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+E
5.(2016·
辽宁五校协作体期中)如图5所示,在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2,Q恰好静止不动,Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动,在运动过程中三个点电荷始终共线。
已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2,不计点电荷间的万有引力,下列说法正确的是( )
图5
A.Q1、Q2的电荷量之比为
B.Q1、Q2的电荷量之比为
C.Q1、Q2的质量之比为
D.Q1、Q2的质量之比为
二、多项选择题
6.某静电场中的电场线如图6所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
图6
A.粒子必定带正电荷B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能
7.(多选)(2014·
广东理综,20)如图7所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为+Q的小球P,带电荷量分别为-q和+2q的小球M和N,由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P与M相距L,P、M和N视为点电荷,下列说法正确的是( )
图7
A.M与N的距离大于LB.P、M和N在同一直线上
C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同
D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零
8.(2014·
浙江理综,19)如图8所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。
一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。
小球A的质量为m、电荷量为q。
小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。
静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。
小球A静止在斜面上,则( )
图8
A.小球A与B之间库仑力的大小为
B.当
=
时,细线上的拉力为0
C.当
D.当
时,斜面对小球A的支持力为0
9.(2016·
福建台州质量评估)如图9所示,竖直平面内的xOy坐标系中,x轴上固定一个点电荷Q,y轴上固定一根光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点O处),将一个重力不计的带电圆环(可视为质点)套在杆上,从P处由静止释放,圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是( )
图9
A.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,加速度一直增大
B.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,速度先增大后减小
C.若只增大圆环所带的电荷量,圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动
D.若将圆环从杆上P点上方由静止释放,其他条件不变,圆环离开细杆后不能绕点电荷Q做匀速圆周运动
三、非选择题
10.如图10所示,倾角为45°
、高为h的直角三角形斜面ABC固定在水平地面上,C点固定一个带电荷量为Q(Q>0)的点电荷,AB为粗糙绝缘斜面。
一个带电荷量为q(q>0)、质量为m的小物块(可视为质点)由A点释放,小物块与AB斜面间的动摩擦因数为μ,设小物块始终没有脱离斜面,一直能运动到B点,且小物块的电荷量不变。
已知静电力常量为k,重力加速度为g。
求:
当小物块对斜面的压力最小时,小物块的加速度大小。
图10
11.(2014·
福建理综,20)如图11所示,真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形,边长L=2.0m。
若将电荷量均为q=+2.0×
10-6C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0×
109N·
m2/C2,求:
图11
(1)两点电荷间的库仑力大小;
(2)C点的电场强度的大小和方向。
12.如图12所示,将质量m=0.1kg、带电荷量为q=+1.0×
10-5C的圆环套在绝缘的固定圆柱形水平直杆上。
环的直径略大于杆的截面直径,环与杆间的动摩擦因数μ=0.8。
当空间存在着斜向上的与杆夹角为θ=53°
的匀强电场E时,环在电场力作用下以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求电场强度E的大小。
(取sin53°
=0.8,cos53°
=0.6,g=10m/s2)
图12
基础课时 电场的能的性质
1.在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电荷量为q的正电荷由a点移到b点时,克服电场力做功为W,下列说法正确的是( )
A.该电荷在a点电势能较b点大B.a点电势比b点电势低
C.a、b两点电势差大小一定为U=EdD.a、b两点电势差Uab=
2.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×
10-9C,在静电场中由a点移动到b点。
在这过程中除静电力外,其他力做的功为6.0×
10-5J,质点的动能增加了8.0×
10-5J,则a、b两点间的电势差Uab为( )
A.1×
104VB.-1×
104VC.4×
104VD.-7×
104V
3.如图1所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。
若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E=100V/m,则O、P两点的电势差可表示为( )
A.UOP=-10sinθ(V)B.UOP=10sinθ(V)C.UOP=-10cosθ(V)D.UOP=10cosθ(V)
4.(2015·
四川乐山二模)相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板,它们之间的电场除边缘外,可看作匀强电场,其电场线分布如图2所示。
一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场,则从a运动到d的过程中( )
A.粒子的速度一直在增大B.粒子的电势能一直在减小
C.粒子在a点的电势能比在d点大D.粒子的加速度先变大再不变后变小
5.如图3,空间中存在水平向左的匀强电场。
在电场中将一带电液滴从b点由静止释放,液滴沿直线由b运动到d,且直线bd方向与竖直方向成45°
角,下列判断正确的是( )
A.液滴带正电荷B.液滴的电势能减少
C.液滴的重力势能和电势能之和不变D.液滴的电势能和动能之和不变
6.如图4,在M、N处固定两个等量同种点电荷,两电荷均带正电。
O点是MN连线的中点,直线PQ是MN的中垂线。
现有一带正电的试探电荷q自O点以大小是v0的初速度沿直线向Q点运动。
若试探电荷q只受M、N处两电荷的电场力作用,则下列说法正确的是( )
A.q将做匀速直线运动B.q的加速度将逐渐减小
C.q的动能将逐渐减小D.q的电势能将逐渐减小
7.(2016·
南昌二中月考)如图5所示,真空中的匀强电场与水平方向成15°
角,AB直线垂直匀强电场E,现有一质量为m、电荷量为+q的小球在A点以初速度大小v0水平向右抛出,经时间t小球下落到C点(图中未画出)时速度大小仍为v0,则小球由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A.电场力对小球做功为零B.小球的机械能减少量为
mg2t2
C.小球的电势能减少D.C点位于AB直线的右侧
8.(2015·
广东理综,21)如图6所示的水平匀强电场中,将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置,释放后,M、N保持静止,不计重力,则( )
A.M的带电量比N的大B.M带负电荷,N带正电荷
C.静止时M受到的合力比N的大D.移动过程中匀强电场对M做负功
9.光滑绝缘水平面上有两个带等量异种电荷的小球A、B,小球A通过绝缘轻弹簧与竖直墙相连,如图7所示。
今小球B在外力F作用下缓慢向右移动,移动中两小球带电荷量不变,则对两小球和弹簧组成的系统的分析正确的是( )
A.外力F对系统做正功,弹性势能增大B.外力F对系统做正功,弹性势能减小
C.静电力做正功,电势能减小D.静电力做负功,两球间电势差增大
10.如图8所示,ABC为表面光滑的斜劈,D为AC中点,质量为m、带正电的小滑块沿AB面从A点由静止释放,滑到斜面底端B点时速度为v0,若空间加一与ABC平面平行的匀强电场,滑块仍由静止释放,沿AB面滑下,滑到斜面底端B点时速度为
v0,若滑块由静止沿AC面滑下,滑到斜面底端C点时速度为
v0,则下列说法正确的是( )
A.电场方向与BC垂直B.滑块滑到D点时机械能增加了
mv
C.B点电势是C点电势的2倍D.B点电势与D点电势相等
11.(2016·
河北衡水中学调研)如图9所示,在A点固定一正电荷,电荷量为Q,在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠,开始运动的瞬间加速度大小恰好为重力加速度g。
已知静电力常量为k,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力。
(1)求液珠的比荷;
(2)求液珠速度最大时离A点的距离h;
(3)若已知在点电荷Q的电场中,某点的电势可表示成φ=
,其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)。
求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB。
12.如图10所示,小球(可视为质点)带电荷量为q=1×
10-2C,质量为m=2×
10-2kg,放在一个倾角为θ=37°
的足够长绝缘斜面上。
斜面bc部分光滑,其他部分粗糙,且小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,bc段有一平行斜面向上的有界匀强电场。
现让小球从a点由静止释放,经过t=0.3s,到达c点。
已知ab的长度为L=4cm,bc的长度为
,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,g取10m/s2。
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小球第一次沿斜面向上运动的最高点到b点的距离。
基础课时电容器 带电粒子在电场中的运动
1.如图1甲所示,直线AB是某电场中的一条电场线,一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点,其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示。
EA、EB表示A、B两点的电场强度,φA、φB表示A、B两点的电势。
以下判断正确的是( )
A.EA<EBB.EA>EBC.φA>φBD.φA<φB
2.一平行板电容器的两个极板分别与一电源正、负极相连,如图2所示,在保持开关闭合的情况下,将电容器极板距离增大,则电容器的电容C、带电荷量Q、极板间的场强E的变化( )
A.C、Q、E都逐渐增大B.C、Q、E都逐渐变小
C.C、Q逐渐减小,E不变D.C、E逐渐减小,Q不变
3.图3a为示波管的原理图。
如果在电极YY′之间所加的电压按图b所示的规律变化,在电极XX′之间所加的电压按图c所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是( )
杭州二中期中)在光滑绝缘的水平桌面上,存在着方向水平向右的匀强电场,电场线如图4中实线所示。
一带正电、初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动,到C点时,突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点,其运动轨迹如图中虚线所示,v表示小球经过C点时的速度,则( )
A.小球在A点的电势能比在B点小B.恒力F的方向可能水平向左
C.恒力F的方向可能与v方向相反D.在A、B两点小球的速率不可能相等
5.为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小,小明所在的物理兴趣小组做了如下实验:
用长为L的绝缘轻质细线,上端固定于O点,下端拴一质量为m、带电荷量为+q的小球(可视为质点),如图5所示,开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,摆到B点时速度恰好为零,然后又从B点向A点摆动,如此往复。
小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ,刚好为60°
。
不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.在B点时小球受到的合力为0B.电场强度E的大小为
C.小球从A运动到B,重力势能减小mgL
D.小球在下摆的过程中,小球的机械能和电势能之和先减小后增大
6.(2016·
山西运城一模)真空中的某装置如图6所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏。
今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上。
已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列判断中正确的是( )
A.三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B.三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2
D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4
江苏扬州测试)如图7所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点由静止释放,并穿过带电环,关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,竖直向下为正方向,无限远处电势为零)( )
8.如图8所示,是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关闭合,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
9.如图9所示,带电荷量之比为qA∶qB=1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C、D点,若OC=CD,忽略粒子重力的影响,则( )
A.A和B在电场中运动的时间之比为1∶2
B.A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C.A和B的质量之比为1∶12D.A和B的位移大小之比为1∶1
10.在绝缘水平面上放有一带正电的滑块、质量为m,带电荷量为q,水平面上方虚线左侧空间有水平向右的匀强电场,场强为E,qE>μmg,虚线右侧的水平面光滑。
一轻弹簧右端固定在墙上,处于原长时,左端恰好位于虚线位置,把滑块放到虚线左侧L处,并给滑块一个向左的初速度v0,已知滑块与绝缘水平面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)滑块在整个运动过程中产生的热量。
11.(2015·
安徽理综,23)在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图11所示,其中l0为常数。
粒子所受重力忽略不计。
(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;
(2)粒子从A到C过程所经历的时间;
(3)粒子经过C点时的速率。
12.如图12所示,一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可看作质点)从y轴上的A点以初速度v0水平抛出,两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ=37°
(sin37°
=0.6)
(1)若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间,试求带电小球在y轴上的抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度v0;
(2)若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场,且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足E=
,试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上。
基础课时 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率
1.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到电源上(如图1所示),下列说法正确的是( )
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小
C.开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少
D.开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变
2.如图2所示是饮水机的工作电路简化图,S是温控开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;
R0是饮水机加热管电阻,R是与加热管串联的电阻。
表格是从其说明书中摘录的一些技术数据。
不考虑R0、R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率。
当S闭合时,下列关于饮水机的工作状态和R0的阻值正确的是( )
A.加热,220ΩB.加热,88Ω
C.保温,88ΩD.保温,220Ω
3.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;
B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为( )
A.QA∶QB=1∶1B.QA∶QB=2∶1
C.QA∶QB=1∶2D.QA∶QB=4∶1
4.在研究微型电动机的性能时,应用如图3所示的实验电路。
当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V。
重新调节R使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。
则这台电动机正常运转时输出功率为( )
A.32W B.44W C.47W D.48W
5.(名师原创)定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω,在电路中所消耗的电功率的最大值分别为10W、10W、2W,现将这三个电阻按照如图4所示的方式连接,则这部分电路消耗的电功率的最大值为( )
A.22W B.12W C.15W D.16W
6.如图5所示,电阻R和电动机M串联接到电路中,已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等,开关闭合后,电动机正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2;
经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生的热量为Q1;
电流通过电动机M做功为W2,产生的热量为Q2,则有( )
A.U1=U2,Q1<Q2B.W1<W2,Q1=Q2
C.W1<W2,Q1<Q2D.U1>U2,Q1=Q2
7.如图6所示,把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中,甲电路两端的电压为8V,乙电路两端的电压为16V。
调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是( )
A.P甲<P乙B.P甲>P乙C.P1>P2D.P1=P2
8.额定电压都是110V,额定功率PA=100W,PB=40W的电灯两盏,若接入电压是220V的下列电路上,则使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗的电功率最小的电路是( )
9.在如图7所示的电路中,将一小灯泡和一定值电阻串联,接在一恒定的电源两端,其中电路中的电压表和电流表均为理想电表,电键闭合后各用电器正常工作,两表均有示数。
经过一段时间后,由于电路故障,理想电流表的示数变为零。
如果该电路仅有小灯泡或定值电阻中的一个发生了故障,现用一根导线来进行故障检测,下列说法正确的是( )
A.如果将导线与定值电阻并联,电流表仍无示数,则定值电阻断路
B.如果将导线与小灯泡并联,电流表仍无示数,则小灯泡断路
C.如果将导线与定值电阻并联,电流表有示数,则定值电阻断路
D.如果将导线与小灯泡并联,电流表有示数,则小灯泡断路
10.在如图8所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L上标有“3V 6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。
若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A.电动机的输入电压是5VB.流过电动机的电流是2A
C.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10W
江西南昌调研)如图9所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。
已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W。
关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.若S1、S2闭合,则电吹风吹冷风B.电热丝的电阻为55Ω
C.电动机工作时输出的机械功率为880W
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120J
12.如图10甲所示电路,小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图乙所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PM为U轴的垂线,PQ为I轴的垂线,下列说法中正确的是( )
A.随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R=
C.在电路中灯泡L两端的电压为U1时,电阻R两端的电压为I1R
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”
基础课时 电路 闭合电路的欧姆定律
1.如图1所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r。
开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光。
现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )
A.电灯L1、L2均变亮B.电灯L1变亮,L2变暗
C.电流表的示数变小D.电源的总功率变小
2.如图2所示电路中,电源电动势为E,内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,C为电容器。
在可变电阻R3由较小逐渐变大的过程中( )
A.电容器放电B.流过R2的电流方向是由a到b
C.电容器的带电量在逐渐增大D.电源内部消耗的功率变大
3.如图3所示的电路中,电源的电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1、L2都不亮,用电压表测得各部分的电压是Uab=6V,Uad=0V,Ucd=6V,由此可判定( )
A.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路
4.在如图所示的四个电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻阻值为R0,当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,理想电压表读数将变大的是( )
5.如图4所示的电路中,S1闭合,S2断开的情况下,电流表的示数为1.0A,S1、S2均闭合的情况下,电流表的示数为7.0A,电源的电动势
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