一、單選題：本大題共10小題，共40分。
1.如圖所示，一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為EA。在A球球心與P點連線上放一帶負(fù)電的點電荷B，當(dāng)只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為EB。當(dāng)A、B同時存在時，根據(jù)電場強(qiáng)度疊加原理，P點的電場強(qiáng)度大小應(yīng)為( )。
A. EB
B. EA+EB
C. |EA?EB|
D. 以上說法都不對
2.如圖所示，A、B為兩個等量異種點電荷連線上的兩點(其中B為連線中點)，C為連線中垂線上的一點．今將一帶正電的試探電荷自A沿直線移到B再沿直線移到C。下列說法中正確的是( )
A. A點的場強(qiáng)比C點的場強(qiáng)大
B. A點的電勢比C點的電勢低
C. 從A點移到B點的過程中，靜電力對該試探電荷做負(fù)功
D. 從B點移到C點的過程中，該試探電荷的電勢能減小
3.一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)在沿球直徑的延長線上放置一根均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示。金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點的場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則( )
A. Ea最大B. Eb最大C. Ec最大D. Ea=Eb=Ec
4.某電場區(qū)域的電場線如圖所示，a、b是其中一條電場線上的兩點，下列說法正確的是( )
A. a點的電勢比b點低
B. a點的場強(qiáng)方向沿著a點的電場線向左
C. 負(fù)電荷在a點的電勢能小于于它在b點的電勢能
D. 正電荷從b點運動到a點電場力做正功
5.小馬在綜合實踐課上制作了一個長方體的均勻金屬塊，長寬高如圖所示。為研究金屬塊的電阻，他將A與B接入電壓為U的電路中時，電流為I；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為( )
A. 14I
B. 12 I
C. 2I
D. 4I
6.如圖所示，一直流電動機(jī)與阻值R=9Ω的電阻串聯(lián)在電源上，電源的電動勢E=30V，內(nèi)阻r=1Ω，閉合開關(guān)，用理想電壓表測出電動機(jī)兩端電壓U=10V，已知電動機(jī)線圈的電阻RM=1Ω，則下列說法中正確的是( )
A. 通過電動機(jī)的電流為10AB. 電動機(jī)的輸出功率為16W
C. 電源的輸出功率為60WD. 10s電動機(jī)產(chǎn)生的焦耳熱為1000J
7.如圖所示，是一個小燈泡的電流強(qiáng)度隨小燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖，則根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可判定( )
A. 歐姆定律對該小燈泡不適用
B. 小燈泡燈絲的電阻率隨著燈絲溫度的升高而減小
C. 當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為4V時，燈泡的電阻小于10Ω
D. 若將該小燈泡與電動勢為6V、內(nèi)阻為5Ω的電源相接，則燈泡功率約為1.6W
8.在如圖所示電路中，當(dāng)滑動變阻器滑片P向上移動時，則：( )
A. A燈變亮、B燈變亮、C燈變亮B. A燈變暗、B燈變亮、C燈變暗
C. A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗D. A燈變暗、B燈變暗、C燈變亮
9.電子束焊接技術(shù)是將高能電子束作為加工熱源，用高能量密度的電子束轟擊焊件接頭處的金屬，使其快速熔融，然后迅速冷卻來達(dá)到焊接的目的。電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復(fù)性好及熱變形量小的優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業(yè)。電子束焊接機(jī)的核心部件內(nèi)存在如圖甲所示的高壓輻向電場，帶箭頭的虛線表示電場線。一電子僅在電場力作用下由A沿直線運動到B。下列說法正確的是( )
A. 該電場為勻強(qiáng)電場
B. 電子經(jīng)過各點的電勢φ隨位移x的變化如乙圖所示
C. 電子運動過程中加速度逐漸增大
D. 電子運動過程中電勢能逐漸增大
10.如圖所示，電源為恒流電源(能始終提供恒定的電流)，R0為定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表。移動滑動變阻器R的滑片，則下列電壓表示數(shù)U和電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中正確的是( )
A. B. C. D.
二、多選題：本大題共5小題，共20分。
11.如圖甲所示，A、B兩塊相互平行的金屬板(板間距離足夠大)，其中A板接地，A、B板間的電勢差隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，靠近A板有一帶正電粒子，從t=0開始，只在電場力作用下從Q點由靜止開始運動。關(guān)于該粒子的運動情況，下列說法正確的是( )
A. 粒子在A、B板間可能做往復(fù)運動B. 粒子一直向B板運動
C. 在一個周期T內(nèi)，粒子一直做加速運動D. 在一個周期T內(nèi)，電場力對粒子做功為0
12.原子中的電子繞原子核的圓周運動可以等效為環(huán)形電流，設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上繞核轉(zhuǎn)動，周期為T，已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，靜電力常量為k，則其等效電流大小為( )
A. 2πeTB. ev2πrC. e2πr kmrD. e22πr kmr
13.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶正電的液滴，在水平向右的勻強(qiáng)電場中運動，運動軌跡在豎直平面內(nèi)，A、B為其運動軌跡上的兩點，已知該液滴在A點的速度大小為v0，方向與豎直方向的夾角為30°，它運動到B點時速度大小仍為v0，方向與豎直方向的夾角為60°，則液滴從A運動到B的過程( )
A. 液滴在水平方向和豎直方向的分位移相等B. 重力勢能增加12mv02
C. 電勢能增加14mv02D. 機(jī)械能增加14mv02
14.如圖所示，當(dāng)被測物體在左、右方向發(fā)生位移時，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動。物體位置變化時，電容器電容C也會發(fā)生變化。從圖中位置開始計時，關(guān)于物體的運動則下列說法正確的是( )
A. 電容C增大，說明物體在向右運動
B. 電容C減小，說明物體在向右運動
C. 電容C均勻增大，說明物體在向左勻速運動
D. 電容C均勻減小，說明物體在向左勻速運動
15.如圖所示，直線a、拋物線b和c分別為某一直流電源外接純電阻電路中的總功率PE、外電路功率PR、電源內(nèi)阻發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖線，但具體對應(yīng)關(guān)系未知，根據(jù)圖像可判斷( )
A. PE?U圖像對應(yīng)圖線a，由圖知電源電動勢為3V，內(nèi)阻為1Ω
B. PR?U圖像對應(yīng)圖線b，外電路電阻為1.5Ω時，輸出功率有最大值為2.25W
C. Pr?U圖像對應(yīng)圖線b，由圖知電源電動勢為9V，內(nèi)阻為3Ω
D. PR?U圖像對應(yīng)圖線c，由圖知外電路最大功率為2.25W
三、填空題：本大題共1小題，共4分。
16.用圖示電路給電容器C充、放電。開關(guān)S接通1，穩(wěn)定后改接2，穩(wěn)定后又改接1，如此反復(fù)。下表記錄了充、放電過程中某兩個時刻通過電流表的電流方向，根據(jù)該信息，在表格內(nèi)各空格處填上合理的答案。
四、實驗題：本大題共1小題，共9分。
17.某學(xué)習(xí)小組用電阻約為5Ω的金屬絲做“測量金屬絲的電阻率”實驗。
(1)如圖所示，用螺旋測微器測量金屬絲直徑，則金屬絲直徑D=_____mm；
(2)除電源(電動勢3.0V，內(nèi)阻不計)、電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實驗器材：
A.電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)
B.電流表(量程0～3.0A，內(nèi)阻約0.02Ω)
C.滑動變阻器(最大阻值10Ω，額定電流2A)
D.滑動變阻器(最大阻值1kΩ，額定電流0.5A)
為了調(diào)節(jié)方便、測量準(zhǔn)確，實驗中電流表應(yīng)選用_____，滑動變阻器應(yīng)選用_____(選填實驗器材前對應(yīng)的字母)。
(3)為使金屬絲電阻的測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，且金屬絲兩端的電壓從零開始變化，以下實驗電路符合要求的是______；
A. B．
C. D．
(4)實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，讀取多組電壓、電流值，描繪出的U?I圖線，若圖線的斜率為k，金屬線的長度為l，直徑為D，則金屬絲電阻率的表達(dá)式為_____；(用k、l、D表示)
(5)任何實驗測量都存在誤差，本實驗所用測量儀器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項是______。
A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差
D.用U?I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差
(6)用電流傳感器測量通過定值電阻的電流，電流隨時間變化的圖線如圖甲所示。將定值電阻替換為小燈泡，電流隨時間變化的圖線如圖乙所示。請分析說明小燈泡的電流為什么隨時間呈現(xiàn)這樣的變化_________。
五、計算題：本大題共5小題，共50分。
18.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E=6.0V，內(nèi)電阻r=1.0Ω，外電路的電阻R=2.0Ω。閉合開關(guān)S后，求：
(1)電路中的電流I；
(2)電源的輸出功率P。
19.如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量q的帶電微粒(重力忽略不計)，從靜止開始經(jīng)電壓為U1的加速電場加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中。金屬板長L，兩板間距d。求：
(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度是多大？
(2)若微粒射出電場時的偏轉(zhuǎn)角度為θ，則兩金屬板間的電壓U2是多大？
20.電動自行車已成為城市出行的重要交通工具之一。某品牌電動自行車銘牌標(biāo)識如下表所示，一位質(zhì)量為60kg的市民僅靠電機(jī)驅(qū)動騎著該電動自行車以額定功率沿平直公路勻速行駛，速度為7m/s.已知電動自行車所受的阻力是人和車總重力的0.05倍，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)5分鐘內(nèi)電機(jī)所消耗的電能；
(2)電機(jī)的輸出功率；
(3)電機(jī)線圈內(nèi)阻r大小。
21.如圖所示，真空中一對平行金屬板水平正對放置，板長為L，極板面積為S，兩板間距離為d。
(1)圖中裝置可視為平行板電容器，充電后與電源斷開，板間存在勻強(qiáng)電場。已知電容器所帶電荷量為Q。請你證明：兩板間的電場強(qiáng)度E只與Q及S有關(guān)，與d無關(guān)；
(2)若保持圖中兩金屬板間的電勢差為U，現(xiàn)有一帶電粒子從上極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)下極板時恰好落在極板中心。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，板間電場可視為勻強(qiáng)電場，忽略重力和空氣阻力的影響。求：帶電粒子初速度v0。
22.對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段長為l、橫截面積為S的細(xì)金屬直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個自由電子，電子電荷量為e、質(zhì)量為m。
(1)該導(dǎo)線通有電流時，假設(shè)自由電子定向移動的速率恒為v。
①求導(dǎo)線中的電流I；
②為了更精細(xì)地描述電流的分布情況，引入了電流面密度j，電流面密度被定義為單位面積的電流強(qiáng)度，求電流面密度j的表達(dá)式；
③經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個沿導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比，比例系數(shù)為k。請根據(jù)以上描述構(gòu)建物理模型，求出金屬導(dǎo)體的電阻率ρ的微觀表達(dá)式。
(2?)將上述導(dǎo)線彎成一個閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉(zhuǎn)動，線圈中不會有電流通過，若線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會有電流通過，這個現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦—托爾曼效應(yīng)。這一現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小均勻變化時，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對運動，從而形成電流。若此線圈在勻速轉(zhuǎn)動的過程中突然停止轉(zhuǎn)動，由于電子在導(dǎo)線中運動會受到沿導(dǎo)線的平均阻力，所以只會形成短暫的電流。已知電子受到的沿導(dǎo)線的平均阻力滿足(1)問中的規(guī)律，求此線圈以由角速度ω勻速轉(zhuǎn)動突然停止轉(zhuǎn)動(減速時間可忽略不計)之后，通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量Q。
參考答案
1.D
2.A
3.C
4.C
5.A
6.B
7.D
8.B
9.C
10.D
11.BD
12.BD
13.AD
14.BC
15.AD
16. 減小 減小 減小 增大
17.(1)0.297
(2) A C
(3)A
(4) kπD24l
(5)CD
(6)剛閉合開關(guān)時，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲溫度升高，電阻逐漸增大，電流逐漸減??；當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時，溫度不變，電阻不變，電流保持不變。

18.(1)2.0A；(2)8.0W
19.(1) 2qU1m ；(2) 2dU1tanθL
20.(1) 1.08×105J
(2) 350W
(3) 0.1Ω

21.(1)見解析
(2) Ld qU8m

22.(1)① neSv ；② nev ；③ kne2 (2) nemωlS2πk 時刻
通過電流表的電流方向
電流表中的電流正在增大還是減小
電容器兩端的電壓正在增大還是減小
t1
向左
_____________
______________
t2
向右
_____________
______________
規(guī)格
后輪驅(qū)動直流永磁電機(jī)
車型：20電動自行車
額定功率：360W
整車質(zhì)量：40kg
額定工作電壓：36V

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