
一、單選題(本大題共8小題,共32分)
1. 下列說法中正確的是( )
A. 電流既有大小,又有方向,因此電流是矢量
B. 電阻率表征了材料的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱,由導(dǎo)體的材料決定,還與導(dǎo)體的溫度有關(guān)
C. 導(dǎo)線電流的微觀表達(dá)式,其中的v是指導(dǎo)線中電子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率
D. 有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來制成溫度計(jì)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.電流雖然有大小,又有方向,但是電流的合成不遵循平行四邊形定則,因此電流是標(biāo)量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.電阻率表征了材料的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱,由導(dǎo)體的材料決定,還與導(dǎo)體的溫度有關(guān),選項(xiàng)B正確;
C.導(dǎo)線電流的微觀表達(dá)式,其中的v是指導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)速率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來制成標(biāo)準(zhǔn)電阻,不能用來制成溫度計(jì),故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 如圖所示,a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷()為球心的球面上,c點(diǎn)在球面外,則( )
A. a點(diǎn)場強(qiáng)與b點(diǎn)場強(qiáng)相同B. b點(diǎn)場強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小
C. c點(diǎn)電勢比a點(diǎn)高D. b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)高
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式
可知離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn),電場強(qiáng)度越小,則a點(diǎn)與b點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,但方向不同;b點(diǎn)場強(qiáng)的大小比c點(diǎn)大,故AB錯(cuò)誤;
CD.由于場源電荷為負(fù)點(diǎn)電荷,可知離負(fù)點(diǎn)電荷越近電勢越低,則c點(diǎn)電勢比a點(diǎn)高,b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 如圖,一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中,在僅受電場力的作用下形成圖中所示運(yùn)動(dòng)軌跡。M和N是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)。不計(jì)重力,下列表述正確的是( )
A. 粒子在電場中的加速度不變B. 粒子所受電場力沿電場方向
C. 粒子在M點(diǎn)的速率最大D. 粒子在電場中的電勢能始終在增加
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】
A.由于粒子是在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)的,受到的電場力是不變的,所以粒子在電場中的加速度也不變,故A正確;
B.帶電粒子帶負(fù)電,所以其受到的電場力的方向與電場方向相反,故電場力逆著電場方向;故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲方向可知該粒子受到的電場力逆著電場,在從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)M點(diǎn)的過程中,電場力對粒子做負(fù)功,速度減小,從M再向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電場力做正功,速率增大,所以粒子運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)速率最小,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)電子向右運(yùn)動(dòng)的過程中,電場力對粒子做負(fù)功,電勢能增加,在向左返回的過程中,電場力對粒子做正功,電勢能減小,即粒子的電勢能先增大后減小,故D錯(cuò)誤;
故選A。
【點(diǎn)睛】
4. 如圖所示,有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A、B在水平虛線上,M、N、O是AB的垂線上三點(diǎn),且,。一個(gè)帶正電的試探電荷(僅受電場力的作用)在空間中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中實(shí)線所示,設(shè)M、N兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為、,電勢分別為、,則正確的是( )
A. A點(diǎn)電荷一定帶負(fù)電
B. 試探電荷在M處的電勢能大于在N處的電勢能
C. 一定小于,可能小于
D.
【答案】B
【解析】
【詳解】A.粒子受到的電場力指向軌跡彎曲的一側(cè),所以該正試探電荷受到的電場力偏右,可知A點(diǎn)電荷帶正電,B點(diǎn)電荷帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;
BCD.等量異種點(diǎn)電荷的電場線和等勢面分布如圖所示
根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場線分布特點(diǎn)可知,小于,由等量異種點(diǎn)電荷等勢面分布特點(diǎn),N點(diǎn)離負(fù)電荷更近些,電勢更低些,即,根據(jù)
又試探電荷帶正電,則試探電荷在M處的電勢能大于在N處的電勢能;根據(jù)
由于部分的電場強(qiáng)度小于部分的電場強(qiáng)度,且,則有
故B正確,CD錯(cuò)誤。
故選B。
5. 電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r的電源與可變電阻R1、R2、R3及一平行板電容器連成如圖所示的電路.當(dāng)開關(guān)S閉合后,兩平行金屬板A、B間有一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是( )
A. 將R1的滑片向右移動(dòng)一小段距離,帶電液滴將向下運(yùn)動(dòng)
B. 將R2的滑片向右移動(dòng)一小段距離,電容器兩極板的電荷量將增加
C. 增大電容器兩板間的距離,電容器兩極板的電荷量將增加
D. 減小R3的阻值,R2兩端的電壓的變化量小于R3兩端的電壓的變化量
【答案】D
【解析】
【詳解】A、將R1的滑片向右移動(dòng)一小段距離,電容器兩端電壓與R3兩端電壓相等,保持不變,故液滴受到的電場力不變,那么,液滴受力不變,仍保持靜止,故A錯(cuò)誤;B、將R2的滑片向右移動(dòng)一小段距離,那么,接入電路的電阻增大,故電流減小,所以,R3兩端電壓減小,即電容器兩極板電壓減小,故電荷量Q=CU減小,故B錯(cuò)誤;C、增大電容器兩板間的距離,電容器兩極板的電壓不變,電容器電容減小,那么電荷量Q=CU減小,故C錯(cuò)誤;D、減小R3的阻值,電路電阻減小,電流增大,故內(nèi)壓降增大;那么R2兩端的電壓的變化量加上內(nèi)阻電壓的變化量等于R3兩端的電壓的變化量,所以R2兩端的電壓的變化量小于R3兩端的電壓的變化量,故D正確;故選D.
【點(diǎn)睛】電路問題一般先根據(jù)電路變化得到總電阻變化,從而由歐姆定律得到總電流的變化,即可由歐姆定律得到電壓的變化,從而得到支路電流的變化.
6. 豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣,小球A、B帶同種電荷?,F(xiàn)用水平向左推力F作用于小球B,兩球分別靜止在豎直墻和水平地面上,如圖所示。如果將小球B向左推動(dòng)少許,當(dāng)兩球重新達(dá)到平衡時(shí),與原來的平衡狀態(tài)相比較( )
A. 推力F將變大
B. 豎直墻面對小球A的彈力變大
C. 地面對小球B的支持力不變
D. 兩小球之間的距離不變
【答案】C
【解析】
【詳解】ABC.以A球?yàn)檠芯繉ο?,分析受力,作出力圖如圖所示,設(shè)B對A的庫侖力F與墻壁的夾角為,由平衡條件得豎直墻面對小球A的彈力為
將小球B向左推動(dòng)少許時(shí),減小,則豎直墻面對小球A的彈力N1減小; 再以AB整體為研究對象,分析受力如圖所示,由平衡條件得
則F減小,地面對小球B的支持力一定不變,故C正確,AB錯(cuò)誤;
D.由上分析得到庫侖力
減小,cs增大,減小,根據(jù)庫侖定律分析得知,兩球之間的距離增大,故D錯(cuò)誤;
故選C.
7. 如圖甲所示,電阻的阻值為、燈泡L的電阻值恒為,是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示。已知電流表為理想電表,電源的內(nèi)阻。則下列說法中正確的是( )
A. 在范圍內(nèi),當(dāng)溫度為時(shí),燈泡L和的總功率最大
B. 當(dāng)溫度升高時(shí),燈泡L的亮度變亮
C. 當(dāng)溫度升高時(shí),電流表的示數(shù)減小,兩端的電壓減小
D. 當(dāng)溫度為時(shí),的阻值為零,故電源的輸出功率最大
【答案】A
【解析】
【詳解】A.將等效為電源內(nèi)阻,當(dāng)溫度為時(shí),燈泡L和的并聯(lián)電阻為
等效內(nèi)阻為
當(dāng)?shù)刃щ娫磧?nèi)阻和外電阻相等時(shí),并聯(lián)部分功率最大。在范圍內(nèi),隨溫度升高,并聯(lián)部分電阻變小,燈泡L和的總功率變小,所以當(dāng)溫度為時(shí),燈泡L和的總功率最大,故A正確;
B.當(dāng)溫度升高時(shí),燈泡L和的并聯(lián)電阻減小,并聯(lián)部分分壓減小,燈泡變暗,故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)溫度升高時(shí),燈泡L和的并聯(lián)電阻減小,總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電流變大,則電流表的示數(shù)變大,兩端的電壓增大,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)電源內(nèi)阻和外電阻相等時(shí),電源輸出功率最大,所以當(dāng)燈泡L和的并聯(lián)電阻為時(shí),電源輸出功率最大,此時(shí)的阻值為,故D錯(cuò)誤。
故選A。
8. 某同學(xué)將一直流電源的總功率、輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率,隨路端電壓U變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中,如圖中的a、b、c所示。則下列說法中不正確的是( )
A. 圖線b表示輸出功率隨電壓U變化的關(guān)系
B. 在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn),這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系
C. 由圖可得電源的電動(dòng)勢為,內(nèi)阻為
D. 當(dāng)路端電壓為時(shí),電源的輸出功率為
【答案】A
【解析】
【詳解】A.輸出功率隨電壓U變化的關(guān)系為
則圖線c表示輸出功率隨電壓U變化的關(guān)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.直流電源的總功率
則圖像a表示電源總功率隨電壓U變化的關(guān)系;電源內(nèi)部的發(fā)熱功率
圖像b表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率總功率隨電壓U變化的關(guān)系;因
則在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn),這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系
選項(xiàng)B正確;
C.由圖可得當(dāng)路端電壓U=0即外電路短路時(shí)
PE=Pr=9W
即
當(dāng)U=3V時(shí)電源總功率、輸出功率以及內(nèi)阻上消耗功率均為零,可知外電路斷路,則此時(shí)
U=E=3V
可得電源的內(nèi)阻為
選項(xiàng)C正確;
D.根據(jù)
當(dāng)路端電壓為時(shí),電源的輸出功率為
選項(xiàng)D正確。
此題選擇不正確的,故選A。
二、多選題(本大題共4小題,共16分)
9. 如圖所示,一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體,以速度v勻速上升,已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R,電源電動(dòng)勢為E,通過電源的電流為I,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻,則( )
A. 電源內(nèi)阻
B. 電源內(nèi)阻
C. 如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變大
D. 如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變小
【答案】BC
【解析】
【詳解】A B. 設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為,則電動(dòng)機(jī)的輸入功率與輸出功率,線圈電阻熱功率之間關(guān)系為
即
解得
根據(jù)
解得
A錯(cuò)誤,B正確;
C D. 如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住,則有
可知流過電源電流增大,較短時(shí)間內(nèi),電源消耗的功率變大,C正確,D錯(cuò)誤;
故選BC
10. 如圖所示,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,電表看做理想電表,當(dāng)電鍵閉合后,三個(gè)小燈泡均正常發(fā)光。若以下過程三個(gè)燈泡均未燒壞,且不考慮電壓變化對小燈泡電阻的影響,則下列說法正確的是( )
A. 滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過程,電流表A的讀數(shù)會(huì)變大
B. 滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)過程,電壓表V的讀數(shù)會(huì)變大
C. 若電流表接線不穩(wěn)導(dǎo)致斷路,則燈泡會(huì)變得更亮
D. 若電流表接線不穩(wěn)導(dǎo)致斷路,則燈泡會(huì)變得更暗
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)“串反并同”分析方法,把電源、電流表A、滑動(dòng)變阻器看成串聯(lián)在一起,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器電阻減小,與之串聯(lián)的電流表A讀數(shù)變大,與之并聯(lián)的電壓表V讀數(shù)會(huì)變小,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.由電路圖可知總電流等于燈泡和燈泡所在支路電流之和,若電流表接線不穩(wěn)導(dǎo)致斷路,會(huì)使得通過燈泡的電流變大,則燈泡會(huì)變得更亮,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
11. 將標(biāo)有“6V,3W”的燈泡、“6V,6W”的燈泡串聯(lián)后再與理想電壓表和理想電流表連接成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源電動(dòng)勢。圖乙是通過兩個(gè)燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線。當(dāng)其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)( )
A. 乙圖中的圖線A表示燈泡的曲線圖
B. 電壓表的示數(shù)約為
C. 電源輸出功率為
D. 電源內(nèi)阻為
【答案】CD
【解析】
【詳解】A.燈泡的額定電流為
燈泡的額定電流為
則有
即在相等的額定電壓時(shí),通過燈泡的電流小一些,結(jié)合圖乙可知,圖線A表示燈泡的曲線圖,故A錯(cuò)誤;
B.由于兩燈泡串聯(lián),通過燈泡的電流相等,而其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光,可知,電路中的電流為0.5A,根據(jù)圖乙可知,電流為0.5A時(shí),燈泡、兩端電壓分別為6V、2V,電壓表測量的是燈泡兩端電壓,則電壓表的示數(shù)約為2V,故B錯(cuò)誤;
C.結(jié)合上述,可知電路中的電流為0.5A,路端電壓為
6V+2V=8V
則電源輸出功率為
故C正確;
D.根據(jù)閉合電路歐姆定律有
結(jié)合上述可知
,
解得
故D正確。
故選CD。
12. 質(zhì)量為m、電荷量為的小金屬塊A以初速度從光滑絕緣水平高臺(tái)上飛出。已知在足夠高的高臺(tái)邊緣右面空間中存在水平向左的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小。則( )
A. 金屬塊不一定會(huì)與高臺(tái)邊緣相碰
B. 金屬塊一定會(huì)與高臺(tái)邊緣相碰,相碰前金屬塊在做勻變速運(yùn)動(dòng)
C. 金屬塊運(yùn)動(dòng)過程中距高臺(tái)邊緣的最大水平距離為
D. 金屬塊運(yùn)動(dòng)過程的最小速度為
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB.金屬塊在電場中受到豎直向下的重力和水平向左的電場力,在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),在水平方向先向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減小到零后再向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一定能回到高臺(tái)的邊緣。在運(yùn)動(dòng)過程中,所受的電場力和重力的合力保持不變,加速度保持不變,所以金屬塊做勻變速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤B正確;
C.在水平方向上,當(dāng)金屬塊向右運(yùn)動(dòng)的速度減小到零時(shí),距離高臺(tái)邊緣最遠(yuǎn),根據(jù)
,
解得最大距離
故C錯(cuò)誤;
D.設(shè)重力與電場力的合力為F,設(shè)合力與電場力方向的夾角為θ,如圖所示
根據(jù)題意
將速度方向沿F的方向和垂直于F的方向正交分解,當(dāng)沿F的方向速度減小到零時(shí),即F與速度垂直時(shí),速度達(dá)到最小值,最小值為
故D正確
故選BD。
三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題,共12分)
13. 某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率,步驟如下:
(1)用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲,由圖可知其長度為_______;
(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑_______;
(3)為測量“”的小燈泡在不同電壓下的功率,給定了以下器材:
電源:電動(dòng)勢為,內(nèi)阻不計(jì);
電流表:量程、,內(nèi)阻約為;電壓表:量程、,內(nèi)阻約為;
滑動(dòng)變阻器:,允許通過的最大電流;開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)要求加在小燈泡上的電壓可從零開始調(diào)節(jié)。
①在本實(shí)驗(yàn)中,電流表的量程應(yīng)選________。
②以下四個(gè)電路圖你認(rèn)為最合適的是________。
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 50.15 ②. 4.700 ③. 電流表應(yīng)選0~0.6A量程 ④. A
【解析】
【分析】
【詳解】(1)[1]由圖甲所示可知,游標(biāo)卡尺的精度是0.05mm,游標(biāo)卡尺示數(shù)為
50mm+3×0.05mm=50.15mm
(2)[2]由圖乙所示可知,其精度是0.01mm,讀數(shù)為
4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(3)[3]燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流
電流表應(yīng)選0~0.6A量程。
[4]小電珠上的電壓可從0開始調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法;燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻
又因?yàn)?br>得知:
所以電流表選擇外接法。
故選圖A所示電路。
【點(diǎn)睛】
14. (1)用多用電表測量某元件的電阻,選用“”倍率的電阻擋測量,發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度過小,因此需選擇________(填“”或“”)倍率的電阻擋,并再次歐姆表調(diào)零后,再次進(jìn)行測量,多用電表的指針如圖甲所示,測量結(jié)果為________。
(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)出一個(gè)歐姆表用來測量電阻,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可簡化成下圖電路,已知電池的內(nèi)阻為。該表能通過讀取流過電流表G的電流值而得到被測電阻的阻值。但這個(gè)歐姆表和普通歐姆表的調(diào)零方式不同。該同學(xué)找來一個(gè)電阻箱,進(jìn)行了如下操作步驟:
(1)兩表筆間不接入任何電阻,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使表頭滿偏;
(2)將歐姆表與電阻箱連成閉合回路,改變電阻箱阻值,記下電阻箱示數(shù)和與之對應(yīng)的電流表G的示數(shù)I;
(3)將記錄的各組、I的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,標(biāo)好歐姆表刻度盤后還順便畫出了圖像如圖所示;
(4)請根據(jù)圖丙的圖線,求出電源的電動(dòng)勢E。
由圖丙可知電源的電動(dòng)勢為________V,另歐姆表在(1)步驟中內(nèi)部回路的總電阻為________。
【答案】 ①. ×1k ②. 7000 ③. 9 ④. 9Ω
【解析】
【詳解】(1)[1]多用表指針偏轉(zhuǎn)角度過小說明指針靠近無窮處,所以要換高擋位,因此需選擇×1k;
[2]同時(shí)注意歐姆調(diào)零,多用表的指針結(jié)果為7000Ω。
(2)[3]設(shè)電流表G所在的回路除電源內(nèi)阻外其余電阻之和為R,由閉合電路歐姆定律解得
由分流原理得
聯(lián)立兩式整理得
由圖像可知
解得
E=9V,R=6Ω
[4]所以歐姆表總內(nèi)阻為
四、計(jì)算題(本大題共4小題,共40分)
15. 如圖所示,A為電解槽, 為電動(dòng)機(jī),N為電爐子,恒定電壓U=12V,電解槽內(nèi)阻RA=2Ω,當(dāng)S1閉合,S2、S3斷開時(shí),電流表示數(shù)為6A;當(dāng)S2閉合,S1、S3斷開時(shí),電流表示數(shù)為5A,且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W;當(dāng)S3閉合,S1、S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為4A.求:
(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率;
(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻;
(3)在電解槽工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少.
【答案】(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W
【解析】
【詳解】試題分析:(1)電爐子為純電阻元件,由歐姆定律
得
其發(fā)熱功率為:
(2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件,由能量守恒定律得
所以
(3)電解槽工作時(shí),由能量守恒定律得:
考點(diǎn):閉合電路歐姆定律
點(diǎn)評:注意純電阻電路與非純電阻電路在的區(qū)別
16. 如圖所示,在光滑絕緣水平面上B點(diǎn)的正上方O處固定一個(gè)質(zhì)點(diǎn),在水平面上的A點(diǎn)放另一個(gè)質(zhì)點(diǎn),兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量均為m,帶電量均為+Q。C為AB直線上的另一點(diǎn)(O、A、B、C位于同一豎直平面上),AO間的距離為L,AB和BC間的距離均為,在空間加一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場后A處的質(zhì)點(diǎn)處于靜止。試問:
(1)該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)多大?其方向如何?
(2)給A處質(zhì)點(diǎn)一個(gè)指向C點(diǎn)的初速度,該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)所受的電場力多大?
(3)若初速度大小為v0,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的加速度和速度分別多大?
【答案】(1),方向由A指向C;(2);(3)和
【解析】
【分析】(1)在空間加一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場后A處的質(zhì)點(diǎn)處于靜止,對A進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件求解。
(2)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)受豎直向下O點(diǎn)的庫侖力和水平向右的電場力,根據(jù)力的合成求解
(3)根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,根據(jù)動(dòng)能定理求出C點(diǎn)時(shí)速度。
【詳解】(1)在空間加一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場后A處的質(zhì)點(diǎn)處于靜止,對A進(jìn)行受力分析,
AO間的庫侖力為;
根據(jù)平衡條件得:
方向由A指向C
(2)該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)受豎直向下的O點(diǎn)的庫侖力和水平向右的電場力,
庫侖力為;
水平向右的電場力
B點(diǎn)時(shí)所受的電場力
(3)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得
從A點(diǎn)到C點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理得
;
【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要耐心細(xì)致地分析物體的運(yùn)動(dòng)過程,對物體進(jìn)行受力分析,運(yùn)用動(dòng)能定理、牛頓第二定律進(jìn)行處理。
17. 空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場,O、P是電場中的兩點(diǎn).從O點(diǎn)沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B.A不帶電,B的電荷量為q(q>0).A從O點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度大小為v0,到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為t;B從O點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為.重力加速度為g,求
(1)電場強(qiáng)度的大??;
(2)B運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)設(shè)電場強(qiáng)度的大小為E,小球B運(yùn)動(dòng)的加速度為a.根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給條件,有
mg+qE=ma①
②
解得
③
(2)設(shè)B從O點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度為v1,到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek,O、P兩點(diǎn)的高度差為h,根據(jù)動(dòng)能定理有
④
且有
⑤
⑥
聯(lián)立③④⑤⑥式得
⑦
18. 如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場。自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和–q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時(shí)的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運(yùn)動(dòng),剛離開電場時(shí)的動(dòng)能為N剛離開電場時(shí)的動(dòng)能的1.5倍。不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。求
(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比;
(2)A點(diǎn)距電場上邊界的高度;
(3)該電場的電場強(qiáng)度大小。
【答案】(1)3:1;(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)設(shè)帶電小球M、N拋出的初速度均為v0,則它們進(jìn)入電場時(shí)的水平速度仍為v0。因?yàn)閮尚∏驈膾伋龅诫x開電場,豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),所以M、N在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等。又因?yàn)殡妶隽ψ饔孟庐a(chǎn)生的加速度沿水平方向,大小均為a,設(shè)在電場中沿水平方向的位移分別為s1和s2。由運(yùn)動(dòng)公式可得
v0–at=0
聯(lián)立解得
(2)設(shè)A點(diǎn)距離電場上邊界的高度為h,小球下落h時(shí)在豎直方向的分速度為vy,則
因?yàn)镸在電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則
解得
h=
(3)設(shè)電場強(qiáng)度為E,小球M進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動(dòng),則
設(shè)M、N離開電場時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2,由動(dòng)能定理得
由已知條件
Ek1=1.5Ek2
聯(lián)立解得
這是一份重慶市璧山來鳳中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期12月月考物理試題(Word版附解析),共17頁。試卷主要包含了單項(xiàng)選擇題,多項(xiàng)選擇題,實(shí)驗(yàn)題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份重慶市榮昌中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第二次月考物理試題(Word版附解析),共16頁。試卷主要包含了單項(xiàng)選擇題,多項(xiàng)選擇題,實(shí)驗(yàn)題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份重慶市鳳鳴山中學(xué)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期期中物理試題(Word版附解析),共18頁。試卷主要包含了單項(xiàng)選擇題,實(shí)驗(yàn)探究題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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