高中物理课时作业(16-20套)共50套.doc

第六章静电场课时作业19电场力的性质时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)图11如图1所示在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C(可视为质点)若它们恰能处于平衡状态那么这三个小球所带的电荷量及电性的关系，下面的情况可能的是()A9、4、36B4、9、36C3、2、8 D3、2、6图2解析：要使每个小球都处于平衡状态，必须使其他两个小球对它的库仑力大小相等、方向相反对中间小球B必须满足FABFCB，故由库仑定律知QA和QB必须为异种电荷再以A球(C球也可以)为研究对象知FCAFBA(如图2所示)，即kk.由于rACrABrBCrAB，因此可知QBQC，同理QBQA(QA、QB、QC分别表示电荷量大小)，再由相互间库仑力大小相等得kkk.即有，又考虑到rACrABrBC，此式为三球平衡时所带电荷量大小关系，将选项代入上式可知选项A正确答案：A图32中子内有一个电荷量为e的上夸克和两个电荷量为e的下夸克，一个简单模型是三个夸克都在半径为r的同一个圆周上，如图3所示下面四幅图中，能够正确表示出各夸克所受静电力作用的是()解析：本题以现代物理知识为背景，考查了库仑定律在力学问题中的应用处理的关键是把夸克类比为点电荷，从而利用库仑定律来求解对各个夸克进行受力分析，结合库仑定律、力的合成与分解，容易确定正确选项B.答案：B图43如图4所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，现用两根绝缘细线将它们悬挂于真空中同一点已知两球静止时，它们离水平地面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为、，且.现有以下判断，其中正确的是()Aa球的质量一定大于b球的质量Ba球的电荷量一定大于b球的电荷量C若同时剪断细线，则a、b两球构成的系统在下落过程中机械能守恒D若同时剪断细线，则a、b两球在相同时刻相对地面的高度相同解析：对a、b进行受力分析，每个小球均受重力mg、线的拉力FT和a、b两球的静电斥力F，三力平衡由库仑定律Fk可知a球的电荷量与b球的电荷量多少无法比较；已知mb；下落过程中，电场力对两小球做正功，故系统的机械能不守恒同时剪下细线后，a、b两小球在竖直方向做初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，相同时刻对地面高度相同答案：AD图54如图5所示，已知带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OAOB，都用长L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法()A将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B将小球B的质量增加到原来的8倍C将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍图6解析：由B的共点力平衡图知，而F，可知d，故选项B、D正确答案：BD图75图7中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧AQ1、Q2都是正电荷，且Q1|Q2|CQ1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2|解析：电场中某点正电荷的受力方向即为该点的场强方向，由此可以设想在P点放置一个正的点电荷，分析该点电荷受到的电场力情况即可根据力的矢量合成，利用平行四边形合成定则，B选项中电场力的合成方向指向MN右侧，所以排除B.答案：ACD图86如图8所示，竖直向下的匀强电场里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，以下四种说法中正确的是()A带电小球可能做匀速率圆周运动B带电小球可能做变速率圆周运动C带电小球通过最高点时，细线的拉力一定最小D带电小球通过最低点时，细线的拉力有可能最小解析：如果小球的电场力向上，且和重力大小相等，则小球只受细线的拉力作用，小球做匀速率圆周运动，A正确；只要重力和电场力没有平衡掉，其合力为定值，合力在小球运动的切线方向会有分力，即小球做变速率圆周运动，B正确；当重力和电场力的合力向上时，小球通过最低点时细线拉力最小，通过最高点时细线拉力最大；当重力和电场力的合力向下时，小球通过最低点时细线拉力最大，通过最高点时细线拉力最小，C错误正确选项是A、B、D.答案：ABD图97如图9所示，在匀强电场中，将质量为m、带电荷量为q的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，那么匀强电场的场强大小是()A惟一值是 B最大值是C最小值是 D以上都不正确图10解析：带电小球在电场中受到重力mg和电场力qE的作用，这两个力的合力在小球运动轨迹的直线上从题目给出的已知条件只能确定重力mg的大小、方向和合力的方向，而电场力的大小和方向均不能确定，这实际是一个不定解问题由平行四边形定则可知，依据一个分力(mg)的大小、方向和合力的方向，可以做无数多个平行四边形，电场力不可能只有惟一值，如图10所示，在这无数个平行四边形中，mg是一个固定的边，其另一个邻边qE只有与合力F垂直时才能取最小值，且qEmgsin，但没有最大值，故正确选项是C.答案：C图118如图11所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置如果将小球B向左推动少许，待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比()A推力F将增大B竖直墙面对小球A的弹力减小C地面对小球B的弹力一定不变D两个小球之间的距离增大解析：由整体法可知地面对B的支持力不变，C正确；因A、B间的库仑力与竖直方向的夹角的减小，则A、B间的库仑力是减小的，由库仑定律可知A、B间距离增大，对A进行受力分析可知，水平方向墙面对小球A的弹力减小，B正确答案：BCD二、计算题(31236)9如图12甲所示，匀强电场场强为E，与竖直方向成角一个带负电荷的小球，电荷量为q，质量为m，用细线系在竖直墙面上，恰好静止在水平位置，求场强的大小图12解析：小球受力情况如图12乙所示，设场强大小为E，根据共点力平衡条件得qEcosmg，所以E答案：E图1310(2011镇江模拟)如图13所示，正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？解析：匀强电场E，方向向右；在b点两个电场方向相同，合成Eb2；在c点两个电场方向互为90夹角，合成Ec.方向与E的方向成45角答案：见解析图1411(2011深圳模拟)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成角时，小球恰好平衡，如图14所示求：(1)小球带电量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？解析：(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图15所示，FsinqE ，Fcosmg.由/得：tanqE/mg，qmgtan/E图15(2)由第(1)问中的方程知Fmg/cos，而剪断丝线后小球所受的电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg/cos，小球的加速度ag/cos，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板时，它经过的位移为xb/sin，又由xat2得t答案：qt课时作业20电场能的性质时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1如图1(1)是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图(2)所示，则以下说法中正确的是()图1AA、B两点的电场强度是EABC负电荷q在A、B两点的电势能大小是ABD此电场一定是负电荷形成的电场解析：由vt图知，负电荷q做加速度增大的减速运动，故所受电场力变大，电场强度变大，EBEA，A对，又因电场力的方向在(1)图中向左，故电场线的方向为AB，则AB，B正确又qU，对负电荷q，AUBUCD电势差UABUBC解析：由题给的等势线为同心圆可知场源为位于圆心处的点电荷，越靠近点电荷，电场强度越大，所以电子沿AC运动时受到的电场力越来越大，选项A错；由电子只在电场力作用下由A向C运动时速度越来越小，可知电场力做负功，电子势能越来越大，选项B正确；电子所受电场力方向沿CA方向，即电场方向沿AC方向，场源点电荷为负电荷，电势A点最高，C点最低，选项C正确；由A到C电场强度增加，因为B为AC中点所以UABUBC，故D错答案：BC图44(2009全国卷)如图4所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OMMN.P点在y轴右侧，MPON.则()AM点的电势比P点的电势高B将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动解析：本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小、电势高低及带电粒子在电场中力与运动的关系，意在考查考生对电场线、场强、电势、电势差等基本概念的理解能力在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A项正确；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反，故由O向P运动时，电场力做负功，B项错；由电场线的疏密程度可知，OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强，故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动，电场力在OM段做功较多，故OM两点间电势差大于MN两点间电势差，C项错；根据电场线关于y轴对称，故y轴上场强方向处处沿y轴正方向，故静电荷受力始终沿y轴正方向，故粒子做直线运动，D项正确答案：AD5(2009辽宁/宁夏高考)图5空间有一匀强电场，在电场中建立如图5所示的直角坐标系Oxyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标(0，a,0)，N点的坐标为(a,0,0)，P点的坐标为(a，)已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1 V，则P点的电势为()A. VB. VC. V D. V解析：本题考查匀强电场、电势和电势差的计算，意在考查考生的空间想象能力MN间的距离为a，P点在MN连线上的投影点离M点的距离为，所以P点的电势为：1 VV，D正确答案：D6(2009广东高考)如图6所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块由静止释放后，两个物块向相反方向运动，图6并最终停止在物块的运动过程中，下列表述正确的是()A两个物块的电势能逐渐减少B物块受到的库仑力不做功C两个物块的机械能守恒D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力解析：物块向相反方向运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，选项A对、B错；物块受的摩擦力先小于库仑力后大于库仑力，电场力和摩擦力做功的和不始终为零，机械能不守恒，选项C、D错误答案：A图77(2010四川高考)如图7所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OMON.若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则()A滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大B滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小C在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置D在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置解析：由于滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，所以滑块在M点时弹簧被压缩，滑块在N点时弹簧被拉伸在导轨MN之间靠近左半部分滑块一直加速，在靠近N点附近若电场力大于弹力沿MN方向的分力时，加速度向右，滑块继续加速，所以选项A正确由于位置1、2间电场强度大于3、4间电场强度，所以位置1、2间电势差大于3、4间电势差，所以滑块从位置1到2的过程中电场力做的功大于从位置3到4做的功，选项B错误滑块从M运动到N的过程中，只有弹力和电场力做功，当合力做功为零时，滑块的动能变化为零，即可能存在滑块速度相同的两个位置，选项C正确在整个过程中，只有一个弹簧处于原长的位置，此时合外力等于电场力；当滑块处于O点正下方时，弹簧弹力沿MN方向分力为零，所以合外力也等于电场力；所以，在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的位置有两个，选项D错误答案：AC图88(2010江苏高考)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图8所示下列说法中正确的是()A. O点的电势最低B. x2点的电势最高C. x1和x1两点的电势相等D. x1和x3两点的电势相等解析：由于电场线的正方向未知，所以无法比较电势的高低，选项A、B错误；由对称性可知，将同一电荷从x1点移动到O点和从x1点移动到O点电场力做功相同，所以x1点和x1点为等势点，选项C正确；由对称性可知，将同一电荷从x1点移动到x2点和从x3点移动到x2点电场力做功数值相同，但一次做负功，一次做正功，x1点和x3点电势并不相同，选项D错误答案：C二、计算题(31236)9A、B两个带电小球，A固定不动，B的质量为m，在库仑力作用下，B由静止开始运动已知初始时，A、B间的距离为d，B的加速度为a，经过一段时间后，B的加速度为，此时A、B间距离应为多少？已知此时B的速度为v，则此过程中电势能的减少量为多少？解析：依题意，当AB距离为d时，电场力F1ma，设加速度为时，A、B间距为x，则此时电场力为F2ma，即F14F2.再由库仑定律知：F1，F2，则解得：x2d.由于B由静止运动，最终速度达到v，所以B的动能变化量Ekmv2.由能量守恒知电势能减少量为：EpEkmv2.答案：2dmv2图910如图9所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内作圆周运动已知小球所受到电场力是其重力的3/4，圆环半径为R，斜面倾角为53，SBC2R.若使小球在圆环内能作完整的圆周运动，h至少为多少？解析：图10小球所受的重力和电场力都为恒力，故可两力等效为一个力F，如图10可知F1.25mg，方向与竖直方向左偏下37，从图中可知，能否作完整的圆周运动的临界点是能否通过D点，若恰好能通过D点，即达到D点时球与环的弹力恰好为零由圆周运动知识得：Fm即：1.25mgm由动能定理有：mg(hRRcos37)mg(hcot2RRsin37)mvD2联立可求出此时的高度h10R.答案：h10R图1111一匀强电场，场强方向是水平的(如图11)，一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成角的直线运动求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差解析：设电场强度为E，小球带电量为q，因为小球做直线运动，它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线，图12如图12所示所以mgqEtan由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为a设从O点到最高点的位移为x，根据运动学公式有v022ax运动的水平位移为xxcos从O点到最高点的过程中，电场力做负功，电势能增加，小球在最高点与O点的电势能之差为：EpqEx联立以上五式，解得：Epmv02cos2.答案：mv02cos2课时作业21电容器与电容带电粒子在电场中的运动时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1描述对给定的电容器充电时，电量Q、电压U，电容C之间的相互关系图象如图所示，其中错误的是()答案：A图12如图1所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是()A两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D以上解释都不正确解析：设电子质量为m，电荷量为e，两板间距为d，则t2d解得td即td又eUmv20得v与d无关答案：C图23如图2所示，水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷，A板带负电荷，B板接地若将A板向上平移到虚线位置，在A、B两板中间的一点P的电场强度E和电势的变化情况是()AE不变，改变BE改变，不变CE不变，不变DE改变，改变解析：当将A板向上平移到虚线位置时，意味着平行板之间的距离拉大，由C知，电容C减小，由题意知电容上的带电量不变，由QCU可知，U必变大；由UEd，所以QCUUEd知，E不变，由于P点到B板的距离不变，故PB之间的电压不变，故应选C.答案：C图34如图3所示，在O点放置正点电荷Q，a、b两点的连线过O点，且Oaab.以下说法正确的是()A将质子从a点由静止释放，质子向b做匀加速运动B将质子从a点由静止释放，质子运动到b点的速率为v，则将粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为vC若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为2vD若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为解析：由于库仑力变化，因此质子向b做变加速运动，A错误；由于a、b之间的电势差恒定，根据动能定理qUmv2，可得v，则知粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为v，B正确；当电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动时，根据km，可得v，则知电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动时的线速度为v，C、D错误答案：B图45如图4所示，平行金属板内有一匀强电场，一个电荷量为q、质量为m的带电粒子(不计重力)以v0从A点水平射入电场，且刚好以速度v从B点射出则以下说法正确的是()A若该粒子以速度v从B点射入，它将刚好以速度v0从A点射出B若该粒子以速度v0从B点射入，它将刚好以速度v从A点射出C若将q的反粒子(q，m)以速度v0从B点射入，它将刚好以速度v从A点射出D若将q的反粒子(q，m)以速度v从B点射入，它将刚好以速度v0从A点射出解析：从粒子的运动轨迹可以判断粒子带正电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速直线运动该粒子的反粒子在电场中受到的电场力向上，轨迹将要弯曲向上结合运动的合成与分解，可得正确选项为A、C.答案：AC6.图5如图5所示，交变电压加在平行板电容器A、B两极板上，开始B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场作用下开始运动设A、B两极板间的距离足够大，下列说法正确的是()A电子一直向着A板运动B电子一直向着B板运动C电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动D电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动图6解析：根据交变电压的变化规律，不难确定电子所受电场力的变化规律，从而作出电子的加速度a，速度v随时间变化的图线，如图6所示从图中可知，电子在第一个T/4内做匀加速运动，第二个T/4内做匀减速运动，在这半个周期内，因初始B板电势比A板电势高，所以电子向B板运动，加速度大小为eU/md.在第三个T/4内做匀加速运动第四个T/4内做匀减速运动但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反，向A板运动，加速度大小为eU/md，所以电子做往复运动综合分析正确答案应选D.答案：D图77如图7所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电荷量为q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为Q的点电荷，杆上a、b两点到Q的距离相等，Oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a点的速率为.则下列说法正确的是()A小环通过b点的速率为B小环从O到b，电场力做的功可能为零C小环在Oa之间的速度是先增大后减小D小环在ab之间的速度是先减小后增大解析：由动能定理：Oa，mgh1Uqmva2，Ob，mg(h1h2)Uqmvb2，解得vb.答案：A8(2009四川高考)图8如图8所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2(v2v1)若小物体电荷量保持不变，OMON，则()A小物体上升的最大高度为B从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小解析：本题综合考查库仑力、电场力做功与电势能变化的关系、动能定理，意在考查考生的推理能力和分析综合能力M、N两点在同一等势面上从M至N的过程中，根据动能定理，mghWf0mv12，从N至M的过程中，mghWfmv22，由两式联立可得：h，A项正确；从N至M，点电荷周围的电势先增大后减小，故小物体的电势能先减小后增大，B项错误；从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功，C项错误；根据库仑定律，从N到M的过程中，小物体受到的库仑力先增大后减小，受力分析知，小物体受到的支持力先增大后减小，因而摩擦力也是先增大后减小，D项正确答案：AD二、计算题(31236)图99两平行金属板竖直放置，带等量异种电荷，一带电荷量为q、质量为m的油滴以v0的速率沿两板中线竖直向上射入两板之间，最后垂直打在B板上，如图9所示已知油滴打在B板上时的速率仍为v0，则A、B两板间的电势差为多大？解析：由运动分解可知，油滴可看成竖直方向的上抛运动和沿水平方向在电场力作用下的匀加速直线运动的合运动，垂直打在板上，竖直方向速度为零，水平方向速度为v0，故有0v0gt，得t水平方向a，v0at由水平方向位移情况tt解上述各式得U答案：图1010如图10所示，AB、CD为两平行金属板，A、B两板间电势差为U，C、D始终和电源相接，测得其间的场强为E.一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)由静止开始，经AB加速后穿过CD发生偏转，最后打在荧光屏上，已知C、D极板长均为x，荧光屏距C、D右端的距离为L，问：(1)粒子带正电还是带负电？(2)粒子打在荧光屏上距O点下方多远处？(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大？解析：(1)粒子向下偏转，电场力向下，电场强度方向也向下，所以粒子带正电(2)设粒子从AB间出来时的速度为v，则有qUmv2设粒子离开偏转电场时偏离原来方向的角度为，偏转距离为y，则在水平方向有vxv，xvt在竖直方向有vyat，yat2其中a，t由此得到tan，y所以粒子打在荧光屏上的位置离开O点的距离为yyLtan(L)(3)由上述关系式得vyEx，所以粒子打在屏上时的动能为：Emvx2mvy2qU答案：(1)正电(2)(L)(3)图1111为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘透明的有机玻璃，它的上下底面是面积A0.04 m2的金属板，间距L0.05 m，当连接到U2500 V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图11所示现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q1.01017 C，质量为m2.01015 kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力求合上开关后：(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？(3)经过多长时间容器里烟尘颗粒的总动能达到最大？解析：(1)当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附，烟尘颗粒受到的电场力F，Lat2，tL0.02 s.(2)WNALqU2.5104J.(3)设烟尘颗粒下落距离为xEkmv2NA(Lx)，当x时，Ek达到最大，xat12.t1L0.014 s.答案：(1)0.02 s(2)2.5104J(3)0.014 s第七章恒定电流课时作业22部分电路欧姆定律电功和电功率时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1.图1如图1所示，有A、B、C、D四个电阻，它们的IU关系如图1所示，其中电阻最小的是()AABBCC DD解析：因为在IU图象中，图线的斜率k，故斜率越大，电阻越小，因而A的电阻最小答案：A2一个标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220 V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用如下图所示的图象表示，题中给出的四个图象中肯定不符合实际的是()解析：图象中的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大，如果是曲线，表示电阻在不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时的电阻可以用该点和原点的连线的斜率来表示，温度越高，电阻率越大，电阻也就越大灯泡在电压增大过程中的电流增大，温度升高，电阻变大，所以B正确A图表示电阻不变，C表示电阻变小，D表示先变大后变小，故答案选ACD.答案：ACD3对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是()A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10 RB常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为RC给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的比值不变D把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零解析：设原电阻R，当l10 l时，由体积不变原理求得截面积变成S S，所以电阻变为R100 R，A错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为 R的电阻并联，其总阻值为 R，B正确；金属丝的电阻率随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率随温度升高而增大，因而R将逐渐增加，C错误；这种现象叫超导现象，D正确答案：BD4(2010海南模拟)有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V,60 W”现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量()A日光灯最多 B电烙铁最多C电风扇最多 D一样多解析：电烙铁是纯电阻用电器即以发热为目的，电流通过它就是用来产热而日光灯和电风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)，综上所述，只有B正确答案：B图25有四盏灯，如图2所示连接在电路中，L1和L2都标有“220 V,100 W”字样，L3和L4都标有“220 V,40 W”字样，把电路接通后，最暗的是()AL1 BL2CL3 DL4解析：由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R1R2R3R4，即R4R1.由串联电路功率的分配知P4P1(P2P3)，而P2与P3的大小可由并联电路的功率分配知P2P3，所以四只灯消耗的实际功率大小关系为P4P1P2P3，故最暗的灯是L3.答案：C6不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V,40 W”的灯泡，下列说法正确的是()A接在110 V的电路上时的功率为20 W B接在110 V的电路上时的功率为10 WC接在440 V的电路上时的功率为160 WD接在220 V的电路上时的功率为 40 W解析：由P可知R一定时，PU2所以当U110 V时，P10 W当U440 VU额时，灯泡烧坏当U220 VU额时，PP额40 W答案：BD图37如图3所示的电路中，理想电流表A1的读数为1.2 A，理想电流表A2的读数为2 A，则()AR1R2，表A的读数为3.2 ABR1R2，表A的读数为3.2 ACR1R2，表A的读数为4 ADR1R2，表A的读数无法判断解析：图4电流表为理想电流表，其等效电路图如图4所示由图知四个电阻并联连接，A的读数为A1和A2的读数之和，因A1的读数小于A2的读数，则流过电阻R1的电流大于流过电阻R2的电流，又因R1与R2两端电压相同，故R1R2.答案：A图58家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关，使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度如图5所示是电熨斗的电路图旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况现将开关置于温度最高挡，这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个()解析：以U表示电源电压，R表示图中每根电阻丝的电阻，在图中所示的各种连接法中，由于接法不同，各种电路中电阻丝发热的情况不同，因而电熨斗可以得到多挡的温度在图A所示的接法中，两根电阻丝并联接入电路，其总电阻为，则此时电熨斗得到的总功率为PA；在图B所示的接法中，仅有左侧一根电阻丝接入电路通电，右侧一根电阻丝中无电流，故此时电熨斗的总功率为PB；在图C所示的接法中，电源实际上被断开了使整个电熨斗中无电流通过，此时电熨斗的总功率为PC0.在图D所示的接法中，是两根电阻丝串联接入电路，其总电阻为2R，则此时电熨斗消耗的总功率为PD.答案：A二、计算题(31236)9一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压，现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图6(a)和(b)所示测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒，求此时加在电热水壶上的实际电压图6解析：设电热水壶的电阻为R则R 电能表转1转的能量为： J1200 J设电热水壶的实际电压为U则t1251200 J，U200 V答案：200 V10有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I5 A，求：(1)电动机线圈的电阻R等于多少(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少(3)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大，电动机消耗的电功率又为多大(取g10 m/s2)解析：电动机是非纯电阻，它从电路获取的电功率一部分转化为提升重物用的机械功率，另一部分则转化为线圈电阻上的发热功率，三者关系应满足能量守恒由于电动机线圈电阻及电路电压一定，调节输入电动机线圈的电流，则电动机就有可能获得最大机械功率因电动机工作时为非纯电阻，输入电压UIR.电动机因故不能转动时，电动机为纯电阻，输入电压UIR，故输入电流增大，电动机消耗的功率也增大，如果此时电动机消耗的功率比正常工作时消耗的功率大很多，电动机在这种状态下工作就有可能被烧坏答案：(1)设电动机输入功率为P，输出功率为P1，热消耗功率为P2，则有PP1P2mgvI2RR 6 (2)P1PP2UII2RR(I)2当I时，P1有最大值为当I10 A，电动机的输出最大功率P1大600 W由于P1大mgv大，有v大1.2 m/s(3)因电动机不能转动，此时电路中电流最大，最大电流为I大20 A，电动机消耗的功率也最大P2大I大2R2400 W图711如图7所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 ，1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.(1)根据传感器上的标注，计算传感器的电阻和额定电流(2)若电路元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过了1 ，则该传感器就失去作用，实际检测时，将一个恒定的电源加在图中a、b之间(电源电压小于上述所求的电压的最大值)，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压，检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否还能使用？此时a、b间所加的电压是多少？解析：(1)传感器的电阻R传U传2/P传10 ，传感器的额定电流I传P传/U传0.9/3 A0.3 A.(2)要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流II传0.3 A此时电源电压最大值UmU传U0U传传感器的额定电压，U0为R0调至最大值R0m10 时R0两端的电压，即：U0I传R0m0.310 V3 V所以电源电压的最大值UmU传U06 V.(3)设实际检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传，根据第一次实验记录数据由：UR传I1U1，即：U0.16R传1.48根据第二次实验记录数据由：UR传I2U2即：U0.22R传0.91解得：R传9.5 ，U3 V.传感器的电阻变化为RR传R传10 9.5 0.5 此传感器仍然可以使用答案：(1)10 0.3 A(2)6 V(3)可以使用U3 V课时作业23闭合电路欧姆定律时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 解析：因为电路断开时路端电压为3 V，所以E3 V当R8 时，U2.4 V，所以I A0.3 AEUIr，所以r2 .答案：B图12如图1中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计，开关接通后流过R2的电流是K接通前的()A.B.C. D.解析：由串、并联知识可得，在K没有接通时，R1、R2串联，I1在K接通后，R2、R3并联，再跟R1串联I2I2由，所以B选项正确答案：B图23在图2所示电路中E为电源，其电动势E9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R30 ；L为一小灯泡其额定电压U6.0 V，额定功率P1.8 W；K为电键开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通电键 K，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为()A10 B20 C15 D5 解析：本题中小灯泡正好正常发光，说明此时小灯泡达到额定电流I额P/U1.8/6.0 A0.3 A，两端电压达到额定电压U额6.0 V，而小灯泡和电源、滑动电阻AC串联，则电阻AC的电流与小灯泡的电流相等，则RAC 10 ，RCBRRAC(3010) 20 ，所以B选项正确答案：B图34在如图3所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P由a端向b端移动时()A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小解析：首先将理想化处理，简化电路，R2与R3并联后与R1串联，当滑动头P向b端移动时，R3阻值变小，R2、R3并联部分总电阻变小，据串联分压原理，R1和内电阻上电压增大，R2、R3并联部分电压变小，由此可得：外电路上总电压变小，电压表示数变小；R2上电流变小，但干路总电流变大，因此R3上电流变大，电流表示数变大正确选项为B.少数考生没有将电流表和电压表进行理想化处理，由于电路结构较复杂，分析时产生失误少数考生审题不严，误将滑动头P上移动理想为R3阻值变大，导致错误答案：B5.图4如图4所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小根据分析，发生的故障可能是()AR1断路BR2断路CR3短路 DR4短路解析：等效电路如图5所示，若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，图5L1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、电流表的电流都减小，故A选项正确若R2断路，总外电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B选项错若R3短路或R4短路，总外电阻减小，总电流增大，A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D选项错答案：A图66如图6所示，是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路在增大电容器两极板间距离的过程中()A电阻R中没有电流B电容器的电容变小C电阻R中有从a流向b的电流D电阻R中有从b流向a的电流解析：增大电容器两极板间距离时，电容器电容变小，电容器放电，A极板上的正电荷通过电阻向电池充电，电阻R中有由a流向b的电流答案：BC7(2009全国卷)图7为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V则该电路可能为()图7解析：本题考查测电源的电动势和内电阻及电路的有关知识，意在考查考生综合运用电路知识和实验的有关方法解决问题的能力；由图可知，EUm6 V，U4 V时，I4 A，因此有644r，解得r0.5 ，当路端电压为4.8 V时，U内EU(64.8) V1.2 V，由，所以Rr0.5 2 ，由电阻的串并联知识可知，正确答案为B.答案：B8(2009重庆高考)某实物投影机有10个相同的强光灯L1L10(24 V/200 W)和10个相同的指示灯X1X10(220 V/2 W)，将其连接在220 V交流电源上，电路见图8.若工作一段时间后L2灯丝烧断，则()图8AX1的功率减小，L1的功率增大BX1的功率增大，L1的功率增大CX2的功率增大，其他指示灯的功率减小DX2的功率减小，其他指示灯的功率增大解析：本题考查闭合电路的欧姆定律和电路的相关问题，意在考查考生运用知识解决实际问题的能力L2灯丝烧断，则电路中的总电阻变大，由欧姆定律知，总电流减小，则除L2支路外，其他支路两端的电压减小，强光灯和指示灯的功率都要减小其他支路电压减小，则L2两端电压升高，其功率增大答案：C二、计算题(31236)9某电子元件的电压与电流的关系如图9所示