高二物理电学专题训练卷

高二物理电学专题训练卷引言电学，作为高中物理知识体系中的核心支柱之一，不仅是对前期力学知识的深化与拓展，更是后续学习电磁学、近代物理的重要基石。其概念抽象，规律严谨，与生产生活联系紧密，对同学们的逻辑思维能力、空间想象能力以及数学工具的运用能力均提出了较高要求。高二阶段的电学学习，主要涵盖静电场、恒定电流等关键模块，这些内容既是学科内综合的重点，也是各类考试中的难点。这份专题训练卷，正是为同学们梳理知识脉络、强化解题技能而精心准备的。它力求覆盖高二电学的核心知识点，通过多样化的题型设置，帮助同学们在练习中巩固基础、发现薄弱环节、提升综合应用能力。希望同学们能认真对待每一道题目，不仅追求答案的正确性，更要注重过程的分析与方法的提炼，真正做到融会贯通，为后续的学习奠定坚实基础。一、选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。)1.关于点电荷的下列说法中，正确的是（）A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷C.当两个带电体的距离比它们自身的大小大得多时，这两个带电体就可看成点电荷D.一切带电体都可以看成点电荷2.如图所示，真空中有两个点电荷Q1和Q2，分别固定在x轴上的x1和x2位置。若在x轴上某点P（x，0）处放置一正试探电荷q，它所受的电场力为F。则F的大小随x变化的图像可能是（）(说明：此处应有图像选项，假设为常见的电场力随位置变化的示意图，可能涉及同种电荷相斥、异种电荷相吸导致的力的方向和大小变化)3.关于电场强度和电势，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的地方，电势一定为零B.电势为零的地方，电场强度一定为零C.同一等势面上的各点，电场强度的大小一定相等D.电场强度大的地方，电势不一定高4.一个电容器，两极板间的电压为U时，极板上的电荷量为Q，若它的电荷量增加ΔQ，两极板间的电压就增加ΔU，则此电容器的电容为（）A.Q/UB.ΔQ/ΔUC.(Q+ΔQ)/(U+ΔU)D.以上都正确5.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）(说明：此处应有电路图，假设为滑动变阻器与R1串联后与R2并联，再接入电源)A.电流表的示数一定增大B.电压表的示数一定增大C.R1消耗的功率一定增大D.电源的输出功率一定增大6.关于电流、电阻和电阻率，下列说法正确的是（）A.通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大B.导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比C.同种材料制成的导体，其电阻率与导体的长度和横截面积无关D.导体的电阻率随温度的升高而增大7.在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，以下说法正确的是（）(说明：此处应有电路图，假设为R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测总电流)A.电流表A的示数变小B.电压表V的示数变大C.R1两端的电压变小D.电源的效率变大8.某同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值，现有如下实验器材：待测电阻Rx（约几十欧），电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），电源（电动势3V，内阻不计），滑动变阻器（0~10Ω，额定电流1A），开关，导线若干。为了减小测量误差，实验电路应采用（）A.电流表内接法，滑动变阻器限流接法B.电流表内接法，滑动变阻器分压接法C.电流表外接法，滑动变阻器限流接法D.电流表外接法，滑动变阻器分压接法二、填空题(本题共4小题，每空2分，共16分)9.在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大到原来的三倍，那么它们之间的静电力大小变为原来的______倍。如果保持它们之间的距离不变，将其中一个电荷的电荷量增大到原来的三倍，另一个电荷的电荷量变为原来的一半，那么它们之间的静电力大小变为原来的______倍。10.一个平行板电容器，两极板间是空气，电容为C。若将两极板间的距离减小为原来的一半，并且充满相对介电常数为εr的某种电介质，则此时电容器的电容变为原来的______倍。若该电容器充电后与电源断开，再将上述电介质充满两极板间，则电容器所带的电荷量______（填“增大”、“减小”或“不变”），两极板间的电场强度______（填“增大”、“减小”或“不变”）。11.一个标有“220V，100W”的白炽灯泡，其正常工作时的电阻为______Ω。若将其接在110V的电压下（不考虑温度对电阻的影响），其实际功率为______W。12.如图所示为某多用电表的表盘示意图，若此时选择开关置于“×10”的欧姆挡，则指针所指的读数为______Ω。若用此多用电表测量一个约2V的直流电压，选择开关应置于______（填“直流电压2.5V”或“直流电压10V”）挡，指针若指在图示位置，则所测电压为______V。(说明：此处应有多用电表表盘示意图，假设指针指向某个刻度，例如在欧姆挡“×10”时，指针指向15刻度线附近；电压挡时，根据所选量程确定分度值读数)三、实验题(本题共2小题，共18分)13.(8分)某实验小组要测绘一个标有“3.8V，0.3A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的器材如下：电源E：电动势4V，内阻不计；电流表A：量程0~0.6A，内阻约0.5Ω；电压表V：量程0~5V，内阻约5kΩ；滑动变阻器R：0~20Ω，额定电流1A；开关S及导线若干。(1)为了使小灯泡两端的电压能从0开始连续调节，并且能准确测量，实验中应采用图甲中的______电路（选填“a”或“b”）。(2)请根据所选的电路，在图乙中用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。(说明：此处应有图甲的两种电路图——分压式和限流式，以及图乙的实物图待连接)(3)某同学根据实验数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，由图可知，随着小灯泡两端电压的增大，其电阻______（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是因为______。(说明：此处应有图丙的伏安特性曲线图，显示为一条向电压轴弯曲的曲线)14.(10分)某同学要测定一节干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω）的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：电流表A1：量程0~0.6A，内阻rA1=0.2Ω；电流表A2：量程0~3A，内阻rA2≈0.05Ω；电压表V：量程0~3V，内阻rV≈3kΩ；滑动变阻器R1：0~10Ω，额定电流1A；滑动变阻器R2：0~100Ω，额定电流0.1A；定值电阻R0：5Ω；开关S及导线若干。(1)为了较准确地测量电池的电动势和内阻，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。（填器材符号）(2)由于没有电压表，该同学利用所给的一只电流表和定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路来测量。请你根据此电路，用笔画线代替导线在图戊中完成实物电路的连接。(说明：此处应有图丁的实验电路图，例如将R0与电流表串联当作电压表使用，再与滑动变阻器、电源、开关组成闭合回路)(说明：此处应有图戊的实物图待连接)(3)实验中，该同学调节滑动变阻器的滑片，记录了多组电流表的示数I及对应的路端电压的测量值U（U=IR0，其中I为电流表的示数）。根据实验数据画出U-I图像如图己所示，由图像可得，该干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果保留两位有效数字）(说明：此处应有图己的U-I图像，图像为一条倾斜向下的直线，与纵轴交点为电动势，斜率绝对值为等效内阻)四、计算题(本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)15.(12分)如图所示，在真空中有一水平向右的匀强电场，电场强度大小E=1.0×104N/C。一个质量m=0.1kg、电荷量q=+1.0×10-5C的带电小球，用长L=0.4m的绝缘细线悬挂于O点。当小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ。（g取10m/s2，sinθ≈tanθ≈θ，cosθ≈1，θ很小）(1)求θ的正切值tanθ；(2)若将小球拉至细线处于水平位置，然后由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。(说明：此处应有示意图，显示带电小球在匀强电场中悬挂的情景)16.(14分)如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，电容器C的电容C=0.5μF。开关S闭合后，电路达到稳定状态。求：(1)电流表的示数I；(2)电阻R2两端的电压U2；(3)电容器C所带的电荷量Q，并指出电容器哪个极板带正电。(说明：此处应有电路图，假设R1、R2串联后与R3并联，电容器C并联在R2两端，电流表测量干路电流)17.(16分)如图所示，光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，导轨间距为L，其左端接有阻值为R的定值电阻。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。现给金属棒ab一个水平向右的初速度v0，使其在导轨上运动。忽略导轨的电阻，重力加速度为g。求：(1)金属棒ab刚开始运动时，通过电阻R的电流大小和方向；(2)金属棒ab在运动过程中所能滑行的最大距离x；(3)在金属棒ab从开始运动到停止的整个过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。(说明：此处应有示意图，显示水平导轨、金属棒、磁场方向和电阻的连接方式)参考答案与提示一、选择题1.C(点电荷是理想化模型，其抽象条件是带电体的形状和大小对所研究的问题影响可忽略不计。)2.(根据具体图像分析，提示：考虑Q1、Q2的电性及相对位置，分析电场力的方向和大小随x的变化。例如，若Q1、Q2为同种正电荷且间距一定，P点从左向右移动，电场力可能先减小后增大再减小等。)3.D(电场强度和电势是描述电场的两个不同方面的物理量，没有必然的大小对应关系。等势面的疏密可表示场强大小，但同一等势面上场强大小不一定相等。)4.D(电容的定义式C=Q/U，对于给定电容器，C是常数，与Q、U无关，ΔQ/ΔU同样等于C。)5.(根据具体电路图分析，提示：滑片移动导致R变化，进而分析总电阻、总电流、路端电压变化，再分析各支路或各电阻的电流电压功率变化。)6.C(电流I=q/t，与q和t都有关；电阻由导体本身决定，与U、I无关；金属电阻率一般随温度升高而增大，但半导体材料可能相反。)7.(根据具体电路图分析，提示：滑片向下滑动，R2接入电路电阻变化，分析总电阻、总电流（电流表示数）变化，内电压、路端电压变化，再分析R1两端电压及R2两端电压（电压表示数）变化。电源效率η=UI/EI=U/E，与路端电压U有关。)8.C(Rx约几十欧，电流表内阻约0.1Ω，电压表内阻约3kΩ。Rx远大于RA，故采用电流表外接法以减小系统误差。滑动变阻器0~10Ω，Rx约几十欧，采用限流接法即可满足电压调节范围和安全要求。)二、填空题9.1/9；3/2(根据库仑定律F=kQ1Q2/r²分析。)10.2εr；不变；减小(C=εrS/(4πkd)；充电后断开电源，Q不变；充满介质后C增大，U=Q/C减小，E=U/d=Q/(Cd)=4πkQ/(εrS)，故E减小。)11.484；25(R=U额²/P额；P实=U实²/R=(U实²/U额²)P额。)12.(假设指针指向15)150；直流电压2.5V；(根据所选量程的分度值计算，例如2.5V量程分度值为0.05V，若指针指向1.5V刻度线则读数为1.5V)三、实验题13.(1)a(分压式接法)(2)(根据分压式、外接法连接实物图，注意电表正负接线柱和滑动变阻器的连接。)(3)增大；小灯泡的电阻随温度的升高而增大(灯丝温度升高，电阻率增大，电阻增大。)14.(1)A1；R1(干电池电流不宜过大，A1量程合适且内阻已知；R2额定电流太小，选R1。)(2)(根据电路图连接实物，注意电表正负接线柱和滑动变阻器的连接方式。)(3)(根据U-I图像与纵轴交点为E，斜率绝对值为(r+rA1+R0)，进而求出r。例如，若图像纵轴截距为1.5V，斜率绝对值为6Ω，则r=6Ω-0.2Ω-5Ω=0.8Ω。)四、计算题15.(1)小球静止时受力平衡：tanθ=Eq/mg。代入数