蘭州五十五中高二年級物理寒假作業(yè)

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一：電場及專題訓練：

1、庫侖定律：F?kQ1Q2，其中，Q1、Q2表示兩個點電荷的電量，r表示它們間的距離，2r9

2

2

k叫做靜電力常量，k=9.0×10Nm/C。（適用條件：真空中兩個靜止點電荷）2、電場強度：

（1）定義是：E?FqF為檢驗電荷在電場中某點所受電場力，q為檢驗電荷。單位牛/庫倫（N/C），方向，與正電荷所受電場力方向一致。描述電場具有力的性質(zhì)。

注意：E與q和F均無關(guān)，只決定于電場本身的性質(zhì)。（適用條件：普遍適用）（2）點電荷場強公式：E?kQ2r9

2

2

k為靜電力常量，k=9.0×10Nm/C，Q為場源電荷（該電場就是由Q激發(fā)的），r為場點到Q距離。（適用條件：真空中靜止點電荷）（3）勻強電場中場強和電勢差的關(guān)系式：E?Ud其中，U為勻強電場中兩點間的電勢差，d為這兩點在平行電場線方向上的距離。

3、電勢差：UAB?WABqWAB為電荷q在電場中從A點移到B點電場力所做的功。單位：伏特（V），標量。數(shù)

值與電勢零點的選取無關(guān)，與q及WAB均無關(guān)，描述電場具有能的性質(zhì)。

4、電場力的功：WAB?qUAB

5、電勢：?A?WAOqWAO為電荷q在電場中從A點移到參考點電場力所做的功。數(shù)值與電勢零點的選取有

1

關(guān)，但與q及WAO均無關(guān)，描述電場具有能的性質(zhì)。

6、電容：（1）定義式：C?QU6

12

C與Q、U無關(guān)，描述電容器容納電荷的才干。單位，法拉（F），1F=10μF=10pF（2）決定式：C??S4?kdF（I?B）IL7、磁感應(yīng)強度：B?描述磁場的強弱和方向，與F、I、L無關(guān)。當I//B時，F(xiàn)=0，但B≠0，方向：垂直于I、L所在的平面。

mv28、帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動：qvB?

r軌跡半徑：r?mv2?r2?m運動的周期：T??qBvqB（圓心在與v垂線和弦中垂線交點）

一、靜電力：一切帶電粒子在電場中都要受到靜電力F?qE，與粒子的運動狀態(tài)無關(guān)；電

場力的大小、方向取決于電場（E的大小、方向）和電荷的正負，勻強電場中靜電力為恒力，非勻強電場中靜電力為變力。

二、帶電粒子的運動過程分析方法

運動性質(zhì)有：平衡（靜止或勻速直線運動）和變速運動（常見的為勻變速），運動軌跡有直線和曲線（偏轉(zhuǎn)）。

對于平衡問題，結(jié)合受力圖根據(jù)共點力的平衡條件可求解。1.帶電粒子的加速

（1）運動狀態(tài)分析：帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到靜電力與運動方向在同一直線，做勻加（減）速直線運動。

（2）用功能觀點分析：電場力做正功，電勢能減少，動能增加，電場力做負功，電勢能增加，動能減少。

12mv(初速度時)2112qU?mv2?mv0(初速度22qU?

時)注意：以上公式適用于勻強電場和非勻強電場。

2.帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強電場）

（1）帶電粒子以速度v垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到垂直運動方向的靜電力作用而做曲線運動（軌跡為拋物線）。

2

（2）偏轉(zhuǎn)運動的分析處理方法（類似平拋運動分析方法）：

①沿初速度方向為速度為v的勻速直線運動。

②沿電場力方向為初速度為零的勻加速直線運動。（3）基本公式：

qEml②運動時間：t=

v0①加速度：a＝

121qUl2③離開電場的偏轉(zhuǎn)量：y?at?222mdv0qul④偏轉(zhuǎn)角：tan??2mdv0［總結(jié)］

1.在處理帶電粒子在電場中運動的問題時，關(guān)鍵是對帶電粒子進行正確的受力分析。帶電粒子在電場中的運動問題就是電場中的力學問題，研究方法與力學中一致，只是要注意以下幾點：

（1）帶電粒子受力特點

重力：①有些粒子，如電子、質(zhì)子、?粒子、正負離子等，除有說明或明確的示意以外，在電場中運動時均不考慮重力；

②宏觀帶電體，如液滴、小球等除有說明或明確的示意以外，一般要考慮重力；③未明確說明“帶電粒子〞的重力是否考慮時，可用兩種方法進行判斷：一是比較靜電力qE與重力mg，若qE>>mg則忽略重力，反之要考慮重力；二是題中是否有示意（如涉及豎直方向）或結(jié)合粒子的運動過程、運動性質(zhì)進行判斷。

（2）對于直線運動問題可用勻變速直線運動的運動學公式和牛頓其次定律、動量定理、動量守恒定律求解；對于勻變速曲線運動問題，可考慮將其分解為兩個方向的直線運動，對有關(guān)量進行分解、合成來求解，無論哪一類運動，都可以從功和能的角度用動能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律來求解，其中靜電力做功除一般計算功的公式外，還有W?qU可用，這一公式對勻強和非勻強電場都適用。而且與運動路線無關(guān)。2.對粒子偏角的探討

在下圖中，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m、帶電量為q，以速度v0垂直于電場線射入勻強偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電壓為U1。若粒子飛出電場時偏角為?，則tan??vy。

式中vy?at?tan??3

qU1l·，?v0，代入得dmv0①

qU1lmdv02（1）若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)過同一加速電壓U0加速后進入偏轉(zhuǎn)電場的，則由動能定理有

qU0?12mv0②2由①②式得：tan??U1l③2U0d由③式可知，粒子的偏角與粒子的q、m無關(guān)，僅決定于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場，即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場后，它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度總是一致的。

（2）粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時偏距y?121qU1l2at?()，作粒子速度的反向延22dmv0長線，設(shè)交于O點，O點與電場邊緣的距離為x，則

qU1l22dmv0ylx???④

qU1ltan?22mv0d由④式可知，粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時，就好像是從極板間的l/2處沿直線射出似的。3.說明：直線加速器、示波器（示波管）、靜電分選器等是本單元知識應(yīng)用的幾個重要實例，在處理這些實際問題時，應(yīng)注意以下幾個重要結(jié)論：

（1）初速為零的不同帶電粒子，經(jīng)過同一加速電場、偏轉(zhuǎn)電場，打在同一屏上時的偏轉(zhuǎn)角、偏轉(zhuǎn)位移一致。

（2）初速為零的帶電粒子，經(jīng)同一加速電場和偏轉(zhuǎn)電場后，偏轉(zhuǎn)角?、偏轉(zhuǎn)位移y與偏轉(zhuǎn)電壓U1成正比，與加速電壓U0成反比，而與帶電粒子的電荷量和質(zhì)量無關(guān)。

（3）在結(jié)論（1）的條件下，不同的帶電粒子都像是從L／2處沿末速度方向以直線射出一樣，當電性一致時，在光屏上只產(chǎn)生一個亮點，當電性相反時，在光屏上產(chǎn)生兩個中心對稱的亮點。

2

1.以下粒子從靜止狀態(tài)經(jīng)過電壓為u的電場加速后，速度最大的是（）

12A.質(zhì)子1HB.氘核1H

C.a粒子（42He）D.鈉離子（Na）

+

2.如下圖，電子在電勢差為U1的電場中加速后，垂直射入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場。在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，以下四種狀況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是（）

4

A.U1變大、U2變大B.U1變小、U2變大C.U1變大、U2變小D.U1變小、U2變小

3.兩平行金屬板間為勻強電場，不同的帶電粒子都以垂直于電場線方向飛入該勻強電場（不計重力），要使這些粒子經(jīng)過勻強電場后有一致大小的偏轉(zhuǎn)角，則它們應(yīng)具備的條件是（）

A.有一致的動能和一致的比荷B.有一致的質(zhì)量和一致的比荷C.有一致的速度和一致的比荷D.只要有一致的比荷就可以

4.如下圖是一個示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)加速后以速度v0垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開偏轉(zhuǎn)電場時偏移量為y，兩極板間距為d，電壓為U，板長為l，每單位電壓引起的偏移量（y／U）叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用的方法是（）

A.增加兩極板間的電勢差UB.盡可能增加板長lC.盡可能減小極板間距dD.使電子的入射速度v0大些

5.在平行板電容器A、B兩板上加上如下圖的交變電壓，開始B板的電勢比A板高，這時兩板中間原來靜止的電子在靜電力作用下開始運動，設(shè)電子在運動中不與極板發(fā)生碰撞，則以下說法正確的是（不計電子重力）（）

A.電子先向A板運動，然后向B板運動，再返回A板做周期性來回運動B.電子一直向A板運動C.電子一直向B板運動

D.電子先向B板運動，然后向A板運動，再返回B板做周期性來回運動

6.兩個電荷量均為+q的點電荷形成的電場中，O點為兩點電荷連線的中點，PQ是連線的垂直平分線（如下圖），以下說法中正確的是（）

5

A.PQ直線上場強四處為零，各點都在同一等勢面上B.PQ直線上場強四處為零，O點電勢最高C.PQ直線上，O點的場強為零，電勢最高D.PQ直線上，O點的場強最大，電勢最高

7.一帶電粒子沿圖所示的曲線穿過勻強電場，重力不計。關(guān)于粒子帶何種電荷以及該粒子在a、b兩點動能的大小，以下結(jié)論正確的是（）

A.負電，在a點動能較大B.正電，在a點動能較大C.負電，動能相等

D.正電，在b點動能較大

6

8.如下圖，一個電子以4×10m／s的速度沿與電場垂直的方向從A點飛進勻強電場，

o

并且從另一端B點沿與場強方向成150角方向飛出，那么，A、B兩點間的電勢差為多少伏?

-31

（電子的質(zhì)量為9.1×10kg）

9.如下圖，一質(zhì)量為m帶電荷量為+q的帶電液滴，從水平放置的平行金屬板上方H高度處自由落下，從上板的缺口進入兩板間電場，電場強度為E。若qE>mg，試求液滴落入電場中所能達到的最大位移。（設(shè)d>h）

6

10.如下圖，有一電子（電荷量為e）經(jīng)電壓U0加速后，進入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間。若電子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：

（1）金屬板AB的長度；

（2）電子穿出電場時的動能。

二、恒定電流專題訓練

1）、選擇題（此題共10小題。1～5小題為單項選擇題，每題3分，6～10小題為多項選擇題，每題5分，漏選得3分，錯選或不選的得0分。共40分）

1.如圖1所示，直線A為某電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像，直線B是電阻R的兩端電壓與電流I的關(guān)系圖像。用該電源與電阻R組成閉合電路，電

源

的

輸

出

功

率

和

電

源

的

效

率

分

別

為

()

A.4W，33%B.2W，33%C.2W，67%D.4W，67%

圖1圖2

2.如圖2所示，直線OAC為某一直流電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率P隨電流I變化的圖像；拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部消耗的熱功率P'隨電流I變化的圖像.當電路中的電流為2A，且外電路為純電阻電路時，外電路消

耗

的

功

率

及

相

應(yīng)

的

外

電

阻

的

阻

值

分

別

是

（）A.2W，0.5ΩB.4W，2ΩC.2W，1ΩD.6W，2Ω

3．如圖1—1所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的。現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗子些，燈泡B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是（）

7

A．R3斷路B．R1短路

C．R2斷路D．R1、R2同時短路

4．如圖4—1所示電路中，電鍵S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P，若斷開某一個電鍵后P會向下運動，該電鍵是（）A．S1B．S2C．S3D．S4

5．如圖6所示，直線A為電源的U—I圖線，直線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線，用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時，電源的輸出功率分別為

P1、

P2，電源的效率分別為

?1、

?2，則

（）A．P1?P2B．P1?P2C．?1??2D．?1??2

6.在如下圖電路中，每個電阻的阻值一致，A、B間電壓為30V，則（）

A.S1、S2都閉合時，C、D間電壓為30VB.S1、S2都斷開時，C、D間電壓為30VC.S1閉合、S2斷開時，C、D間電壓為10VD.S1斷開、S2閉合時，C、D間電壓為6V

7.將滑動變阻器作分壓器用，如下圖電路中，A、B為分壓器的輸出端，若

把變阻器的滑動觸片放在變阻器正中，則

8

()

A.空載時輸出電壓UAB=UCD/2

B.接上負載R時，輸出電壓UAB＜UCD/2C.負載R的阻值大，UAB越接近UCD/2D.負載R的阻值越小，UAB越接近UCD/2

8.調(diào)整如下圖電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數(shù)增大ΔU，在這個過程中

A.通過R1的電流增加，增加量一定等于ΔU/R1()

B.R2兩端的電壓減小，減少量一定等于ΔUC.通過R2的電流減小，但減少量一定小于ΔU/R2D.路端電壓增加，增加量一定等于ΔU

9在下面四個電路中，分別閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器觸頭，能夠使其中

一燈泡由暗變亮的同時，另一燈泡由亮變暗，則符合要求的電路是：()

10．如圖1所示電路，開關(guān)S1、S2均處于閉合狀態(tài)，在分別斷開S1、S2后的

短暫過程中，關(guān)于流過電阻R1、R2的電流方向，以下判斷正確的（）

A．若只斷開S1，流過R1的電流方向為自左向右B．若只斷開S1，流過R1的電流方向為自右向左C．若只斷開S2，流過R2的電流方向為自左向右D．若只斷開S2，流過R2的電流方向的自右向左

2）、試驗填充題（此題共2小題，計20分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。）

11.測一金屬絲直徑時，螺旋測微器的示數(shù)如下圖，可知該金屬絲的直徑為_______mm，若將可動刻度再順時針轉(zhuǎn)過半圈(從右往左看)，則讀數(shù)為_________mm.

9

12..做“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻〞的試驗⑴．試在實物圖中將器件連接成試驗電路.

⑵．一位同學記錄的幾組數(shù)據(jù)見表.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出U—I圖線（作在答卷上）.為了描點作圖確鑿,要求恰當確定標度和坐標.根據(jù)圖線讀出電池的電動勢ε=_______V．求出電池內(nèi)阻r=______(保存三位有效數(shù)字)Ω.

I/A0.120.200.29U/V1.371.321.18（U/V0.401.160.500.581.101.02

I/A3）、計算題（此題共4小題，每題15分，共60分。請寫出必要的文字說明

和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分。）

13．電源的電動勢為225V，內(nèi)阻為2.5?，給“220V，40W〞的電燈供電，要使每盞燈都能正常發(fā)光，最多能接多少盞電燈？

14．如下圖中E?10V，R1?4?，R2?6?，C?30?F電池內(nèi)阻不計，求：

（1）閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過R1的電流

（2）然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過R1的總電量

15.如下圖的電路中，電源電動勢E=6.0V，內(nèi)阻r=0.6Ω，電阻R2=0.5Ω，當開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為1.5A，電壓表的示數(shù)為3.0V，試求：

10

（1）電阻R1和R3的阻值；

（2）當S閉合后，電壓表的示數(shù)、以及R2上消耗的電功率。

16．如下圖，電阻R1=8Ω，直流電動機的內(nèi)電阻R2=2Ω,當電鍵S斷開時，電阻R1消耗的電功率為2.88W，電源的效率為80℅，當電鍵S接通后，電阻R1消耗的電功率為2W，試求電鍵接通后，電動機輸出的機械功率。（除電動機內(nèi)阻外其它損耗不計）

MR22SR1三、磁場專題訓練

產(chǎn)生：電流（運動電荷）產(chǎn)生磁場；磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。FB?磁感強度，要求I、B垂直，磁感應(yīng)強度B為矢量，與IL物理量F、I無關(guān)，是用比值定義的物理量。磁通量??BS，S是垂直B方向上的投影面積，標量，有正、描述磁場負之分。磁感線：用來描述磁場的人為曲線；方向、疏密的物理意義。形象描述幾種典型的磁場的磁感線分布：直線電流、環(huán)形電流、螺線管、勻強磁場。F?BILsin?磁場對直線電流的作用安培力方向：左手定則直線電流間的相互作用：同向相吸，反向相斥。磁場對運動電荷的作用f?qvB，此式只適用于v、B垂直?的狀況，v、B不垂直時，f?qvBsin?，是v、B夾角方向：左手定則特點：洛倫茲力對帶電粒子永遠不做功洛倫茲力相互作用?f洛?f向r，帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動，2?mqBmvqB，T?

對本章的復習應(yīng)著重抓好以下幾個方面：

1.要深刻理解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)——一切磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷產(chǎn)生磁場，是通過磁場相互作用的結(jié)果。

11

2.重視常見磁場的磁感線的分布狀況。既要熟悉其平面分布狀況，也要熟悉立體分布狀況。

3.公式F?BIL中的F、B、I的方向涉及到三維空間，所以分析有關(guān)安培力時，要擅長從不同的視角把立體圖改畫為平面圖。

4.有關(guān)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動要注意三點：一是圓心的確定，二是圓半徑的計算，三是運動時間的分析。

5.對帶電粒子在復合場中的運動，要弄清是怎樣的一個復合場，要結(jié)合受力特點應(yīng)用相關(guān)的力學規(guī)律解答，并力求把握求解該類習題的一般步驟和方法。

一、選擇題（此題共10小題。1～5小題為單項選擇題，每題3分，6～10小題為多項選擇題，每題5分，漏選得3分，錯選或不選的得0分。共40分）

1、以下單位中與磁感應(yīng)強度的單位一致的有（）A、N/（A·m）B、N/（C·s）C、N/（C·m）D、V·s/m2

2、如圖，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，一對正、負電子分別以一致的速度沿與x軸成30°角從原點射入磁場，則正、負電子在磁場中運動時間之比為（）A、1∶2B、2∶1C、1∶3D、1∶1

3、由磁感應(yīng)強度的定義式B=

F，可知（IL）

A、通電導體所在處受到的磁場力F為零，該處的磁感應(yīng)強度也一定為零B、磁感應(yīng)強度的方向與F的方向一致C、該定義式適用于勻強磁場D、該定義式對任何磁場都適用

4、一長螺線管里通有交變電流，把一個帶電粒子沿管軸線射入管中，不計帶電粒子的重力，粒子將在管中（）A、做圓周運動B、沿軸線來回運動C、做勻加速直線運動D、做勻速直線運動

5、來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進入地球周邊的空間時，將會（）

A、豎直向下沿直線射向地面B、相對于預定地點向西偏轉(zhuǎn)C、相對于預定地點向北偏轉(zhuǎn)D、相對于預定地點向東偏轉(zhuǎn)6、用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球，讓它處于圖所示的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，由于磁場的運動，小球靜止在如圖位置，

α這時懸線與豎直方向的夾角為α，且細線的拉力不為0，則磁場的運動速

+度大小和方向是（）

A、v=mg/Bq,水平向右B、v=mgsinα/Bq,沿線向上C、v=mgtanα/Bq，豎直向上D、v=mgtanα/Bq,豎直向下

7、帶電量為+q的粒子在勻強磁場中運動，以下說法正確的是（）A、只要速度大小一致，所受洛侖茲力就一致B、粒子只受到洛侖茲力作用下運動的動能不變

12

C、無論是否受其它力作用，洛侖茲力對運動電荷始終不做功

D、假使把+q改為-q，且速度方向相反，大小不變，則洛侖茲力的大小、方向均與原來對應(yīng)不變

8、如圖，勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場的方向垂直于紙面向里，三個油滴a、b、c帶等量的同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運動，c向左做勻速運動，比較重力Ga、Gb、Gc間的關(guān)系正確的是（）A、Ga最大B、Gb最大C、Gc最大D、Gb最小

abc9、長方體金屬塊放在勻強磁場中，有電流通過金屬塊，如下圖，以下說法正確B的是（）

A、金屬塊上表面電勢高于下表