r M ④＝4.5 W.联立①②③④解得：P机【答案】(1)2 m/s(2)8×10－3 C(3)4.5 W重点强化卷(三) 带电粒子在复合场中的运动问题(建议用时：60分钟)一、选择题1．如图1所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，匀强磁场的方向垂直于xOy平面向里．一电子在xOy平面内运动时，速度方向保持不变．则电子的运动方向沿()图1A．x轴正向B．x轴负向C．y轴正向D．y轴负向【解析】电子受电场力方向一定水平向左，所以需要受向右的洛伦兹力才能做匀速运动，根据左手定则进行判断可得电子应沿y轴正向运动．【答案】 C2．(多选)如图2所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径R相同，则它们具有相同的()图2A．电荷量B．质量C．速度D．比荷【解析】正交电磁场区域Ⅰ实际上是一个速度选择器，这束正离子在区域Ⅰ中均不偏转，说明它们具有相同的速度．在区域Ⅱ中半径相同，R＝m vqB，所以它们应具有相同的比荷，C、D正确．【答案】CD3．如图3所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是()图3A．小球一定带正电B．小球一定带负电C．小球的绕行方向为逆时针D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动【解析】带电小球在正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，必然有向上的电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，所以小球带负电，且沿顺时针方向运动，改变小球的速度大小，小球依然是洛伦兹力提供向心力能够做圆周运动，B正确，A、C、D错误．【答案】 B4．(多选)质谱仪的工作原理示意图如图4所示．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是()图4A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【解析】同位素原子化学性质相同，无法用化学方法分析，所以质谱仪是分析同位素的重要工具，故A项正确；粒子在题图中的电场中加速，说明粒子带正电，其通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力平衡，则洛伦兹力方向应水平向左，由左手定则知，磁场的方向应垂直纸面向外，故B项正确；由Eq＝Bq v可知，v＝EB，故C项正确，粒子运动直径D＝2R＝2m vBq，可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，意味着D越小，那么比荷越大，故D项错误．【答案】ABC5．(多选)如图5所示，一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落，M点距场区边界PQ高为h，边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是()图5A．小球带负电荷，匀强磁场方向垂直于纸面向里B．小球的电荷量与质量的比值qm＝gEC．小球从a运动到b的过程中，小球和地球系统机械能守恒D．小球在a、b两点的速度相同【解析】带电小球在磁场中做匀速圆周运动，则qE＝mg，B正确；电场方向竖直向下，则可知小球带负电，由于小球从b点射出，根据左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里，A 正确；小球运动过程中，电场力做功，故小球和地球系统的机械能不守恒，只是a、b两点机械能相等，C错误；小球在a、b两点速度方向相反，D错误．【答案】AB6．如图6所示，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，已知a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的质量应有()图6A．a油滴质量最大B．b油滴质量最大C．c油滴质量最大D．a、b、c质量一样【解析】a油滴受力平衡，有G a＝qE重力和电场力等大、反向、共线，故电场力向上．由于电场强度向下，故油滴带负电．b油滴受力平衡，有G b＋q v B＝qEc油滴受力平衡，有G c＝q v B＋qE解得G c>G a>G b，可知选项C正确．【答案】 C7．(多选)如图7所示，A板发出的电子(重力不计)经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是()图7A．当滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏的位置上升B．当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间不变C．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度大小不变D．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度变大【解析】当滑动触头向右移动时，电场的加速电压增大，加速后电子动能增大，进入磁场的初速度增大，向下偏转程度变小，位置上升，选项A正确．由于在磁场中运动对应的圆心角变小，运动时间变短，选项B错误．洛伦兹力不做功，故电子在磁场中运动速度大小不变，选项C正确，D错误．【答案】AC8．如图8所示，匀强电场和匀强磁场中，有一带负电的小球穿在绝缘光滑的竖直圆环上，小球在圆环的顶端由静止释放，如果小球受到的电场力和重力的大小相等，那么当它在圆环上滑过的弧长对应的圆心角为下列何值时，小球受到的洛伦兹力最大( )图8A.π4B.π2C.3π4D ．π【解析】根据F ＝q v B 知，小球速度最大时，所受洛伦兹力最大．由于qE ＝mg ，若重力、电场力的合力与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝mg qE ＝1，θ＝π4.由于洛伦兹力不做功，根据动能定理知，小球沿圆环运动的圆心角为3π4时，速度最大，洛伦兹力最大．C 正确．【答案】 C9．()电磁轨道炮工作原理如图9所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )图9A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍B ．只将电流I 增加至原来的2倍C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变【解析】由题意可知磁感应强度B ＝kI ，安培力F ＝BId ＝kI 2d ，由动能定理可得FL ＝m v 22，解得v ＝I2kdLm ，由此式可判断B 、D 正确．【答案】 BD二、计算题10．如图10所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝5 3 N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B＝0.5 T．有一带正电的小球，质量m＝1×10－6 kg，电荷量q＝2×10－6 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)，取g＝10 m/s2.求：图10(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.【解析】小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有q v B＝q2E2＋m2g2①代入数据解得v＝20 m/s ②速度v的方向与电场E的方向之间的夹角θ满足tan θ＝qEmg③代入数据解得tan θ＝3θ＝60°. ④(2)解法一：撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有a＝q2E2＋m2g2m⑤设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有⑥设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y ，有 y ＝12at 2⑦a 与mg 的夹角和v 与E 的夹角相同，均为θ，又 tan θ＝y x⑧联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据解得 t ＝2 3 s ≈3.5 s ．⑨解法二：撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P 点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速运动，其初速度为v y ＝v sin θ⑤若使小球再次穿过P 点所在的电场线，仅需小球的竖直方向上分位移为零，则有 v y t －12gt 2＝0⑥联立⑤⑥式，代入数据解得 t ＝2 3 s ≈3.5 s ．⑦【答案】 (1)20 m/s ，方向与电场方向成60°角斜向上 (2)3.5 s11．如图11所示，两块水平放置、相距为d 的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断地喷出质量均为m 、水平速度均为v 0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U ，墨滴在电场区域恰能水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M 点．图11(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量； (2)求磁感应强度B 的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M 点，应将磁感应强度调至B ′，则B ′的大小为多少？【解析】 (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动，有q Ud ＝mg ① 由①式得：q ＝mgdU②。

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