1、 第 1 页 共 100 页 人教版物理选修人教版物理选修 1 1- -1 1 同步练习及单元检测及答案(同步练习及单元检测及答案(9 9 份)份) 第一章第一章 电场电场 电流电流 电荷 库伦定律 【典型例题】 【例1】关于点电荷的说法,正确的是 ( ) A、只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C、点电荷一定是电量很小的电荷 D、体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷 【解析】库伦定律中所要求的点电荷,并非是指带电体的本身的大小,而是指带电体之间的 距离比带电体自身的线度的大小大的多,以至电体的形状和大小对相互作用力影响可以忽 略。所以
2、本题答案:D 【例2】两个点电荷相距为r,相互作用力为F,则( ) A、电荷量不变,距离加倍时,作用力变为F/4 B、其中一个点电荷的电荷量和两点电荷之间的距离都减半时,作用力不变 C、每个点电荷的电荷量和两个点电荷间的距离都增加相同的倍数时,作用力不变 D、将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷,两者的距离不变,作用力 可能不变 【解析】根据库伦定律的计算公式 2 21 r QQ kF ,可知本题的答案为 ACD 【例3】真空中有三个同种的点电荷,它们固定在一条直线上,如图所示,它们的电荷量均 为4.010 12C,求Q 2受到静电力的大小和方向。 【解析】由库仑定律可知Q2受到Q
3、1的静电力为斥力,方向水平向右, 受到Q3的库伦斥力方向向左。它受到的静电力是这两个力的合力, 设向右为正方向 N rr kQ r QQ k r QQ kF 11 22 2 129 2 2 2 1 2 2 2 2 32 2 1 21 101 . 1 )2 . 0( 1 1 . 0 1 100 . 4100 . 9 11 方向向右。 【基础练习】 一、选择题 1、A、B、C 三个塑料小球,A 和 B,B 和 C,C 和 A 间都是相互吸引,如果 A 带正电则( C) A、.B、C 球均带负电 B、B 球带负电,C 球带正电 C、B、C 球中必有一个带负电,而另一个不带电 D、B、C 球都不带电
4、2、库仑定律的适用范围是 ( CD ) A、真空中两个带电球体间的相互作用 B、真空中任意带电体间的相互作用 C、真空中两个点电荷间的相互作用 D、真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律 第 2 页 共 100 页 3、下述说法正确的是( BC ) A元电荷就是质子 B物体所带的电量只能是某些值。 C元电荷是带电物体电量的最小值 D由库仑定律F=k 2 21 r qq 可知,当两电荷间距离r0 时,F 4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一小段距离,发现两球之间相互排斥, 则A、B两球原来的带电情况可能是: ( C ) AA和B原来带有等量异种电荷 BA和B原
5、来带有同种电荷 CA和B原来带有异种不等量电荷 DA原来带电,而B原来不带电 5、带负电的粒子以不同的速度v0从A点分别射出,在O点处有一个固定的正点电荷,已知 v0OA,粒子的重力可忽略不计,其中有一些粒子可以绕O点做圆周运动,那么这些做圆周 运动的粒子( D) A一定具有相同的动能 B一定具有相同的电量 C如果它们的动能相同,那么它们的荷质比一定相同 D如果它们的电量相同,那么它们动能一定相同 6、真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到2倍时,Q2减为原来的1/3,而距离增大 到原来的3倍,电荷间的库仑力变为原来的:( D ) A、4/9 B、4/27 C、8/27 D、2/2
6、7 二、填空题 7、库仑定律公式中静电力常数k的大小为_在国际单位制中k的单位是 _在真空中两个1C的点电荷相距1m时的相互作用力Nm 2C2 8、真空中有两个点电荷A、B其带电量qA=2qB,当二者相距0.01m时,相互作用力为1.8 10 -2N,则其带电量分别为qA=_2108_C_,qB=1108_C_ 9、历史上在,最早测出电子电荷的精确数值的科学家是 ,其实验的基本原理是 使带电液滴在匀强电场中受到的电场力恰好等于油滴的重力,即 qE = mg,用实验的方 法测出 m 和 E,就能计算出油滴所带的电量,发现这些电量都等于 的整数倍, 这个实验进一步证实了 的存在,揭示了电荷的 性。
7、 三、计算题 10、在真空中有两个相距0.18m的点电荷,Q1电量为十1.810 -12C。两个点电荷间的静电 力F=1.010 -12N,求Q 2所带的电量? 2.010 -12C 11、氢原子由一个质子(原子核)和一个核外电子组成。电子质量me = 9.110 -31kg,质子 质量mp = 1.6710 -27kg,电子和原子核所带电荷量都等于 e = 1.610 -19C。电子绕核 旋转的轨道半径r = 5.310 -11m。试求: (1)电子所受静电引力是万有引力的多少倍? (2)电子绕核旋转的周期和线速度各是多少? 第 3 页 共 100 页 12、如图所示,在光滑绝缘水平面上固定
8、质量相等的三个带电小球(可视为点电荷)a、b、 c三球共线,若释放a球,其初始加速度为 1m/s 2,方向向左;若释放 c球,其初始加速度 为 3m/s 2,方向向右;若释放 b球,则b球的初始加速度的大小是多少?方向如何? 2m/s 2,方向向左 13、如图所示,把质量为 0.2 克的带电小球 A 用丝线吊起,若将带电量为 4 10 -8C 的小球 B靠近它,当两小球在同一高度时且相距 3cm,丝线与坚直方向夹 角为 45,求此时小球B受到库仑力及小球A带的电量。 解析:丝线为什么能与竖直方向成 45角,此时小球处 于什么状态,根据题给的条件,可知小球A处于平衡状态, 分析小球A受力情况如图
9、 5 所示。mg:小球A的重力。T:丝 线的张力。F:小球B对小球A的静电力。 三个力的合力为零。 F=mgtg45=0.210 -3101=210-3N。 题中小球A,B都视为点电荷,它们之间相互吸引,其 作用力大小 FK qq r AB 2 C105 . 0 104100 . 9 )103(102 45tg 8 89 223 2 A BA qmg r qq K 小球B受到库仑力与小球A受到库仑力为作用力和反作 用力,所以小球B受到的库仑力大小为 210 -3N。小球 A与 小球B相互吸引,B带正电,小球A带负电,所以 qA=-0.510 -8C 【能力提升】 一、选择题 1、真空中两个点电
10、荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到2倍时,Q2减为原来的1/3,而距离增大 到原来的3倍,电荷间的库仑力变为原来的:( D ) A、4/9 B、4/27 C、8/27 D、2/27 2、如图所示,有大小相同的A、B、C三个金属球,A、B带等量异种电荷,中间连接一个轻 质绝缘的弹簧,放在光滑的绝缘水平面上,平衡时弹簧压缩量为X0,现将不带电的C球和A 球接触一下,然后拿走,则产生新平衡时弹簧的压缩量X为(C ) A。X= 2 1 X0 BX 2 1 X0 CX 2 1 X0 DX=X0 二、填空题 第 4 页 共 100 页 3、真空中A、B两个点电荷,相距L,质量分别为m和 2m,它们由静止
11、开始运动(不记重 力)开始时,A的加速度为a,经过一段时间B的加速度为a,速率为V,那么这时两点电荷相 距 ,A点电荷的速率为 , 它们相遇时离A电荷出发点的距离是 。2 /2L、 2V、 3 2L 三、 计算题 4、如图所示,两个相同小气球带等量电荷(可看作点电荷) ,两气球相距为L0,细线间夹角 为,悬挂物体的质量为 m,气球悬浮在空中不动,求气球的带电量。 第二节、电场 【典型例题】 【例1】电场中有一点P,下列说法正确的是( ) A、若放在P点电荷的电量减半,则P点的场强减半 B、若P点没有检验电荷,则P点场强为零 C、P点的场强越大,则同一电荷在P点所受电场力越大 D、P点的场强方向
12、为检验电荷在该点受力方向 【解析】 虽然电场强度是利用检验电荷在 P 点受力与检验电荷电量本身比值而得, 但它反映 的是电场本身的性质,而与检验电荷是否存在及其电量大小并无关系,所以 A、B 选项均错, 只有 C 选项正确.D 的错误在于电场强度的方向是正电荷在该点受力方向,与放在该点负电 荷的受力方向相反,D 选项中并未说明检验电荷的正、负,所以错误. 【例2】A、B为带异种电量的两点电荷,c、d为A、B连线上的两点,且Ac=Bd,关于c、d两点 间电场强度的情况是( ) A、由c到d电场强度由大变小 B、由c到d电场强度由小变大 C、由c到d电场强度不变 D、由c到d电场强度先变小后变大
13、【解析】 c、d间的电场处于A、B两异种点电荷所形成的叠加场,各点场强可由EA+EB表示, 但计算起来较繁杂,可借助电场线来描绘,如图所示,从电场线分布看,cd电场线密 疏密,因此电场强度先变小后变大. 【例 3】如图所示,QA=310 -8C,Q B=-310 -8C,A,B 两球相距 5cm,在水平方向外电 场作用下,A,B 保持静止,悬线竖直,求 A,B 连线中点场强。(两 带电小球可看作质点) 【解析】以 A 为研究对象,B 对 A 的库仑力和外电场对 A 的电场力平 衡, 第 5 页 共 100 页 E外方向与 A 受到的 B 的库仑力方向相反,方向向左。在 AB 的连线中点处 EA
14、,EB的方向 均向右,设向右为正方向。则有 E总=EA+EB-E外。 【基础练习】 一、选择题 1、关于电场强度 E 的说法正确的是( A ) A 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同; B 根据 E=F/q 可知,电场中某点的电场强度与电场力 F 成正比,与电量 q 成反比; C E 是矢量,与 F 的方向一致; D 公式E=kQ/r 2对任何电场都适用。 2、以一个点电荷为球心,在其周围空间中画出一个球面,对于球面上的各点: ( A ) A、电场强度的大小相同,方向不同; B、电场强度的大小相同,方向相同; C、电场强度的大小不同,方向不同; D、电场强度的大小不同,方
15、向相同。 3、下面关于电场线的说法,其中正确的是 ( CD ) A在静电场中释放的点电荷,在电场力作用下一定沿电场线运动 B电场线的切线方向一定与通过此处的正电荷运动方向相同 C电场线的切线方向一定与通过该点的正电荷的加速度方向相同 D电场线的疏密表示电场强度的大小 4、如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有 A、B 两点,用 EA、 EB表示 A、B 两处的场强,则 ( AD ) A、A、B 两处的场强方向相同 B、因为 A、B 在一条电场上,且电场线是直线,所以 EAEB C、电场线从 A 指向 B,所以 EAEB D、不知 A、B 附近电场线的分布情况,EA、EB的
16、大小不能确定 5、在真空中有一点电荷形成的电场中,离该点电荷距离为r0的一点,引入一电量为q的检 验电荷,所受电场力为F,则离该点电荷为r处的场强大小为(B ) A q F B2 2 0 qr Fr C qr Fr0 D q F r r0 6、如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由 AOB 匀速飞过,电子重力不计,则电 子所受电场力以外另一个力的大小和方向变化情况是( B ) A、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 二、填空题 7、在真空中负点电荷Q形成的电场中的P点,放一个q=-10 -9 的点电荷,测
17、得 所受电场力 大小为10 -6N 。则:(l)若移走q ,而在P点放置一个q,=+10-8 的点电荷,则 所受电场力 大小为_N,此时Q在P点产生的电场的场强大小为 N/C,方向与将q 放 在P点时的场强方向_;(2)若在P点不放任何检验电荷,则Q在P点产生的场 强大小为_N/C,方向与将 放在P点时的场强方向 第 6 页 共 100 页 110 -7、3 101、相同、 3 101、相同 8、如图所示,一个质量m,带电量为q 库的半径极小的小球,用丝线悬挂 在某匀强电场中(电场线与水平面平行) ,当小球静止时,测得悬线与竖直线 夹角为 30,由此可知该匀强电场场强方向为 ,电场强度的大小E
18、= 牛/库,若将小球的带电量减半后再利用上述方法,测量出的场强大小和原来 场强比 。 (填不变,增大或减小)向右, 3 3 mg q ,不变 9、如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为 910 3N/C,在电场 内一水平面上作半径 10cm 的圆,圆周上取A、B两点, AO连线沿E方向, BOAO,另在圆心O处放一电量为 10 -8C 的正点电荷,则 A处场强大小 EA= ,B处场强的大小EB= ,方向为 。0, 1.2710 4N/C;斜向下 45 三、计算题 10、如图所示,在真空中,带电量分别为+Q和Q的点电荷A、B相距 r,则(1)两点电荷连线的中点O的场强多大?(2)距A、B两
19、点都为r的O点的场强如 何? 8kQ/r 2,kQ/r2 11、 在场强为 E, 方向竖直向下的匀强电场中有两个质量均为 m 的带电小球, 电量分别为+2q 和-q, 两球之间用长为 L 的绝缘线相连接, 另用绝缘细线系住带正电的小球挂于 O 点处于平 衡状态,如图所示,重力加速度为 g,细线对悬点 O 的作用力 12、在真空中有 A、B 两个小球,相距 10cm,A 球带电量为 Q11210 -9C,B 带电量为 Q 23 10 -9C,在它们的连线上放一带电小球 C,正好使三个球都处于平衡状态,问小球 C 带的正 电荷还是负电荷?应该放在什么位置上?它的电量多大? 负电,距 A 电荷为 6
20、.67cm,1.3310 -9C 13、如图所示,把一个倾角为的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强 度大小为E。有一质量为m、带电量为+q的物体以初速v0,从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀 速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数。 cossin sincos Eqmg Eqmg 第 7 页 共 100 页 【能力提升】 一、选择题 1、在一个点电荷Q 的电场中,一群负离子恰好沿着以点电荷为圆心的圆弧 从 a 运动到 b,如图所示,则这些负离子可能具有相同的( A ) A、动能和电量 B、 动量和电量 C、质量和速度 D、质量和电量 2、两个固定的异种电荷,电量一定,但大小不等,用E1、
21、E2分别表示两个点电荷产生的电 场强度的大小,则在通过两点电荷的直线上,E1=E2的点( C ) A有三个,其中两处合场强为零 B有三个,其中一处合场强为零 C有二个,其中一处合场强为零 D有一个,该处合场强不为零 3、如图所示,用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N,此时上下丝线的受 力分别为 TM和 TN,如果使M球带正电,N球带负电,上下线受到的力分别为 TM、TN,则( BC ) A. TMTM B. TNTN C. TM=TM D. TNTN 二、填空题 4、如图所示,有一个半径为R的绝缘细橡胶圆环,均匀带正电Q,圆环竖 直放置,此时圆心处场强为 。今在圆环水平直径的左侧切去一小段,
22、 留下一小缺口,其宽度为a(且aR) ,则剩余部分在圆心处形成的场强大小 为 ,方向 。0、 3 2 kaQ R ,向左 三、计算题 5、如图所示,一个质量 m,带电荷q 的小物体,可在水平绝缘轨道 ox 上运动,OR 端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处于匀强电场中,场强大 小为 E,方向沿 Ox 正向小物体以初速 v0从位置 x0沿 Ox 轨道运动,受到 大小不变的摩擦力 f 作用,且 fqE设小物体与墙壁碰撞时不损失机械 能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程 (2Eqx0mv02)2f 第三节、生活中的静电现象 电容 【典型例题】 【例1】 在燃气灶上装有的电子点火器, 用电池
23、接通电子线路产生高压电, 通过高压放电产 生电火花点燃气体。为什么点火器的电极做成针尖状而不是圆头状? 【解析】实验和理论都表明导体尖锐部分的电荷特别密集,尖端附近电场特别强,容易产生 尖端放电,这样就可以比较容易地点燃气体。这是导体尖端放电在实际生活中的一种运用。 第 8 页 共 100 页 【例2】 一种静电除尘器,由两块距离为1的平行金属板A、B组成,如图所示,两板间接 上910 3V的值流电压时,在两板间产生一个强电场,如果一粒尘埃,其质量 为1.010 -5,电荷量为4.8109C, 试通过计算来比较尘埃所受的重力和电 场力的大小,并说明除尘原理。 【解析】尘埃所受的重力G=mg=1
24、.010 -510=1.010-4N两板间的场强 为E=U/d=910 3/(110-2)=9105(V/m),尘埃受到的电场力F=qE=4.810-9 910 5=4.3210-3N,F/G=43. 在实际应用中, 尘埃所带的电荷来自被强电场电离的空气分子, 空气分子被电离后成为 电子和正离子,正离子被吸引到负极板上得到电子,又成为分子,而电离出的电子在向 正极板运动过程中,遇上尘埃,而使尘埃带上负电,这样带负电的尘埃被吸附到到正极 板上而被收集。 【例3】 有一个电容器, 如果使它带的电荷量增加4.010 8C, 两极板间的电势差就增大20V, 这个电容器的电容是多少微法? 【解析】用Q表
25、示电荷的增加量,U表示电势差的增量, 则增加前后有Q=CU,Q+Q=C(U+U), 可得QCU, 所以C=Q/U=2.010 -9F=2.010-3F 【基础练习】 一、选择题 1、为了防止静电危害。下列措施正确的是(ABC) A、 油罐车上拖一条与地面接触的铁链 B、 飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎 C、 在地毯中夹杂不锈钢纤维 D、 尽可能保持印染厂空气干燥 2、下列那位科学家发现尖端放电现象(C) A、丹麦物理学家奥斯特 B、英国物理学家法拉第 C、美国科学家富兰克林 D、法国物理学家库仑 3、电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要的原因(D) A、 灰尘的自然堆积 B、 玻
26、璃具有较强的吸附灰尘的能力 C、 电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘 D、 电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘 4、电容器是将电能暂时存储的一种电学元件,电容器的电容越大,所接电压越高,其上的 存储的电能就越大,下列措施可以增大电容器存储电能能力的是(ABC) A、 电压保持不变,插入电介质 B、电压保持不变,增大正对面积 C、 电压保持不变,减小极板间的距离 D、以上措施都不行 5、平行板电容器与静电计的连接如图所示,对电容器充电,使静电计指针张开一个角度, 撤去电源后以下说法正确的是: A、增大两板间距离,静电计指针张开角度变大。 B、减小两板间距离,静电计指针张开角度变大。 C、将
27、两板平行错开一些,静电计指针张开角度变大。 D、将某电介质插入两板间,静电计指针张开角度变大。 第 9 页 共 100 页 6、传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待侧 压力 F 作用于可动膜片电极上,可使膜片产生形变,引起电容变化。若将电容器,灵 敏电流计和电源串连成闭合电路,那么下列说法正确的是(BC) A、 当 F 向上压膜片电极时,电容将减小 B、 当 F 向上压膜片电极时,电容将增大 C、 若电流计有示数,则压力 F 在发生变化 D、 若电流计有示数,则压力 F 不发生变化 二、填空题 7、避雷针的避雷原理是 。 (尖端放电) 8、防止静电危害的基
28、本方法是 导走,避免 。 (尽快把静电,电荷越积越多) 9、一平行板电容器充电后两板间电压为 3V,现使它的电量减少 310-4C,发现两板电压 降为原来的 1/3,则这个电容器的电容为_ (150F ) 三、计算题 10、请简要说明一下静电除尘的原理。 (其基本原理是有一组接负高压的电晕电极产生尖端放电, 使周围空气电离。 带有尘埃 微粒的烟气通过电离气体区成为带负电粒子。 在静电除尘器外壳和电晕电极之间, 则是接地 的金属正电极称为集尘极。荷电微粒飞向集尘极,将负电荷送给集尘极,然后下落到集尘器 中。静电除尘器是目前各类除尘器中效率最高的一种除尘设备。 ) 11、有一电容器,带电量为 1.
29、010-5C,两板间电压力 200V,如果使它的带电量再增加 1.0 10-6C, (1)求它的电容 (2)两板间电压是多少伏? ( 50F 220) 12、如图所示,把电容为 C 的电容器接在电压为 U 的电路中,讨论在下列情况下,电容器 的电容、带电量和电势差的变化 (1)接通 S,使电容器的两极板间距离减为原来的一半 (2)S 接通后再断开,使电容器两极板的正对面积减为原来的一半 ((1)U 不变由 C1/d,且 d=d/2,故 C=2C 由 CQ 知,Q=2Q (2)Q 不变由 CS,且 S=S/2,故 C=C/2 由 C1/U 知,U=2U) 13、已知电源电动势 E,电容器电容 C
30、,电阻为 R,开关 S 闭合对 C 充电至稳定状态。 求: (1)有多少电量通过 R?(C) (2)保持开关 S 闭合,把电容器两极板间距变为原来的一半,这 一过程中,又有多少电量通过 R?(C) 【能力提升】 第 10 页 共 100 页 一、选择题 1、如图所示是静电除尘的原理示意图,A为金属管,B为金属丝,在A、 B之间辊上高电 压, 使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子, 电子在向A极运动过程中被烟 气中的煤粉俘获,使煤粉带负电,最终被吸附到A极上,排出的烟 就比较清洁了。有关静电除尘的装置,下列说法正确的是(AC) A、金属管A应接高压电源的正极,金属丝 B 接负极 B、金属
31、管 A 应接高压电源的负极,金属丝 B 接正极 C、C为烟气的进气口,D为排气口 D、D为烟气的进气口,C为排气口 2、传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件, 在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意 图。 金属芯线与导电液体形成一个电容器, 从电容 C 大小的变化就反映液 面的升降情况,两者的关系是(AC) A、C 增大表示 h 增大 B、C 增大表示 h 减小 C、C 减小表示 h 减小 D、C 减小表示 h 增大 3、如图所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电量 Q 、 电压 U 和电容 C 三者的关
32、系,正确的图象有(CD) 二、填空题 4、如图所示为电容器 C 与电压 U 的电源连接成的电路当电键 K 与 1 接通, 电容器A板带_电, B板带_电, 这一过程称电容器的_ 电 路稳定后,两板间的电势差为_当 K 与 2 接通,流过导体 acb 的电 流方向为_,这就是电容器的_ 过程 (正,负,充电过程,U,bca,放电过程) 三、计算题 5、如图 8 所示,A、B 为不带电平行金属板,间距为 d,构成的电容器电容为 C质量为 m、 电量为 q 的带电液滴一滴一滴由 A 板上小孔以 v0初速射向 B 板液滴到达 B 板后,把电荷 全部转移在 B 板上求到达 B 板上的液滴数目最多不能超过
33、多少? ( 2 )( q dhmgC n ) 第 11 页 共 100 页 第四节、电源和电流 【典型例题】 【例 1】导体中电流强度是 0.5A,求半分钟内通过导体横截面的电子数? 【解析】 q=It=0.530s=15C 【例 2】把 5.0V 的电压加在一段电阻丝的两端测得通过电阻电流为 1.0102mA当电阻丝 两端电压增至 8V 时,通过电阻丝电流增加多少? 【解析】由欧姆定律 I=U/R 得 50 1 . 0 0 . 5 1 1 A V I U R A V I16. 0 50 0 . 8 2 I=I2-I1=1.6102mA-1.0102mA=60mA 【例 3】在如图所示的电路中
34、,R1=14.0,R2=9.0,当开关 S 扳到位 置 1 时,电流表的示数为 I1=0.20A;当开关 S 板到位置 2 时,电流表的 示数为 I2=0.30A,求电源的电动势和内电阻。 【解析】设电源的电动势为 E,内电阻为 r,由闭合电路欧姆定律可知 )( 11 rRIE )( 22 rRIE 带入数据可得 E3.0V,r1.0 【基础练习】 四、选择题 1、物理学中规定的电流方向是(A) A、正电荷的定向移动 B、负电荷的定向移动 C、自由电荷的定向移动 D、正负离子的定向移动 2、下列那位科学家发明最早的直流电源(D) A、意大利医学教授伽伐尼 B、英国物理学家法拉第 C、美国发明家
35、爱迪生 D、意大利化学家和物理学家伏打 3、关于电流强度,下列说法中正确的是(D) A、根据 I=q/t,可知 q 一定与 t 成正比 B、因为电流有方向,所以电流强度是矢量 C、如果在相等时间内,通过导体横截面的电量相等,则导体中的电流一定是稳恒电流 D、电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 4、一节干电池的电动势为 1.5V,其物理意义可以表述为 (ABD) A外电路断开时,路端电压是 15V B外电路闭合时,1s 内它能向整个电路提供 15J 的化学能 第 12 页 共 100 页 C外电路闭合时,1s 内它能使 15C 的电量通过导线的某一截面 D外电路闭合时,导线某一截面每
36、通过 1C 的电量,整个电路就获得 15J 电能 5、如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中 V 为电压表(其电阻足够大) , 定值电阻 R=7.0。在电键未接通时,V 的读数为 6.0V;接通电键后,V 的读数变为 5.6V。 那么,电池组的电动势和内电阻分别等于(A ) (A)6.0V,0.5 (B)6.0V,1.25 (C)5.6V,1.25 (D)5.6V,0.5 6、有一横截面为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的 导线中有n个自由电子,电子的电量为e,此时电子定向移动的速率为v,在t时间内, 通过导线横截面的自由电子数目可表示为(AC) A.nvSt B.nv
37、t C.It/e D.It/eS 填空题 7、只要导体两端存在 ,导体中的自由电子就在 力的作用下,从电 势 处向电势 处定向移动.移动的方向与导体中电流的方向 . 电压,电场,低,高,相反 8、电源电动势为 E,内阻为 r,外电阻为 R,则路端电压 U 随 R 变化的函数式是 U=_。 当 R 增大时,U 将_,当 R=时,即外电路_,此时 U=_。当 R 减小时,U 将_,当 R=0 时,即外电路_,此时 U=_,I=_。 ER/(R+r) ,增大,开路,E,减小,短路,零,E/r 9、一段导体两端电压是 4 ,在 2 内通过导体某一横截面积的电量是 15 C,那么 这段导体的电阻应是 .
38、 32 五、计算题 10、人体通过 50 的电流时,就会引起呼吸器官麻痹.如果人体的最小电阻为 800 , 求人体的安全工作电压.根据以上所给的数据说明: 为什么人体触到 220 的电线时会发生 危险,而接触到干电池的两极时却没有感觉? 40 V,因 220 V40 V,会发生危险,1.5 V40 V,没有感觉. 11、一个小电珠的额定功率是 0.6W,额定电压是 6V,将它与一个电阻 R 串联后接到=9V, r=1的电池上,则当电阻 R 等于多大时,小电珠能正常发光? 29 12、在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在加速电压 U 作用下被加速,且形成电 流为 I 的平均电流,若打在荧
39、光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子质量为 m,电量 为 e,进入加速电场之前的初速不计,则 t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少? e It 第 13 页 共 100 页 13、在图所示的电路中,若把 R 的阻值由 2增大到 6,电流将减为原来的一半,求电源 的内阻为多少? 2 【能力提升】 四、选择题 1、关于电动势,下列说法中正确的是(ABC) A、在电源内部,由负极到正极的方向为电动势的方向 B、在闭合电路中,电动势的方向与内电路中电流的方向相同 C、电动势的方向是电源内部电势升高的方向 D、电动势是矢量 2、某电解池,如果在 1s 钟内共有 51018个二价正离子和 101019个
40、一价负离子通过某 截面,那么通过这个截面的电流是(D) A、0A B、0.8A C、1.6A D、3.2A 3、如图所示的电路中,电源的内阻不能忽略。已知定值电阻 R110 ,R28。当单刀双掷开关 S 置于位置 1 时,电压表读数为 2V。 则当 S 置于位置 2 时,电压表读数的可能值为(B) A22V B19V C16V D13V 五、填空题 4、 设金属导体的横截面积为 S, 单位体积内的自由电子数为 n, 自由电子定向移动速度为 v, 那么在时间 t 内通过某一横截面积的自由电子数为_;若电子的电量为 e,那么在时间 t 内,通过某一横截面积的电量为_;若导体中的电流 I,则电子定向
41、移动的速率为 _。nsvt,ensvt,I/ens 六、计算题 5、若加在某导体两端的电压变为原来的 3/5 时,导体中的电流减小了 0.4 .如果所加电 压变为原来的 2 倍,则导体中的电流多大? 2.0 第五节、电流的热效应 【典型例题】 【例 1】为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半,应采取下列哪些措施 ( ) A、保持电阻不变,使电流减半 B、保持电阻不变,使电压减半 第 14 页 共 100 页 C、保持电炉两端电压不变,使其电阻减半 D、使电压和电阻备减半 【解析】电炉是纯电阻电器,电功率可表示为 电阻一定时,使电流减半,由 知, 电功率减为原来 的 1/4,可见 A 错;同理,
42、使电压减半,由 知,电功率也为原来的 1/4,故 B 错 当电压不变,电阻减半时,由 知,电功率变为原来的 2 倍,可见 C 错 由 知,当 和 各减半时,电功率变为原来的 1/2,可见 D 正确 答:正确答案为 D 【例 2】灯 与电动机 D 并联,灯 上标有 200W 字样,电动机 D 上标有 2000W 字样, 当电源两端 A、B 加上 220V 电压时,灯和电动机均正常工作,求:电灯正常工作时的电阻 【 解 析 】 因 为 电 灯 是 纯 电 阻 用 电 器 , 所 以 电 灯 正 常 工 作 时 的 功 率 可 表 示 为 ,灯正常工作时 =200W,根据 知,只要求出灯正常工作时
43、的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻对电路所有用电器,利用 可求得电路中 的电流强度整个电路用电器正常工作的总功率为: ,由于电压 =220V 根据 得,电路中的电流强度 对灯 由 得灯正常工作时的电阻 即灯正常工作时的电阻为 。 【例 3】某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量 m=50kg,电源提供恒定 电压 U=110V,不计各处摩擦,当电动机以 v=0.90ms 的恒定速度向上提升重物时,电路 中电流强度 I=5A,求电动机线圈电阻 R(g=10ms2) 。 【解析】电动机是非纯电阻电路,它工作时的功率关系是 P总=P热+P出 即 P出=IU-I2R,所以 R=(IU-P出
44、)/I2。而电动机的输出功率等于重物 克服重力得做功功率,即 P出mgv50100.9450W, 所以,R=(1105-450)/25=4 【基础练习】 一、选择题 1、通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的(B) 第 15 页 共 100 页 A、欧姆 B、焦耳 C、安培 D、法拉第 2、一只断灯丝的灯泡,摇接灯丝后使用,要比原来亮一些,这是因为灯丝的( A ) A电阻变小 B电阻增大 C电阻率减小 D电阻率增大 3、电阻 R1接在恒定电压上,通过 2C 电量时消耗的电能为 50J,则电阻 R2 接在同一恒定电 压上,通过 2C 电量时消耗的电能是( C ) A、大于 50J B、小于
45、 50J C、等于 50J D、因 R1、R2的大小关系未知,无法比较 4、关于公式:IUP 、RIP 2 、RUP 2 ,下述正确的是(A) A公式适用于任何电路的电功率 B公式适用于任何电路的电功率 C公式、均适用于任何电路的电功率 D以上说法均不正确 5、下列关于电功和电功率的说法中,正确的是( A ) A.电流做功就是电场力做功,把电能转化为其他形式的能 B.电流做功越多,则功率越大 C.电功率越小,则电流做的功一定越小 D.额定电压相同的用电器 A 和 B,额定功率 PAPB,两者串联后接在电路中,持续一段 时间后,实际消耗的电能 WAWB 6、2R1、R2、R3、R4四个电阻的 I
46、U 图线如图所示,加上相同电压时消耗电功率最大 的是( A ) AR1 BR2 CR3 DR4 二、填空题 7、若电炉的电阻丝断了,去掉原长的一半后仍接在原来的电压下工作,它的功率和原来的 功率相比比值为 。2:1 8、 “220V 25W”白炽灯的电阻是_; “220V100W”白炽灯的电阻是_ 1936;484 9、相同材料制成的导线 A 和 B 长度相同。导线 A 的截面半径是 B 的一半,现让相等的电 流通过两导线,则在相等的时间内分别通过 A 和 B 两导线横截面的电量之比为_,电 流对 A 和 B 两导线做功之比为_,A 和 B 两导线两端的电压之比为_。 1;1, 1;2, 1:
47、2 四、计算题 10、在一根导线两端加上一定的电压,每秒内发出一定的热量,今将这根导线均匀地拉长为 原来的 n 倍后,再加上同样的电压,则这根导线每秒所产生的热量是原来的多少倍? 1/n 2 11、由于供电电压的降低,使电路中用电器的电功率降低了 19%,知这时电源的电压比原来 降低了多少? 第 16 页 共 100 页 降低了 1/10 12、如图所示,将电压 U 直接接在电阻 R 两端.R 消耗的功率为 9W,将 电压 U 用较长的 导线接在 R 两端,R 消耗的功率为 4W,则此时导线上消耗的功率为多少? 2W 动变阻器上标有“20、 0.2 A”字样,现将固定端 A 和滑动端 P 接在 3V 的电源上