人教版高中物理選修3-1課后習(xí)題參考答案

r2r2(1015)2r2r2(1015)2EnFnEFBqCnq 章第一節(jié)1．答：在天氣干躁的季節(jié)，脫掉外衣時(shí)，由于摩擦，外衣和身體各自帶了等量、異號(hào)的電荷。接著用手去摸金屬門把手時(shí)，身體放電，于是產(chǎn)生電擊的感覺。B的一部分自由受A的正電荷吸引積聚在BB，A、B之間產(chǎn)生吸引力。4．答：此現(xiàn)象并不是說明制造出了永動(dòng)機(jī)，也沒有違背能量守恒定律。因?yàn)?，在把A、B分開的過程中要克服A、B之間的靜電力做功。這是把機(jī)械轉(zhuǎn)化為電能的過程。第二節(jié)1．答：根據(jù)庫(kù)侖的發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)相同的帶電金屬球接觸后所帶的電荷量相等。所以，先把A球qq與B球接觸，此時(shí)，B球帶電；再把B球與C球接觸，則B、C球分別帶電；最后，24B球再次與A球接觸，B球帶電q=(q+q)2=3q。B2483．答：設(shè)A、B兩球的電荷量分別為q、q，距離r2A2c2q+q+C再與接觸后，B的電荷量變?yōu)閝=2=q；此時(shí)，A、B間的靜電力變?yōu)椋築24F=kqqAB=kqq22=1kq2=1F。在此情況下，若再使A、B間距增大為原來的r2r28r282倍，則它們之間的靜電力變?yōu)镕”=1F=1F。qqa4qqa2a1234aaaa2a222a2邊形定則，合力沿對(duì)角線的連線向外，且大小是FqF4343F2122a2F2F每個(gè)電荷受到其他三個(gè)電荷的靜電力的合力的大小都相等，且都沿對(duì)角線的連線向外。99它的受力示意圖見圖1－7。靜電斥力F=mgtan9FTFTr2rF所，所0.6103105kk第三節(jié)FFF2．答：電子所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=k=9.0109N/C=5.11011N/C，r2(5.31011)2FTF (1)設(shè)該點(diǎn)距離原點(diǎn)的距離為x，則kQ1一kFTF (1)設(shè)該點(diǎn)距離原點(diǎn)的距離為x，則kQ1一kQ2=0，即4(x一6)2一x2=0，解得x2(x一6)2AqBqpApBABpm 方向沿著半徑指向外。電子受到的電場(chǎng)力為g直m所入電場(chǎng)，它沿電場(chǎng)線的方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，而(2)A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向如圖1(3)負(fù)電荷在A、B、C三點(diǎn)時(shí)的受力方向如EBEBvvEEAFAFBCFCET作用而處于平衡狀態(tài)，它的受力情況如圖1－12112x=6cm之間，電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向x軸的正方向。所以，只有在Q右側(cè)的x軸上，才有可22第四節(jié)AqpA2AEEEEEEC一qqB一qqpCpDCDEEEEqF一qqFE同一正試探電荷在電勢(shì)越高的點(diǎn)，電勢(shì)能越大。(2)在電場(chǎng)中，同一負(fù)試探電荷的電勢(shì)能越大的點(diǎn)，電勢(shì)越低；同一負(fù)試探電荷在電勢(shì)越高的點(diǎn)，電勢(shì)能越小。(3)正的試探電荷電勢(shì)能為負(fù)值的點(diǎn)的電勢(shì)小于負(fù)的試探電荷電勢(shì)能為負(fù)值的點(diǎn)的電勢(shì)。正試探電荷從M點(diǎn)沿著與電場(chǎng)線始終垂直的路徑移動(dòng)到與P在同一條電場(chǎng)線上的M,，這一過程靜電力不做功。再把這一電荷從M,移動(dòng)到P點(diǎn)，全過程靜電力做正功。所以，從MEE移動(dòng)到P靜電力做正功，電勢(shì)能減少，pM>pP，M點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高。qqE場(chǎng)源p正E的正負(fù)正E的正負(fù)負(fù)p高E怎樣變化變大E怎樣變化變小 變變大變小Q正負(fù)負(fù)交徙的電勢(shì)就一定相等，這兩個(gè)等勢(shì)面的值就不能不同，這與題設(shè)條件矛盾。所以，電場(chǎng)中兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面不能相交。根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面一定垂直的結(jié)論，畫出的電場(chǎng)線的大致分布如圖1－15所示。ABcABABABACACACBCBCBC可見，靜電力所做的功W=WACBC第五節(jié)ABABU>0系d10102FqE1.61079.0104N=1.4102N。靜電力對(duì)塵埃做功2．答：(1)看電場(chǎng)線方向知，D點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)高，U=Ed=2104(5)102V=1000V(2)B板接地時(shí)，DCDCCBDDBVVCDCDCCADDACDCDCDCDCD如果電子先移到E點(diǎn)再移到D點(diǎn)，靜電力做的功不會(huì)改變。這是因?yàn)殪o電力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)。遠(yuǎn)的一側(cè)帶正電。(2)在靜電平衡狀態(tài)下，金屬球的內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0，就是說感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向。在球心處+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=kE=k，所以金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=k，方向指向+Q。+9r2感9r2(3)如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè)，另一端接觸球的右側(cè)，導(dǎo)線不可能把球兩側(cè)的電荷就像用水管連接高度相等的兩個(gè)裝水容器，水不會(huì)在水管內(nèi)流動(dòng)一樣。3．答：點(diǎn)火器的放電電極做成針狀是利用尖端放電現(xiàn)象，使在電壓不高的情況下也容易點(diǎn)火。驗(yàn)電器的金屬桿上固定一個(gè)金屬球是防止出現(xiàn)尖端放電現(xiàn)象，使驗(yàn)電器在電壓較高時(shí)也不會(huì)放電(漏電)生命危險(xiǎn)。如果工人穿上包含金屬絲的織物制成的工作服，這身工作服就像一個(gè)金屬網(wǎng)罩，e=H。(3)若電子與氫核的初動(dòng)能相同，則e=1。e=H。(3)若電子與氫核的初動(dòng)能相同，則e=1。 把兩極間相對(duì)面積減小，電容減小，電荷量不變，電壓變大，靜電計(jì)指針偏角變大。(3)在兩極板間插入相對(duì)介電常數(shù)較大的電介質(zhì)，電容增大，電荷量不變，電壓變小，靜電計(jì)指針CQd又因?yàn)镋=U，所以E=U=4幾kQ。可見，電場(chǎng)強(qiáng)度與兩極間距離無關(guān)，只與電容器所ddS帶電荷量和極板面積有關(guān)。動(dòng)kkdddmE=1mv2=qU=2.91017J，可見，第一種方法最簡(jiǎn)單。k2kmkm2em0.911030e0電場(chǎng)的速度為v，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極間距離為d，極板長(zhǎng)為l，則：帶電粒子在加速電場(chǎng)中獲得0初動(dòng)能1mv2=qU，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度a=qU，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為200dmt=l，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿靜電力方向的速度v=at=qUl，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)vydmv0速度方向的偏轉(zhuǎn)角的正切tan9=vy=qUl。(1)若電子與氫核的初速度相同，則0tan9mtan9HeHUU粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為v，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極距離為d，極板長(zhǎng)為l，則：粒子的初動(dòng)能1mv2=qU，0200粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度a=qU，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=l，粒子離開偏轉(zhuǎn)電dmv0場(chǎng)時(shí)沿靜電力方向的速度v場(chǎng)時(shí)沿靜電力方向的速度v=at=，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向的偏轉(zhuǎn)角的正切ydmv0tan9=vy=qUl，由于各種粒子的初動(dòng)能相同，即mv2=2qU，所以各種粒子的偏轉(zhuǎn)vdmv000方向相同；粒子在靜電力方向的偏轉(zhuǎn)距離為y=1at2=qUl2=Ul2，可見各種粒子的22mdv24dU0偏轉(zhuǎn)距離也相同，所以這些粒子不會(huì)分成三束。200dm的時(shí)間為t=l，電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿靜電力方向的速度v=at=qUl，電子離開偏vydmv0轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向的偏轉(zhuǎn)角的正切eU動(dòng)周期T=2幾r，等效電流I=e=e=ev．(說明：我們可以假想在電子軌道的某0xRR+RRR+RxxR 0000第二章恒定電流第一節(jié)電源和電流場(chǎng)迅速減弱，它們之間的電勢(shì)差很快消失，兩導(dǎo)體成為一個(gè)等勢(shì)體，達(dá)到靜電平衡．因此，到正極的電子取走，補(bǔ)充給負(fù)極，使電池兩極之間始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷，兩極周作用下定向移動(dòng)，形成持續(xù)的電流．說明：由于電池的內(nèi)阻很小，如果直接用導(dǎo)線把電池的ee1.61019根據(jù)電子與原子核之間的靜電力提供向心力，進(jìn)一步求得電子繞核運(yùn)動(dòng)的速度、周期．)材料和電解的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)．也就是說，與非靜電力性質(zhì)有關(guān)．兩種電池盡管體積大小不同，但電池內(nèi)的材料相同，非靜電力性質(zhì)相同，所以，電動(dòng)勢(shì)相同．而內(nèi)阻就是電源內(nèi)部物質(zhì)對(duì)電流的阻礙，和其他導(dǎo)體的電阻一樣與導(dǎo)體的形狀、體積都有關(guān)系．就是把這些電荷從低電勢(shì)能的極板移送到高電拋能極板的過程中，非靜電力做的功3．答：乘積EI的單位是瓦特．因?yàn)镋I=Eq=W=P，所以EI表示非靜電力做功的功率，tt也是電源將其他能轉(zhuǎn)化為電能的電功率．如果E=3V，I=2A，則EI=6W，表示每秒IU1U28IU1U28222壓值(40V)，再將所得的電壓值與50V比較，從而做判斷．Rabcd阻的伏安特性曲線．在同一條直線上的不同點(diǎn)，代表的電壓、電流不同，但它們的比值就是對(duì)應(yīng)電阻的阻值．b、c在同一條直線上，因此電阻相同．在其中三條直線上取一個(gè)相同的電壓值，可以發(fā)現(xiàn)a的電流最小，因此電阻最大，d的電流最大，因此電阻最?。部梢愿鶕?jù)直線的斜率判斷電阻的大?。嫵鯥U圖象．由于點(diǎn)太少，IU圖象所給出的只是一個(gè)粗略估測(cè)的結(jié)果．kI1．答：(1)因?yàn)镽與R串聯(lián)，設(shè)通過它們的電流為I，可知U=IR，U=I(R+R)，所121112URUR+R0x以電壓之比1與電阻之比1UR+R0x0xx0xxU=0，當(dāng)R=R時(shí)U=U，所以U可以取0至U的任意值．說明：可以引導(dǎo)學(xué)生cdxcdcdV耗的總功率P=UI=U(I耗的總功率P=UI=U(I+I+)=P+P+，得證。122AR100AU U=UU=U+U+，所以串聯(lián)電路消耗的總功率P=UI=I(U+U+)=P+P+，21212得證。(4)因?yàn)椴⒙?lián)電路總電流等于各支路電流之和，即I=I+I+，所以并聯(lián)電路消12．響．當(dāng)電壓表并聯(lián)在R兩端時(shí)，電12211R1211121當(dāng)電壓表和R并聯(lián)時(shí)，測(cè)得的電壓小于R、R直接串聯(lián)時(shí)R分得的電壓．所以兩次讀數(shù)2122U2UR串R串聯(lián)后接到電源上，電路消耗的電功率為P=。因?yàn)镻>P，所以S接通時(shí)，22R+R12電飯鍋處于加熱狀態(tài)，S斷開時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。(2)加熱時(shí)P,=(U)2R，R2R+R2電飯鍋處于加熱狀態(tài)，S斷開時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。(2)加熱時(shí)P,=(U)2R，R2R+R2gg1gg12221cdacbd三部cdacbd三部分串聯(lián)而成。由于電流相同，且并聯(lián)部分的總電阻小于其中最小的電阻，所以gg21g112IR=(II)(R+R)，聯(lián)立解得R=0.41，R=3.67。說明：本題的困難在于，gg2g1212P>P>P+P。對(duì)于bc并聯(lián)部分，由于電壓相等，b的電阻小，因此P>P。所以adbcbcP>adbcbcP>P>P>Padbc14．4．答：(1)當(dāng)只有電爐A時(shí)，I==A=2A。所以U=IR=200V，R+2r100+52AAA1．答：設(shè)電阻R消耗的電功率為P，電阻R消耗的電功率為P，…(1)串聯(lián)電路中各處電1122AA+2r10+523流相等，設(shè)電流為I，則電功率：P=I2R，P=I2R，…，P:AA+2r10+523221212AB23AB23PPUAWW。1R2R5．答：電熱(消耗的電能)為Q=5．答：電熱(消耗的電能)為Q=Pt=21031060J=1.2106J。水升溫吸收的熱量為2=::RR12乙p乙 nQ00QI0.25I0.25幾4故可以不計(jì)導(dǎo)線電阻。幾4幾4幾43RlS4416Rl2人S1=3人3=9，所以12291lRlRl142甲乙乙甲甲乙甲乙222．答：每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為3.0V。設(shè)每節(jié)干電池的內(nèi)阻為r，I30山AU并E4.5rE4.5r并串P0.6P6P0.6P600)1.41.4001.41.400所選擇的擋位3．答：(1)紅表筆(2)紅筆表(3)黑表筆．第9節(jié)實(shí)驗(yàn)：測(cè)電源電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．答：該實(shí)驗(yàn)方案的主要缺點(diǎn)是，將路端電壓和電流分兩次測(cè)量．由于電表內(nèi)阻的影響，兩次了．另外，在測(cè)量中需要不斷改變電路，操作也不方便．2．答：因蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，故電壓表量程應(yīng)選3V擋．若定值值電阻取10Q，則電路中 電流最大不超過0.2A，電流值不到電流表小量程的3，不利于精確讀數(shù)，故定值電阻只能樣，電路的總電阻在1.33以下，變化范圍太小，不利于滑動(dòng)變阻器操作，所以電流表量程應(yīng)選0.6A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值大于10時(shí)，電流小于0.2A，電流表示較小，不利于精的部分幾乎無用．所以變阻器選E．(說明：選取實(shí)驗(yàn)器材，需要綜合考慮，要從“安全可行、測(cè)量精確、便于操作”三方面考慮．1．答：(1)如圖甲所示(2)如圖乙所示．選擇能實(shí)現(xiàn)該邏輯關(guān)系的電路．必要時(shí)還應(yīng)考慮簡(jiǎn)單邏輯電路的組合．3．答：(1)如圖所示(2)應(yīng)使R增大．當(dāng)天色還比較亮?xí)r，因光線照射，光敏電阻的阻值較小，但不是很小，此時(shí)R的分壓較低，從而會(huì)使非門輸出一高電壓而激發(fā)繼電器工作，所第三章磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)附近的通電線圈產(chǎn)生力的作用，從而使線圈振動(dòng)，帶動(dòng)喇叭的紙盒振動(dòng)，發(fā)出聲音．耳機(jī)和電話的聽筒能夠發(fā)聲也是這個(gè)道理．2．答：如果有鐵質(zhì)的物體(如小刀等)落入深水中無法取回時(shí)，可以用一根足夠長(zhǎng)的細(xì)繩拴一磁體，放入水中將物體吸住，然后拉上來；如果有許多大頭針(或小鐵屑等)撒落在地上，可以用一塊磁鐵迅速地將它們拾起來．分類：(1)利用磁體對(duì)鐵、鈷、鎳的吸引力，如門吸、帶磁性的螺絲刀、皮帶扣、女式的手提包扣、手機(jī)皮套扣等等．(2)利用磁體對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，如喇叭、耳機(jī)、電話、電動(dòng)機(jī)等．(3)利用磁化現(xiàn)象記錄信息，如磁卡、磁帶、磁盤等等．1．這種說法不對(duì)．磁場(chǎng)中的霜點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與檢驗(yàn)電流的大小、方向、通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、受到的安培力的大小均無關(guān)．(說明：?jiǎn)渭儚臄?shù)學(xué)出發(fā)而不考慮公式的物理意義是學(xué)生的一種常見錯(cuò)誤．定義式B意義是學(xué)生的一種常見錯(cuò)誤．定義式B=是一個(gè)定義式，磁場(chǎng)中特定位置的比值不ILIL才反映了磁場(chǎng)本身的屬性．ILILILI過FI圖的坐標(biāo)原點(diǎn)．11abcd222abcdBIBIFFFIB丙2．答：(1)通電導(dǎo)線的a端和b端受到的安培力分別垂直紙面向外和垂直紙面向內(nèi)，所以導(dǎo)線線還會(huì)受到向下的安培力．所以導(dǎo)線先轉(zhuǎn)動(dòng)，后邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊下移．(2)圖3-5所示的甲、乙、其大