2024-2025學(xué)年高中物理必修第3冊（第9-13章）隨堂練習(xí)試題（含答案）

2024-2025學(xué)年高中物理必修第3冊（第9-13章）隨堂練習(xí)試題第九章?靜電場及其應(yīng)用1.電荷1.在天氣干燥的季節(jié)，脫掉外衣后再去摸金屬門把手時，常常會被電一下。這是為什么？2.在圖9.1-3所示的實驗中，導(dǎo)體分開后，A帶上了－1.0×10-8C的電荷。實驗過程中，是電子由A轉(zhuǎn)移到B還是由B轉(zhuǎn)移到A？A、B得到或失去的電子數(shù)各是多少？3.如圖9.1-5，將帶正電荷Q的導(dǎo)體球C靠近不帶電的導(dǎo)體。若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB；若沿虛線2將導(dǎo)體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA′和QB′。（1）請分別說出以上四個部分電荷量的正負，并簡述理由。（2）請列出以上四個部分電荷量（絕對值）之間存在的一些等量關(guān)系，并簡述理由。4.關(guān)于電荷，小明有以下認識：A.電荷量很小的電荷就是元電荷；B.物體所帶的電荷量可以是任意的。你認為他的看法正確嗎？請簡述你的理由。2.庫侖定律例題1.在氫原子內(nèi)，氫原子核與電子之間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子核與電子之間的靜電力和萬有引力。例題2.真空中有三個帶正電的點電荷，它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷的電荷量都是2.0×10-6C，求它們各自所受的靜電力。1.有三個完全相同的金屬球，球A帶的電荷量為q，球B和球C均不帶電?，F(xiàn)要使球B帶的電荷量為，應(yīng)該怎么操作？2.半徑為r的兩個金屬球，其球心相距3r，現(xiàn)使兩球帶上等量的同種電荷Q，兩球之間的靜電力嗎？說明道理。3.真空中兩個相同的帶等量異種電荷的金屬小球A和B（均可看作點電荷），分別固定在兩處，兩球之間的靜電力為F?，F(xiàn)用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，此時A、B之間的靜電力變?yōu)槎嗌伲咳粼偈笰、B之間距離增大為原來的2倍，則它們之間的靜電力又為多少？4.在邊長為a的正方形的每個頂點都放置一個電荷量為q的同種點電荷。如果保持它們的位置不變，每個電荷受到其他三個電荷的靜電力的合力是多少？5.兩個分別用長13cm的絕緣細線懸掛于同一點的相同小球（可看作質(zhì)點），帶有同種等量電荷。由于靜電力F的作用，它們之間的距離為10cm（圖9.2-3）。已測得每個小球的質(zhì)量是0.6g，求它們所帶的電荷量。g取10m/s2。3.電場電場強度1.關(guān)于電場強度，小明有以下認識：A.若在電場中的P點不放試探電荷，則P點的電場強度為0；B.點電荷的電場強度公式表明，點電荷周圍某點電場強度的大小，與該點到場源電荷距離r的二次方成反比，在r減半的位置上，電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍；C.電場強度公式表明，電場強度的大小與試探電荷的電荷量q成反比，若q減半，則該處的電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍；D.勻強電場中電場強度處處相同，所以任何電荷在其中受力都相同。你認為他的看法正確嗎？請簡述你的理由。2.把試探電荷q放到電場中的A點，測得它所受的靜電力為F；再把它放到B點，測得它所受的靜電力為nF。A點和B點的電場強度之比是多少？再把另一個電荷量為nq的試探電荷3.場是物理學(xué)中的重要概念，除了電場和磁場，還有重力場。地球附近的物體就處在地球產(chǎn)生的重力場中。仿照電場強度的定義，你認為應(yīng)該怎樣定義重力場強度的大小和方向？4.有同學(xué)說，電場線一定是帶電粒子在電場中運動的軌跡。這種說法對嗎？試舉例說明。5.某一區(qū)域的電場線分布如圖9.3-11所示。A、B、C是電場中的三個點。（1）哪一點的電場強度最強？哪一點的電場強度最弱？（2）畫出各點電場強度的方向。（3）把負的點電荷分別放在這三個點，畫出它所受靜電力的方向。6.用一條絕緣輕繩懸掛一個帶正電小球，小球質(zhì)量為1.0×10-3kg，所帶電荷量為2.0×10-8C?，F(xiàn)加水平方向的勻強電場，平衡時絕緣繩與豎直方向夾角為30°（圖9.3-12）。求勻強電場的電場強度。7.如圖9.3-13，真空中有兩個點電荷，Q1為4.0×10-8C、Q2為－1.0×10-8C，分別固定在x軸的坐標(biāo)為0和6cm的位置上。（1）x軸上哪個位置的電場強度為0？（2）x軸上哪些位置的電場強度的方向是沿x軸的正方向的？4.靜電的防止與利用1.靜電給人們帶來很多方便，但有時也帶來很多麻煩，甚至造成危害。例如：印刷廠里，紙張之間摩擦帶電，會使紙張吸附在一起，給印刷帶來麻煩；印染廠里染織物上帶靜電，會吸附空氣中的塵埃，使印染質(zhì)量下降；制藥生產(chǎn)中，由于靜電吸引塵埃，使藥品達不到預(yù)定純度。要采取措施防止以上事例中靜電的影響，你會怎么做？2.在一次科學(xué)晚會上，一位老師表演了一個“魔術(shù)”：如圖9.4-10，一個沒有底的空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐（金屬）片，把它們分別跟靜電起電機的兩極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。當(dāng)把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。起電機搖動時，塑料瓶內(nèi)哪里電場強度最大？是鋸條附近還是金屬片附近？若鋸條接電源負極，金屬片接正極，這些煙塵最終到哪里去了？3.超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服（圖9.4-11），為什么要用包含金屬絲的織物制成？4.在燃氣灶和燃氣熱水器中，常常安裝電子點火器，接通電子線路時產(chǎn)生高電壓，通過高壓放電的電火花來點燃氣體。點火器的放電電極是釘尖形（圖9.4-12）。這是為什么？與此相反，驗電器的金屬桿上端卻固定一個金屬球而不做成針尖狀，這又是為什么？5.當(dāng)我們使用有線話筒擴音時，有些由于周圍環(huán)境中的靜電現(xiàn)象或其他原因產(chǎn)生的電信號會通過話筒線混入功率放大器中進行放大，影響擴音的效果。因此，很多優(yōu)質(zhì)的話筒線在構(gòu)造上都采取了防備措施。請觀察圖9.4-13的話筒線，你知道它采用了什么方法防止干擾信號從話筒線上侵入嗎？復(fù)習(xí)與提高A組1.當(dāng)驗電器帶電時，為什么兩片金屬箔會張開一個角度？為什么兩片金屬箔張開一定的角度后就不變了？2.如圖9-1，在帶電體C的右側(cè)有兩個相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B，均放在絕緣支座上。若先將A、B分開，再移走C，試分析A、B的帶電情況；若先將C移走，再把A、B分開，試分析A、B的帶電情況。3.如圖9-2，用兩根同樣長的細繩把兩個帶同種電荷的小球懸掛在一點。兩小球的質(zhì)量相等，球A所帶的電荷量大于球B所帶的電荷量。兩小球靜止時，懸線與豎直方向的偏角分別為α和β，請判斷二者的關(guān)系并說明原因。4.有兩個帶正電小球，電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距0.4m。如果引進第三個帶電小球，正好使三個小球僅在靜電力的作用下處于平衡狀態(tài)，那么第三個小球應(yīng)放在什么地方？帶的是哪種電荷？電荷量是Q的幾倍？5.如圖9-3，用2.0m長的絕緣線把一個質(zhì)量為4.5×10-3kg的帶電小球懸掛在帶等量異種電荷的豎直平行板之間。平衡時，小球偏離豎直位置2.0cm。如果兩板間電場的電場強度是1.5×l05N/C，小球的電荷量是多少？6.長為l的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一個帶正電的點電荷q放在棒的中心軸線上距離棒的左端R處，如圖9-4。當(dāng)棒達到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒的中點O處產(chǎn)生的電場強度大小和方向如何？復(fù)習(xí)與提高B組1.如圖9-5，在帶電體C附近，把絕緣導(dǎo)體A、B相碰一下后分開，然后分別接觸一個小電動機的兩個接線柱。假設(shè)小電動機非常靈敏，它便會開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)小電動機還沒有停止時，又立刻把A、B在C附近相碰一下分開，再和小電動機兩接線柱接觸。如此下去，小電動機便能不停地轉(zhuǎn)動。這不就成了永動機而違背能量守恒定律嗎？說說你的看法。2.將電荷量Q分配給可視為點電荷的兩個金屬球，間距一定的情況下，怎樣分配電荷量才能使它們之間的靜電力最大？請進行論證。3.如圖9-6，A、B、C、D是正方形的四個頂點，在A點和C點放有電荷量都為q的正電荷，在B點放了某個未知電荷q′后，恰好D點的電場強度等于0。求放在B點的電荷電性和電荷量。4.如圖9-7，電荷量為q的點電荷與均勻帶電薄板相距2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中A點的電場強度為0，求帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點的電場強度。5.A、B是兩個電荷量都是Q的點電荷，相距l(xiāng)，AB連線中點為O。現(xiàn)將另一個電荷量為q的點電荷放置在AB連線的中垂線上，距O為x的C處（圖9-8甲）。（1）若此時q所受的靜電力為F1，試求F1的大小。（2）若A的電荷量變?yōu)椋璔，其他條件都不變（圖9-8乙），此時q所受的靜電力大小為F2，求F2的大小。（3）為使F2大于F1，l和x的大小應(yīng)滿足什么關(guān)系？6.在一個點電荷Q的電場中，讓x軸與它的一條電場線重合，坐標(biāo)軸上A、B兩點的坐標(biāo)分別為0.3m和0.6m（圖9-9甲）。在A、B兩點分別放置試探電荷，其受到的靜電力跟試探電荷的電荷量的關(guān)系，如圖9-9乙中直線a、b所示。（1）求A點和B點的電場強度的大小和方向。（2）點電荷Q所在位置的坐標(biāo)是多少？第十章?靜電場中的能量1.電勢能和電勢1.如圖10.1-5，在電場強度為60N/C的勻強電場中有A、B、C三個點，AB為5cm，BC為12cm，其中AB沿電場方向，BC和電場方向的夾角為60°。將電荷量為4×10-8C的正電荷從A點移到B點，再從B點移到C點，靜電力做了多少功？若將該電荷沿直線由A點移到C點，靜電力做的功又是多少？2.電荷量q1為4×10-9C的試探電荷放在電場中的A點，具有6×10-8J的電勢能。A點的電勢是多少？若把q2為－2×10-10C的試探電荷放在電場中的A點，q2所具有的電勢能是多少？3.回答下列題目后小結(jié)：如何根據(jù)試探電荷的電勢能來判斷電場中兩點電勢的高低？（1）q在A點的電勢能比在B點的大，A、B兩點哪點電勢高？（2）－q在C點的電勢能比在D點的大，C、D兩點哪點電勢高？（3）q在E點的電勢能為負值，－q在F點的電勢能是負值，E、F兩點哪點電勢高？4.根據(jù)圖10.1-6解答以下題目，然后進行小結(jié)：如何根據(jù)勻強電場的電場線來判斷兩點電勢的高低？（1）M、N是勻強電場中同一條電場線上的兩點，哪點電勢高？（2）M、P是勻強電場中不在同一條電場線上的兩點，AB是過M點與電場線垂直的直線，則M、P兩點哪點電勢高？5.如圖10.1-7，A、B是點電荷電場中同一條電場線上的兩點，把電荷量q1為10-9C的試探電荷從無窮遠移到A點，靜電力做的功為4×10-8J；把q2為－2×10-9C的試探電荷從無窮遠移到B點，靜電力做的功為－6×10-8J。請判斷：場源電荷是正電荷還是負電荷？場源電荷的位置是在A、B的左邊還是右邊？6.一個電場中有A、B兩點，電荷量q1為2×10-9C的試探電荷放在電場中的A點，具有－4×10-8J的電勢能；q2為－3×10-9C的試探電荷放在電場中的B點，具有9×10-8J的電勢能?，F(xiàn)把q3為－5×10-9C的試探電荷由A點移到B點，靜電力做正功還是負功？數(shù)值是多少？7.如圖10.1-8，A、B為一對等量同種電荷連線上的兩點（其中B為中點），C為連線中垂線上的一點。今將一個電荷量為q的負點電荷自A沿直線移到B再沿直線移到C，請分析在此過程中該電荷的電勢能的變化情況。2.電勢差例題1.在勻強電場中把電荷量為2.0×10-9C的點電荷從A點移動到B點，靜電力做的功為1.6×10-7J。再把這個電荷從B點移動到C點，靜電力做的功為－4.0×10-7J。（1）A、B、C三點中，哪點電勢最高？哪點電勢最低？（2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多大？（3）把電荷量為－1.5×10-9C的點電荷從A點移動到C點，靜電力做的功是多少？（4）根據(jù)以上結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標(biāo)出A、B、C三點可能的位置。1.在某電場中，已知A、B兩點之間的電勢差UAB為20V，q為－2×10-9C的電荷由A點移動到B點，靜電力做的功是多少？電勢能是增加還是減少，增加或者減少多少？2.在研究微觀粒子時常用電子伏（eV）作為能量的單位。1eV等于一個電子經(jīng)過1V電壓加速后所增加的動能，那么，1eV等于多少焦耳？3.如圖10.2-4，回答以下問題。（1）A、B哪點的電勢比較高？負電荷在哪點的電勢能比較大？（2）負電荷由B點移動到A點時，靜電力做正功還是負功？（3）A、B兩點的電勢差UAB是正的還是負的？UBA呢？4.電場中兩個電勢不同的等勢面能不能相交？說明理由。5.某電場的等勢面如圖10.2-5所示，試畫出電場線的大致分布。若單位正電荷沿任一路徑從A點移到B點，靜電力所做的功是多少？說明理由。正電荷從A點移到C點，跟從B點移到C點，靜電力所做的功是否相等？說明理由。6.如圖10.2-6，在與紙面平行的勻強電場中有A、B、C三個點，其電勢分別為6V、2V和2V。試畫出經(jīng)過A點的一條電場線。3.電勢差與電場強度的關(guān)系例題.如圖10.3-3，真空中平行金屬板M、N之間的距離d為0.04m，有一2×10-15kg的帶電粒子位于M板旁，粒子的電荷量為8×10-15C，給兩金屬板加200V直流電壓。（1）求帶電粒子所受的靜電力的大小。（2）求帶電粒子從M板由靜止開始運動到達N板時的速度。（3）如果兩金屬板距離增大為原來的2倍，其他條件不變，則上述問題（1）（2）的答案又如何？1.空氣是不導(dǎo)電的。但是如果空氣中的電場很強，使得氣體分子中帶正、負電荷的微粒所受的方向相反的靜電力很大，以至于分子破碎，空氣中出現(xiàn)可以自由移動的電荷，空氣就變成了導(dǎo)體。這個現(xiàn)象叫作空氣的“擊穿”。一次實驗中，電壓為4×104V的直流電源的兩極連在一對平行金屬板上，如果把兩金屬板的距離減小到1.3cm，兩板之間就會放電。這次實驗中空氣被擊穿時的電場強度是多少？2.帶有等量異種電荷、相距10cm的平行板A和B之間有勻強電場（圖10.3-4），電場強度E為2×104V/m，方向向下。電場中C點距B板3cm，D點距A板2cm。（1）C、D兩點哪點電勢高？兩點的電勢差UCD等于多少？（2）如果把B板接地，則C點和D點的電勢φC和φD各是多少？如果把A板接地，則φC和φD各是多少？在這兩種情況中，UCD相同嗎？（3）一個電子從C點移動到D點，靜電力做多少功？如果使電子從C點先移到P點，再移到D點，靜電力做的功是否會發(fā)生變化？3.圖10.3-5是某初中地理教科書中的等高線圖（圖中數(shù)字的單位是米）。小山坡的左邊a和右邊b，哪一邊的地勢更陡些？如果把一個球分別從山坡左右兩邊滾下（把山坡的兩邊看成兩個斜面，不考慮摩擦等阻礙），哪邊的加速度更大？現(xiàn)在把該圖看成一個描述電勢高低的等勢線圖，圖中的單位是伏特，a和b哪一邊電勢降落得快？哪一邊的電場強度大？4.電容器的電容1.用圖10.4-1的電路給電容器充、放電。開關(guān)S接通1，穩(wěn)定后改接2，穩(wěn)定后又改接1，如此往復(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，試根據(jù)該信息，在表格內(nèi)各空格處填上合理的答案。2.有人用圖10.4-9描述某電容器充電時，其電荷量Q、電壓U、電容C之間的相互關(guān)系，請判斷它們的正誤，并說明理由。3.有一個已充電的電容器，兩極板之間的電壓為3V，所帶電荷量為4.5×10-4C，此電容器的電容是多少？將電容器的電壓降為2V，電容器的電容是多少？所帶電荷量是多少？4.心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。一種叫作心臟除顫器的設(shè)備，通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟完全停止跳動，再刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動。圖10.4-10是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為15μF，充電至9.0kV電壓，如果電容器在2.0ms時間內(nèi)完成放電，這次放電有多少電荷量通過人體組織？5.帶電粒子在電場中的運動例題1.如圖10.5-1甲，某裝置由多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。序號為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個極相連。交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖10.5-1乙所示。在t＝0時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值，此時位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為0）中央的一個電子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進圓筒1。為使電子運動到圓筒與圓筒之間各個間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運動方向相同而不斷加速，圓筒長度的設(shè)計必須遵照一定的規(guī)律。若已知電子的質(zhì)量為m、電子電荷量為e、電壓的絕對值為u，周期為T，電子通過圓筒間隙的時間可以忽略不計。則金屬圓筒的長度和它的序號之間有什么定量關(guān)系？第n個金屬圓筒的長度應(yīng)該是多少？例題2.如圖10.5-2，兩相同極板A與B的長度l為6.0cm，相距d為2cm，極板間的電壓U為200V。一個電子沿平行于板面的方向射入電場中，射入時的速度v0為3.0×107m/s。把兩板間的電場看作勻強電場，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ。1.真空中有一對平行金屬板，相距6.2cm，兩板電勢差為90V。二價的氧離子由靜止開始加速，從一個極板到達另一個極板時，動能是多大？這個問題有幾種解法？哪種解法比較簡便？2.某種金屬板M受到一束紫外線照射時會不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，速度大小也不相同。在M旁放置一個金屬網(wǎng)N。如果用導(dǎo)線將M、N連起來，從M射出的電子落到N上便會沿導(dǎo)線返回M，從而形成電流?，F(xiàn)在不把M、N直接相連，而按圖10.5-7那樣在M、N之間加電壓U，發(fā)現(xiàn)當(dāng)U＞12.5V時電流表中就沒有電流。問：被這束紫外線照射出的電子，最大速度是多少？3.先后讓一束電子和一束氫核通過同一對平行板形成的偏轉(zhuǎn)電場，進入時速度方向與電場方向垂直。在下列兩種情況下，分別求出電子偏轉(zhuǎn)角的正切與氫核偏轉(zhuǎn)角的正切之比。（1）電子與氫核的初速度相同。（2）電子與氫核的初動能相同。4.讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物由靜止開始經(jīng)過同一加速電場加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn)，它們是否會分離為三股粒子束？請通過計算說明。5.電子從靜止出發(fā)被1000V的電壓加速，然后沿著與電場垂直的方向進入另一個電場強度為5000N/C的勻強偏轉(zhuǎn)電場。已知偏轉(zhuǎn)電極長6cm，求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的速度及其與進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度方向之間的夾角。6.某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進行治療。在這種療法中，質(zhì)子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤，殺死其中的惡性細胞，如圖10.5-8所示。若質(zhì)子的加速長度為4.0m，要使質(zhì)子由靜止被加速到1.0×107m/s，加速勻強電場的電場強度應(yīng)是多少？復(fù)習(xí)與提高A組1.圖10-1表示某電場等勢面的分布情況。（1）如果把電子從b等勢面移動到e等勢面，靜電力做功是多少？（2）在電場中的A、B兩點放置電荷量相等的試探電荷，試比較它們所受靜電力的大小和電勢能的大小。2.是否存在如圖10-2所示的電場，電場線相互平行，但間距不相等？請說明理由。3.如圖10-3甲，A、B是某電場中一條電場線上的兩點，一個負電荷從A點由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點運動到B點，其運動的v-t圖像如圖10-3乙所示。（1）請判斷該負電荷在A、B兩點電勢能的大小以及A、B兩點電勢的高低。（2）比較A、B兩點電場強度的大小。4.如圖10-4，三個同心圓是點電荷Q周圍的三個等勢面，A、B、C分別是這三個等勢面上的點。已知這三個圓的半徑關(guān)系為rC－rB＝rB－rA，且這三點在同一條電場線上。現(xiàn)將一個電荷量q為1.6×10-6C的電荷從A點移到C點，其電勢能減少1.92×10-5J，若取C點的電勢為0，A點的電勢為多少？UAB和UBC是否相等？5.有一個平行板電容器，電容是1.5×10-4μF，所帶電荷量為6×10-8C。如果兩板間的距離為1mm，電容器兩極板間的電場強度是多少？復(fù)習(xí)與提高B組1.如圖10-5，將帶負電的試探電荷沿著等量異種點電荷連線的中垂線從A點移動到B點，再沿連線從B點移動到C點。在此全過程中，試探電荷所受的靜電力如何變化？所經(jīng)過各點處的電勢如何變化？試探電荷的電勢能如何變化？2.如圖10-6，兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一個電子從O點沿垂直于極板的方向射出，最遠到達A點，然后返回。已知OA相距為h，電子質(zhì)量為m，電子的電荷量為e，試計算此電子在O點射出時的速度。3.如圖10-7，在勻強電場中，將電荷量為－6×10-6C的點電荷從電場中的A點移到B點，靜電力做了－2.4×10-5J的功，再從B點移到C點，靜電力做了1.2×10-5J的功。已知電場的方向與△ABC所在的平面平行。（1）A、B兩點間的電勢差UAB和B、C兩點間的電勢差UBC分別為多少？（2）如果規(guī)定B點的電勢為0，則A點和C點的電勢分別為多少？（3）請在圖中畫出過B點的電場線方向，并說明理由。4.如圖10-8，單刀雙擲開關(guān)S原來跟2相接，從t＝0開始，開關(guān)改接1，得到流過電路中P點的電流隨時間變化的I-t圖像（圖10-9甲），電容器兩極板的電勢差UAB隨時間變化的圖像（圖10-9乙）。t＝2s時，把開關(guān)改接2，請在I-t圖像和UAB-t圖像中畫出之后2s時間內(nèi)圖像的大致形狀。第十一章?電路及其應(yīng)用1.電源和電流1.一條導(dǎo)線中的電流為50μA，在3.2s內(nèi)通過這條導(dǎo)線某一橫截面的電荷量是多少庫侖？有多少個電子通過該橫截面？2.手電筒中的干電池給小燈泡供電時，在某次接通開關(guān)的10s內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為3C，則電流是多少？3.某手機的說明書標(biāo)明該手機電池容量為4000mA·h，待機時間為22d，請估算該手機的待機電流有多大。說明書還標(biāo)明，用該手機播放視頻的時間是17h，請估算播放視頻的電流大約是待機電流的幾倍。2.導(dǎo)體的電阻1.某同學(xué)對四個電阻各進行了一次測量，把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在平面直角坐標(biāo)系中描點，得到了圖11.2-6中A、B、C、D四個點。請比較這四個電阻的大小。2.在實驗室用一段導(dǎo)線連接一個“3V0.25A”的小燈泡做實驗時，一般都不會考慮導(dǎo)線的電阻。如果導(dǎo)線的橫截面積是1mm2，請你估計導(dǎo)線的長度，計算它的電阻，然后說明可以不考慮導(dǎo)線電阻的理由。3.某人買了100m規(guī)格為4mm2的銅導(dǎo)線為7A的空調(diào)供電使用。實際上恰好用去了一半導(dǎo)線。如果空調(diào)能夠正常工作，制冷時在這段導(dǎo)線上損失的電壓約是多少？4.一只鳥站在一條通過500A電流的銅質(zhì)裸導(dǎo)線上。鳥兩爪間的距離是4cm，輸電線的橫截面積是120mm2。求鳥兩爪之間的電壓。5.某同學(xué)想探究導(dǎo)電溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律。他拿了一根細橡膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。他量得鹽水柱的長度是30cm，并測出鹽水柱的電阻等于R。現(xiàn)握住橡膠管的兩端把它拉長，使鹽水柱的長度變?yōu)?0cm。如果溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同，此時鹽水柱的電阻應(yīng)該等于多少？6.如圖11.2-7，一塊均勻的長方體樣品，長為a，寬為b，厚為c。電流沿AB方向時測得樣品的電阻為R，則樣品的電阻率是多少？電流沿CD方向時樣品的電阻是多少？7.人體含水量約為70%，水中有鈉離子、鉀離子等離子存在，因此容易導(dǎo)電，脂肪則不容易導(dǎo)電。某脂肪測量儀（圖11.2-8），其原理就是根據(jù)人體電阻的大小來判斷人體脂肪所占比例。（1）肥胖的人與消瘦的人電阻不同的主要原因是什么？（2）激烈運動之后、沐浴之后測量數(shù)據(jù)會不準(zhǔn)確，這可能是什么原因？3.實驗：導(dǎo)體電阻率的測量1.某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量一個導(dǎo)體的長度。游標(biāo)尺上有10等分刻度，測得的讀數(shù)如圖11.3-11所示，該導(dǎo)體的長度是多少？某同學(xué)用螺旋測微器測量一個圓柱導(dǎo)體的直徑，測得讀數(shù)如圖11.3-12所示，則該圓柱導(dǎo)體的直徑是多少？2.隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進入千家萬戶。某市對市場上出售的純凈水質(zhì)量進行了抽測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有不少樣品的電導(dǎo)率（電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，是檢驗純凈水是否合格的一項重要指標(biāo)）不合格。（1）你認為不合格的純凈水的電導(dǎo)率是偏大還是偏??？（2）為了方便測量純凈水樣品的電阻，將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(nèi)，容器兩端用金屬圓片電極密封，如圖11.3-13所示。請用筆畫線表示導(dǎo)線，連接測量純凈水樣品電阻的電路，注意合理選擇電表的量程。3.在用電壓表和電流表測量某種金屬絲的電阻率時，用刻度尺測得金屬絲長度為60cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑為0.635mm，兩電表的示數(shù)分別如圖11.3-14所示（電壓表量程0?3V，電流表量程0?0.6A）。請計算，該金屬絲的電阻率是多少。4.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路例題.一個表頭的內(nèi)阻Rg為30Ω，滿偏電流Ig為1mA。要把它改裝為量程0?0.6A的電流表，需要并聯(lián)多大的電阻？改裝后電流表的內(nèi)阻是多少？1.在圖11.4-7的電路中，A、B之間的電壓為U，定值電阻的阻值為R，滑動變阻器的最大阻值為R1。在滑動變阻器的滑動端移動過程中，R兩端電壓UR的變化范圍是多少？2.（1）如圖11.4-8，電壓之比與電阻R1、R2的值有什么關(guān)系？請推導(dǎo)出這個關(guān)系式。（2）圖11.4-9的電路常被叫作分壓電路，當(dāng)A、B之間的電壓為U時，利用它可以在C、D端獲得0和U之間的任意電壓。試說明其中的道理。3.圖11.4-10畫出了用電壓表、電流表測量導(dǎo)體電阻的兩種電路圖。圖中電壓表的內(nèi)阻為1kΩ，電流表的內(nèi)阻為0.1Ω，被測導(dǎo)體R的真實電阻為87.4Ω。測量時，把電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)之比作為電阻的測量值。如果不考慮實驗操作中的偶然誤差，按甲、乙兩種電路進行實驗，得到的電阻測量值各是多少？你能從中得出什么結(jié)論？4.圖11.4-11是有兩個量程的電壓表，當(dāng)使用A、B兩個端點時，量程為0?10V；當(dāng)使用A、C兩個端點時，量程為0?100V。已知表頭的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA，求電阻R1、R2的值。5.圖11.4-12是有兩個量程的電流表，當(dāng)使用A、B兩個端點時，量程為0?1A，當(dāng)使用A、C兩個端點時，量程為0?0.1A。已知表頭的內(nèi)阻Rg為200Ω，滿偏電流Ig為2mA，求電阻R1、R2的值。5.實驗：練習(xí)使用多用電表1.下表是用圖11.5-5的多用電表進行測量的四次記錄，a、b分別為測量時的指針位置。其中有的記錄了量程（或倍率）但沒有記錄讀數(shù)，有的記錄了讀數(shù)但沒有記錄量程（或倍率），請你填寫表格中的各個空格。2.用表盤為圖11.5-1的多用電表正確測量了一個13.0Ω的電阻后，需要繼續(xù)測量一個阻值大約是2kΩ左右的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前，以下哪些操作步驟是必需的？請按操作順序?qū)懗?。A．用螺絲刀調(diào)節(jié)表盤下中間部位的指針定位螺絲，使表針指向“0”；B．將紅表筆和黑表筆接觸；C．把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置；D．把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置；E．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點。3.請回答下列問題。（1）用多用電表測量直流電流時，紅表筆和黑表筆哪個電勢較高？（2）用多用電表測量直流電壓時，紅表筆和黑表筆哪個電勢較高？4.如圖11.5-6，這個多用電表沒有OFF擋。兩位同學(xué)用過這個多用電表以后，分別把選擇開關(guān)放在甲、乙所示的位置。你認為誰的做法符合規(guī)范？不規(guī)范的做法可能會有何種風(fēng)險？5.如圖11.5-7，電池、開關(guān)和燈泡組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，有可能是以下原因造成的：（1）電池沒電了；（2）開關(guān)接觸不良；（3）燈泡和燈泡座接觸不良。為了判斷究竟是以上哪種原因造成的，在閉合開關(guān)且不拆開導(dǎo)線的情況下，用多用電表2.5V直流電壓擋進行檢測。多用電表紅、黑表筆應(yīng)該分別接觸何處？根據(jù)電壓表讀數(shù)怎樣作出判斷？復(fù)習(xí)提高A組1.如圖11-1，A、B間的電壓U為10V，電阻R1為1kΩ，R2為5Ω，R3為2kΩ，R4為10Ω。試估算干路中的電流I有多大。2.如圖11-2，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器。閉合電路使L發(fā)光后，若將滑動片向右滑動，燈泡的亮度會如何變化？請用數(shù)學(xué)式進行討論。3.一根做電學(xué)實驗用的銅導(dǎo)線，長度是60cm，橫截面積是0.5mm2，它的電阻是多少？一根輸電用的鋁導(dǎo)線，長度是10km，橫截面積是lcm2，它的電阻是多少？為什么做電學(xué)實驗時可以不考慮導(dǎo)線的電阻，而輸電線路導(dǎo)線的電阻則必須要考慮？4.試證明：在串、并聯(lián)組合的電路中，任一個電阻增大而其余電阻不變時，整個電路的等效電阻都增大。5.在圖11-3所示的電路中，電阻R1為10Ω，R2為120Ω，R3為40Ω。另有一個電壓恒為100V的電源。（1）當(dāng)C、D端短路時，A、B之間的等效電阻是多少？（2）當(dāng)A、B兩端接通測試電源時，C、D兩端的電壓是多少？6.用圖11.5-1所示的多用電表測量一個阻值約為20Ω的電阻，測量步驟如下：（1）調(diào)節(jié)指針定位螺絲，使多用電表指針指著____。（2）將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋的____位置。（3）將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使電表指針對準(zhǔn)__________。（4）將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端接觸，若多用電表讀數(shù)如圖11-4所示，該電阻的阻值為______Ω。（5）測量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF位置。7.圖11-5的電路中有AB、CD、EF三根連接電路的導(dǎo)線，其中一根導(dǎo)線內(nèi)部的銅絲是斷的，另外兩根導(dǎo)線和電源、電阻R1、R2都是完好的。為了查出斷導(dǎo)線，某同學(xué)把多用電表的紅表筆接在A點的電源正極接線柱上，將黑表筆分別接在其他點所示的接線柱上，根據(jù)多用電表的示數(shù)作出判斷。（1）如果選用的是直流10V擋，請說明判斷的方法。（2）有同學(xué)建議用直流2.5V擋、直流0.5A擋、電阻“×1”擋來進行上述操作，請分別說明如此操作可能產(chǎn)生的后果。8.已知某定值電阻的額定電流為0.3A，其標(biāo)稱的電阻值是25Ω。為測量該定值電阻在額定電流下電阻的實際值，某同學(xué)用電流表、電壓表、滑動變阻器、直流電源等器材組成實驗電路（圖11-6）。不考慮電表內(nèi)阻對電路的影響，圖中哪些器材的連接有錯誤？請說出錯在哪里，并用彩色筆把它糾正。復(fù)習(xí)提高B組1.如圖11-7，一根均勻帶電的長直橡膠棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動。若棒橫截面積為S，單位長度所帶的電荷量為－q，求由于棒的運動而形成的等效電流的大小和方向。2.在測電阻的實驗中，待測電阻Rx約為200Ω，電壓表的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10Ω。如圖11-8，測量電路中電流表的連接方式有兩種。計算結(jié)果由計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)。若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rx甲和Rx乙，則其中哪一個更接近真實值？這個值比真實值偏大還是偏?。空堈f明原因。3.某同學(xué)想通過測繪小燈泡的I-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。所用器材如下：待測小燈泡一只，額定電壓為2.5V，電阻約為幾歐；電壓表一個，量程0?3V，內(nèi)阻為3kΩ；電流表一個，量程0?0.6A，內(nèi)阻為0.1Ω；滑動變阻器一個，干電池兩節(jié)，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。（1）請在圖11-9甲中補全實驗的電路圖。（2）圖11-9甲中開關(guān)S閉合之前，應(yīng)把滑動變阻器的滑片置于何處？（3）該同學(xué)通過實驗作出小燈泡的I-U圖像如圖11-9乙所示，則小燈泡正常工作時的電阻為多少？4.如圖11-10，黑箱面板上有三個接線柱1、2和3，黑箱內(nèi)有一個由四個阻值相同的電阻構(gòu)成的電路。用歐姆表測得1、2接線柱之間的電阻為1Ω，2、3接線柱之間的電阻為1.5Ω，1、3接線柱之間的電阻為2.5Ω。在虛線框中畫出黑箱中的電阻連接方式。5.有一塊小量程電流表，滿偏電流為50μA，內(nèi)阻為800Ω?，F(xiàn)要將它改裝成0?1mA、0?10mA的兩量程電流表，某同學(xué)除了參考電路圖11-11甲外，還設(shè)計了如圖11-11乙所示電路。（1）若采用圖甲的電路，則Ig、Rg是多少，若采用圖乙的電路，則Ig、Rg是多少？（2）請分析兩種電路在實際使用時的特點。6.某同學(xué)按圖11-12所示的電路圖進行實驗。連接電路元件后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)兩個燈都不亮。該同學(xué)用多用電表的直流電壓擋來檢測電路哪個位置發(fā)生了故障。他在閉合開關(guān)S的情況下把多用電表的一個表筆始終接在電路的A點上，用另一個表筆依次接觸電路中的B、C、D、E、F等點，很快就找到了故障所在位置。（1）應(yīng)該用紅表筆還是黑表筆始終接觸A點？（2）請說明：怎樣根據(jù)多用電表的讀數(shù)檢查出故障所在的位置？第十二章?電能?能量守恒定律1.電路中的能量轉(zhuǎn)化例題.一臺電動機，線圈的電阻是0.4Ω，當(dāng)它兩端所加的電壓為220V時，通過的電流是5A。這臺電動機發(fā)熱的功率與對外做功的功率各是多少？1.試根據(jù)串、并聯(lián)電路的電流、電壓特點推導(dǎo)：串聯(lián)電路和并聯(lián)電路各導(dǎo)體消耗的電功率與它們的電阻有什么關(guān)系？2.電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干以后的保溫狀態(tài)。圖12.1-4是電飯鍋的電路圖，R1是電阻，R2是加熱用的電阻絲。（1）自動開關(guān)S接通和斷開時，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)？說明理由。（2）要使電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一半，R1:R2應(yīng)該是多少？3.四個定值電阻連成圖12.1-5所示的電路。RA、RC的規(guī)格為“10V4W”，RB、RD的規(guī)格為“10V2W”。請按消耗功率大小的順序排列這四個定值電阻，并說明理由。4.如圖12.1-6，輸電線路兩端的電壓U為220V，每條輸電線的電阻R為5Ω，電熱水器A的電阻RA為30Ω。求電熱水器A上的電壓和它消耗的功率。如果再并聯(lián)一個電阻RB為40Ω的電熱水壺B，則電熱水器和電熱水壺消耗的功率各是多少？2.閉合電路的歐姆定律1.某個電動勢為E的電源工作時，電流為I，乘積EI的單位是什么？從電動勢的意義來考慮，EI表示什么？2.小張買了一只袖珍手電筒，里面有兩節(jié)干電池。他取出手電筒中的小燈泡，看到上面標(biāo)有“2.2V0.25A”的字樣。小張認為，產(chǎn)品設(shè)計人員的意圖是使小燈泡在這兩節(jié)干電池的供電下正常發(fā)光。由此，他推算出了每節(jié)干電池的內(nèi)阻。如果小張的判斷是正確的，那么內(nèi)阻是多少？提示：串聯(lián)電池組的電動勢等于各個電池的電動勢之和，內(nèi)阻等于各個電池的內(nèi)阻之和。3.許多人造地球衛(wèi)星都用太陽電池供電（圖12.2-7）。太陽電池由許多片電池板組成。某電池板不接負載時的電壓是600μV，短路電流是30μA。這塊電池板的內(nèi)阻是多少？4.電源的電動勢為4.5V、外電阻為4.0Ω時，路端電壓為4.0V。如果在外電路并聯(lián)一個6.0Ω的電阻，路端電壓是多少？如果6.0Ω的電阻串聯(lián)在外電路中，路端電壓又是多少？5.現(xiàn)有電動勢為1.5V、內(nèi)阻為1.0Ω的電池多節(jié)，準(zhǔn)備用幾節(jié)這樣的電池串聯(lián)起來對一個工作電壓為6.0V、工作電流為0.1A的用電器供電。問：最少需要用幾節(jié)這種電池？電路還需要一個定值電阻來分壓，請計算這個電阻的阻值。6.圖12.2-8是汽車蓄電池供電簡化電路圖。當(dāng)汽車啟動時，啟動開關(guān)S閉合，電動機工作，車燈會變暗；當(dāng)汽車啟動之后，啟動開關(guān)S斷開，電動機停止工作，車燈恢復(fù)正常亮度。請分析以上現(xiàn)象發(fā)生的原因。7.充電寶內(nèi)部的主要部件是鋰電池，充電寶中的鋰電池在充電后，就是一個電源，可以給手機充電。充電寶的銘牌通常標(biāo)注的是“mA·h”（毫安時）的數(shù)量，即鋰電池充滿電后全部放電的電荷量。機場規(guī)定：嚴禁攜帶額定能量超過160W·h的充電寶搭乘飛機。某同學(xué)查看了自己的充電寶銘牌，上面寫著“10000mA·h”和“3.7V”，你認為能否把它帶上飛機？3.實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量1.某同學(xué)按圖12.3-1的電路測量蓄電池的電動勢和內(nèi)阻。他調(diào)整滑動變阻器共測得5組電流和電壓的數(shù)據(jù)，如表1。請作出蓄電池路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像，根據(jù)U-I圖像得出蓄電池的電動勢和內(nèi)阻的測量值。2.某同學(xué)按圖12.3-1的電路測定電池組的電動勢和內(nèi)阻。圖12.3-6已將實驗器材進行了部分連接。（1）請根據(jù)實驗原理，將圖中的實物電路補充完整。（2）實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是移去電流表，同時用電阻箱替換滑動變阻器。重新連接電路，仍然通過U-I圖像處理實驗數(shù)據(jù)，獲得所測電動勢和內(nèi)阻的值。請畫出相應(yīng)的電路圖，并說明怎樣得到U-I圖像中電流I的數(shù)據(jù)。3.某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的橙子制作了橙汁電池，他們用如圖12.3-7所示的實驗電路測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r。在圖12.3-8所示的玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距離插入銅片和鋅片作為電池的正極和負極。圖中電流表的內(nèi)阻為100Ω，量程為0?300μA；電阻箱阻值的變化范圍為0?9999Ω。連接電路后，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，得到的測量數(shù)據(jù)如表2所示。請作出本實驗的U-I圖像（U為電阻箱兩端的電壓，I為通過電阻箱的電流），根據(jù)圖像得出該橙汁電池的電動勢和內(nèi)阻？4.能源與可持續(xù)發(fā)展1.有人說：“既然能量不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消滅，能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，其總量是保持不變的，那么，我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源？”請你用能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性來論述節(jié)約能源的必要性。2.生活中的許多用品都可以看作能量轉(zhuǎn)化器，它們把能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。請觀察你家中的各種生活用品，分別指出它們工作時進行了哪些能量轉(zhuǎn)化。3.圖12.4-6是某工程師的輕軌車站設(shè)計方案，與站臺前后連接的軌道都有一個小坡度，列車進站時要上坡，出站時要下坡。假設(shè)站臺高度比途中軌道高出2m，列車在途中軌道進站前的速度為29.2km/h。（1）此時切斷電源，不考慮阻力，列車能否“沖”上站臺？如果能，到達站臺上的速度是多大？g取10m/s2。（2）你認為工程師這樣設(shè)計的意圖是什么？4.某地區(qū)的風(fēng)速為14m/s，空氣的密度為1.3kg/m3。若使風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)動的風(fēng)通過的截面積為400m2，且風(fēng)能的20%可轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電功率是多少？5.圖12.4-7是架在屋頂?shù)奶柲軣崴?。已知單位時間內(nèi)太陽垂直射到地面附近單位面積的能量E0為7×103J/（m2·s）。一臺熱水器的聚熱面積為2m2，若每天相當(dāng)于太陽直射熱水器4h，太陽能的20%可轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，那么這個熱水器一天內(nèi)最多能利用的太陽能為多少？6.三峽水力發(fā)電站是我國最大的水力發(fā)電站。三峽水庫蓄水后，平均水位落差約為100m，水的流量約為1.35×104m3/s。船只通航需要約3500m3/s的流量，其余流量可全部用來發(fā)電。水流沖擊水輪機發(fā)電時，水流減少的機械能有20%轉(zhuǎn)化為電能。（1）按照以上數(shù)據(jù)估算，三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多少？（2）根據(jù)你對家庭生活用電的調(diào)查來估算，如果三峽電站全部用于城市生活用電，它可以滿足多少個百萬人口城市的生活用電？復(fù)習(xí)與提高A組1.一塊數(shù)碼相機的鋰電池電動勢為3.7V，容量為1000mA·h。電池充滿后，關(guān)閉液晶屏?xí)r可拍攝照片400張左右，打開液晶屏?xí)r可拍攝照片150張左右。在關(guān)閉和打開液晶屏?xí)r每拍攝一張照片消耗的電能各是多少？2.使用功率為2kW的電加熱裝置把2kg的水從20℃加熱到100℃，用了10min。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），那么這個裝置的效率是多少？3.LED燈是一種半導(dǎo)體新型節(jié)能燈。已知某種型號的LED燈在一定電壓范圍內(nèi)的工作電流是20mA，在不同電壓下發(fā)出不同顏色的光：當(dāng)兩端電壓為1.8V時，發(fā)黃光；當(dāng)兩端電壓為1.4V時，發(fā)紅光；當(dāng)兩端電壓為3.2V時，發(fā)藍光。（1）上述LED燈發(fā)黃光時消耗的電功率有多大？（2）廣告牌上LED燈數(shù)量為10000個/m2，那么一塊8m2的LED廣告牌發(fā)紅光時，需要供給的電功率大約有多少？4.在圖12-1所示的U-I圖像中，直線a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系?，F(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，求此時電源的輸出功率和內(nèi)、外電路消耗的電功率之比。5.如圖12-2，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為1Ω，電阻R1為1Ω，R2為6Ω。開關(guān)閉合后，電動機恰好正常工作。已知電動機額定電壓U為6V，線圈電阻RM為0.5Ω，問：電動機正常工作時產(chǎn)生的機械功率是多大？6.如圖12-3，照明電路的電壓為220V，并聯(lián)了20盞電阻R都是807Ω（正常發(fā)光時的電阻）的電燈，兩條輸電線的電阻r都是1.0Ω。只開10盞燈時，整個電路消耗的電功率、輸電線上損失的電壓和損失的電功率各是多大？20盞燈都打開時，情況又怎樣？7.在圖12-4甲的電路中，R1是可變電阻，R2是定值電阻，電源內(nèi)阻不計。實驗時調(diào)節(jié)R1的阻值，得到各組電壓表和電流表數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點、擬合，作出的U-I圖像如圖12-4乙中AB所示。（1）圖12-4乙中a、b、AB的斜率各等于多少？（2）結(jié)合圖12-4甲，說明a、b、AB的斜率各表示什么物理量。復(fù)習(xí)與提高B組1.在圖12-5所示的并聯(lián)電路中，保持通過干路的電流I不變，增大R1的阻值。（1）R1和R2兩端的電壓U怎樣變化？增大還是減?。浚?）通過R1和R2的電流I1和I2各怎樣變化？增大還是減小？（3）并聯(lián)電路上消耗的總功率怎樣變化？增大還是減??？2.小明坐在汽車的副駕駛位上看到一個現(xiàn)象：當(dāng)汽車的電動機啟動時，汽車的車燈會瞬時變暗。汽車的電源、電流表、車燈、電動機連接的簡化電路如圖12-6所示，已知汽車電源電動勢為12.5V，內(nèi)阻為0.05Ω。車燈接通電動機未起動時，電流表示數(shù)為10A；電動機啟動的瞬間，電流表示數(shù)達到60A。問：電動機啟動時，車燈的功率減少了多少？3.電鰻是一種放電能力很強的淡水魚類，它能借助分布在身體兩側(cè)肌肉內(nèi)的起電斑產(chǎn)生電流。某電鰻體中的起電斑并排成140行，每行串有5000個起電斑，沿著身體延伸分布。已知每個起電斑的內(nèi)阻為0.25Ω，并能產(chǎn)生0.15V的電動勢。該起電斑陣列一端在電鰻的頭部而另一端接近其尾部，與電鰻周圍的水形成回路。假設(shè)回路中水的等效電阻為800Ω，請計算：電鰻放電時，其首尾間的輸出電壓是多少？提示：電鰻的諸多起電斑構(gòu)成了一個串、并聯(lián)電池組。已知n個相同電池并聯(lián)時，電池組的電動勢等于一個支路的電動勢，內(nèi)阻等于一個支路內(nèi)阻的n分之一。4.如圖12-7，電源的電動勢不變，內(nèi)阻r為2Ω，定值電阻R1為0.5Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為5Ω，求：（1）當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電阻R1消耗的功率最大？（2）當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器R2消耗的功率最大？（3）當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？5.某實驗小組用電阻箱和電壓表（內(nèi)阻可視為無窮大）按圖12.3-3的電路測定一個水果電池的電動勢和內(nèi)阻。閉合開關(guān)S后，調(diào)節(jié)電阻箱得到各組實驗數(shù)據(jù)如下表。（1）由電阻箱的電阻和電阻箱兩端的電壓，計算通過電阻箱的電流，把每組電流的數(shù)據(jù)填在表中的空格處。（2）根據(jù)表中電壓和電流的數(shù)據(jù)，在圖12-8中描點，作出U-I圖像。（3）根據(jù)U-I圖像，計算水果電池的電動勢和內(nèi)阻。第十三章?電磁感應(yīng)與電磁波初步1.磁場磁感線1.音箱中的揚聲器、電話、磁盤、磁卡等生活中的許多器具都利用了磁體的磁性。請選擇一個你最熟悉的器具，簡述它是怎樣利用磁體的磁性來工作的。2.日常生活中，磁的應(yīng)用給我們帶來方便。例如：在柜門上安裝“門吸”能方便地把柜門關(guān)緊；把螺絲刀做成磁性刀頭，可以像手一樣抓住需要安裝的鐵螺釘，還能把掉在狹縫中的鐵螺釘取出來。請你關(guān)注自己的生活，看看還有哪些地方如果應(yīng)用磁性可以帶來方便。寫出你的創(chuàng)意，并畫出你設(shè)計的示意圖。3.磁的應(yīng)用非常廣泛，不同的人對磁應(yīng)用的分類也許有不同的方法。請你對磁的應(yīng)用分類，并每類舉一個例子。4.通電直導(dǎo)線附近的小磁針如圖13.1-13所示，標(biāo)出導(dǎo)線中的電流方向。5.如圖13.1-14，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)中沿逆時針方向通過電流時，說出小磁針最后靜止時N極的指向。6.通電螺線管內(nèi)部與管口外相比，哪里的磁場比較強？你是根據(jù)什么判斷的？7.為解釋地球的磁性，19世紀安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在圖13.1-15中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是哪一個？請簡述理由。2.磁感應(yīng)強度磁通量1.有人根據(jù)B=eq\f(F,IL)提出：磁場中某點的磁感應(yīng)強度B與通電導(dǎo)線在磁場中所受的磁場力F成正比，與電流I和導(dǎo)線長度l的乘積成反比。這種說法有什么問題？2.在勻強磁場中，一根長0.4m的通電導(dǎo)線中的電流為20A，這條導(dǎo)線與磁場方向垂直時，所受的磁場力為0.015N，求磁感應(yīng)強度的大小。3.如圖13.2-8，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為0.2T，方向沿x軸的正方向，且線段MN、DC相等，長度為0.4m，線段NC、EF、MD、NE、CF相等，長度為0.3m，通過面積SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少？4.在磁場中放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直。先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣。圖13.2-9中的圖像表現(xiàn)的是導(dǎo)線受力的大小F與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系。A、B各代表一組F、I的數(shù)據(jù)。在甲、乙、丙、丁四幅圖中，正確的是哪一幅或哪幾幅？說明道理。3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用1.圖13.3-7所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框。在下列幾種情況下，線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？（1）保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中上下運動（圖13.3-7甲）。（2）保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中左右運動（圖13.3-7乙）。（3）線框繞軸線轉(zhuǎn)動（圖13.3-7丙）。2.磁場中有一個閉合的彈簧線圈。先把線圈撐開（圖13.3-8甲），然后放手，讓線圈收縮（圖13.3-8乙）。線圈收縮時，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？3.如圖13.3-9，垂直于紙面的勻強磁場局限在虛線框內(nèi)，閉合線圈由位置1穿過虛線框運動到位置2。線圈在運動過程中什么時候有感應(yīng)電流，什么時候沒有感應(yīng)電流？為什么？4.矩形線圈ABCD位于通電長直導(dǎo)線附近（圖13.3-10），線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈的兩個邊與導(dǎo)線平行。在這個平面內(nèi)，線圈遠離導(dǎo)線移動時，線圈中有沒有感應(yīng)電流？線圈和導(dǎo)線都不動，當(dāng)導(dǎo)線中的電流I逐漸增大或減小時，線圈中有沒有感應(yīng)電流？為什么？注意：長直導(dǎo)線中電流越大，它產(chǎn)生的磁場越強；離長直導(dǎo)線越遠，它的磁場越弱。5.把一個銅環(huán)放在勻強磁場中，使銅環(huán)的平面跟磁場方向垂直（圖13.3-11甲）。如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？如果磁場是不均勻的（圖13.3-11乙），是否有感應(yīng)電流？為什么？6.某實驗裝置如圖13.3-12所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈A和B。如果線圈A中電流i與時間t的關(guān)系有圖13.3-13所示的甲、乙、丙、丁四種情況，那么在t1~t2這段時間內(nèi)，哪種情況可以觀察到線圈B中有感應(yīng)電流？4.電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用1.家用微波爐的微波頻率為2450MHz，它的波長是多少？2.變化的磁場和變化的電場形成不可分割的統(tǒng)一體——電磁場，它會由近及遠地向外傳播，它的傳播需要介質(zhì)嗎？它傳播的速度是多少？3.中國航天員在天宮一號上成功進行了太空授課（圖13.4-7）。已知天宮一號空間實驗室軌道半徑為6740km，地球半徑為6400km，試計算航天員講課的實時畫面從天宮一號空間實驗室發(fā)至地面接收站，最少需要多少時間？4.電焊作業(yè)時，會產(chǎn)生對人體有害的電焊弧光。焊接電弧溫度在3000℃時，輻射出大量頻率為1.0×1015Hz的電磁波。根據(jù)波長判斷，它屬于哪種電磁波？電焊工人作業(yè)時，需要佩戴專業(yè)的防護頭盔（圖13.4-8），這是為什么？5.能量量子化1.對應(yīng)于7.4×10-19J的能量子，其電磁輻射的頻率和波長各是多少？2.氦氖激光器發(fā)射波長為632.8nm的單色光，這種光的一個光子的能量為多少？若該激光器的發(fā)光功率為18mW，則每秒發(fā)射多少個光子？3.晴朗的夜空繁星閃爍（圖13.5-3），有的恒星顏色偏紅，有的恒星顏色偏藍。對于“紅星”和“藍星”，你能判斷出哪種恒星的表面溫度更高么？說出你的道理。復(fù)習(xí)與提高A組1.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實驗示意圖如圖13-1所示。他將導(dǎo)線沿南北方向放置在小磁針的上方時，磁針轉(zhuǎn)動了。請簡述磁針能夠轉(zhuǎn)動的原因。2.一個電子在平行于紙面的平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，在垂直于圓軌道所在平面并穿過圓心的直線上有一點A，試確定并繪圖表示A點的磁感應(yīng)強度的方向。3.圖13-2是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流大小都相同，方向垂直紙面向里。如果AB＝AC＝AD，則A點的磁感應(yīng)強度的方向怎樣？4.下列有關(guān)磁感應(yīng)強度的說法錯在哪里？（1）磁感應(yīng)強度是用來表示磁場強弱的物理量；（2）若有一小段通電導(dǎo)體在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強度一定為0；（3）若有一小段長為l、通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場中某處受到的磁場力為F，則該處磁感應(yīng)強度的大小一定是B=eq\f(F,IL)。5.勻強磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5A，導(dǎo)線長1cm，它受到的磁場力為5.0×10-2N。（1）求這個位置的磁感應(yīng)強度；（2）把通電導(dǎo)線中的電流增大到5A時，這一位置的磁感應(yīng)強度會發(fā)生變化嗎？6.如圖13-3，線圈面積為S，線圈平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過線圈的磁通量是多少？若線圈繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過線圈的磁通量是多少？若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，則穿過線圈的磁通量是多少？7.如圖13-4，邊長為l的n匝正方形線框內(nèi)部有一邊長為2l的正方形區(qū)域的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，則穿過線框的磁通量是多少？復(fù)習(xí)與提高B組1.圖13-5是一種利用電磁原理制作的充氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)電磁鐵通入電流時，可吸引或排斥上部的小磁體，從而帶動彈性金屬片對橡皮碗下面的氣室施加力的作用，達到充氣的目的。請回答以下問題：（1）當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱A流入時，發(fā)現(xiàn)吸引小磁體向下運動，則電磁鐵的上端為________極，小磁體的下端為________極。（2）電磁鐵用的鐵芯可分為硬磁性材料和軟磁性材料。硬磁性材料在磁場撤去后還會有很強的磁性，而軟磁性材料在磁場撤去后就沒有明顯的磁性了。你認為這種鐵芯應(yīng)該用哪種材料制作？2.如圖13-6，條形磁體豎直放置，一個水平圓環(huán)從條形磁體上方位置A向下運動，先到達磁體上端位置B，然后到達磁體中部P，再到達磁體下端位置Q，最后到達下方L。在運動過程中，穿過圓環(huán)的磁通量如何變化？3.如圖13-7，線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上。（1）當(dāng)合上開關(guān)S的一瞬間，線圈P里是否有感應(yīng)電流？（2）當(dāng)斷開開關(guān)S的一瞬間，線圈P里是否有感應(yīng)電流？5.鐵環(huán)上繞有絕緣的通電導(dǎo)線，電流方向如圖13-8所示，則鐵環(huán)中心O點的磁場方向如何？6.如圖13-9，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t＝0時，磁感應(yīng)強度為B0，此時MN到達的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開始，磁感應(yīng)強度B應(yīng)該怎樣隨時間t變化？請推導(dǎo)出B與t的關(guān)系式。教材習(xí)題答案第九章靜電場及其應(yīng)用1電荷*練習(xí)與應(yīng)用1.答案在天氣干燥的時候,脫掉外衣時,由于摩擦,外衣和身體各自帶了等量、異號的電荷,接著用手去摸金屬門把手時,身體放電,于是產(chǎn)生電擊的感覺。2.答案A、B是金屬導(dǎo)體,金屬內(nèi)部可移動的電荷是自由電子。由于A帶上的是負電荷,所以是電子由B轉(zhuǎn)移到A,A得到的電子數(shù)為3.答案(1)沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負電。導(dǎo)體原來不帶電,當(dāng)帶正電的導(dǎo)體球C靠近時,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體中的自由電子向B部分轉(zhuǎn)移,使B部分因帶了多余的電子而帶負電,A部分因失去了電子而帶正電。(2)Q根據(jù)電荷守恒定律,A部分失去電子的數(shù)目和B部分得到電子的數(shù)目是相同的,因此無論從哪一條虛線切開,兩部分的電荷量總是相等的,但因為電子在導(dǎo)體上分布不均勻,越靠近右端負電荷密度越大,越靠近左端正電荷密度越大,所以從不同位置切開時左右兩部分所帶電荷量的大小QA≠Q(mào)4.答案認識A是錯誤的,元電荷是最小的電荷量,不是電荷。認識B也是錯誤的,物體所帶的電荷量不是任意的,只能是元電荷的整數(shù)倍。2庫侖定律*練習(xí)與應(yīng)用1.答案A球與B球接觸,則A球、B球帶電荷量均為12q。然后B球與C球接觸,B球、C球帶電荷量均為1與B球接觸,A球、B球帶電荷量均為122.答案兩球之間的靜電力不等于k因為庫侖定律適用于真空中點電荷間靜電力的計算,兩個半徑為r的金屬球球心相距3r時,由于兩球距離太近,電荷在兩金屬球上的分布發(fā)生變化,兩球不能視為點電荷,因而它們之間作用力的大小已不能直接用庫侖定律進行計算,所以F≠3.答案設(shè)A、B帶的電荷量分別為q、?q,A、B之間距離為r,則F=kq2r2。用C接觸靜電力F′=k124.答案第四個點電荷所受其余三個點電荷的靜電力如圖所示,q4共受三個力的作用,因為q1=q2=q3由于對稱性,每個電荷受到其他三個電荷的靜電力的合力的大小都相等,方向都沿對角線向外。5.答案對右側(cè)小球進行受力分析,如圖所示。由勾股定理知,小球距懸點的豎直距離為s設(shè)小球質(zhì)量為m,由相似三角形關(guān)系知:F解得F由F=k3電場電場強度◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案認識A是錯誤的,電場中某點的電場強度是電場本身的性質(zhì),既與試探電荷的電荷量q無關(guān),也與試探電荷的有無無關(guān);認識B是正確的,該公式為點電荷的電場強度的決定式;認識C是錯誤的,電場強度E的大小與試探電荷的電荷量q無關(guān),若q減半,試探電荷受到的靜電力F也會減半,而E=認識D是錯誤的,勻強電場中電場強度E處處相同,放入其中的電荷量為q的電荷受到的靜電力為F=2.答案EA3.答案重力場強度的大小等于物體所受到的重力與物體的質(zhì)量的比值,即g=4.答案這種說法是錯誤的。例如,當(dāng)帶電粒子的初速度v與勻強電場方向不在一條直線上時,帶電粒子在靜電力作用下做曲線運動,其軌跡就不是電場線。必修·第三冊5.答案1B點電場強度最強,C(2)A、(3)負點電荷在A、6.答案小球受重力mg、靜電力F、輕繩的拉力T的作用而處于平衡狀態(tài),如圖所示。F所以E2.837.答案因為電荷量的大小Q1>Q2,故在Q1左側(cè)的x軸上,Q1產(chǎn)生的電場強度總大于Q2產(chǎn)生的電場強度,合場強方向總是指向x軸負半軸。在x=0(1)設(shè)該點與x=0點的距離為k解得x1=4(2)在x軸上0<x<6?cm說明:在距離坐標(biāo)原點+∞和?∞的位置,電場強度也為零。4靜電的防止與利用◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案用導(dǎo)線將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走,或使車間保持潮濕,及時將靜電導(dǎo)走。2.答案起電機搖動時,鋸條附近電場強度最大?？諝獗浑婋x后形成的自由電子會附著在煙塵上,這些被自由電子附著的煙塵最終會到接正極的金屬片上。3.答案因為超高壓輸電線周圍存在很強的電場,帶電作業(yè)的工人直接進入這樣的強電場會有生命危險。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金屬網(wǎng)罩,可以起到靜電屏蔽的作用,使超高壓輸電線周圍的電場被工作服屏蔽起來,工人就可以安全作業(yè)了。4.答案點火器的放電電極做成釘尖形是利用尖端放電現(xiàn)象,使在電壓不高的情況下也容易點火。驗電器的金屬桿上端固定一個金屬球是為了防止出現(xiàn)尖端放電現(xiàn)象,使驗電器在電壓較高時也不會放電(漏電)。5.答案使用金屬網(wǎng)狀編織層把話筒線包裹起來,屏蔽周圍環(huán)境的干擾信號?！魪?fù)習(xí)與提高A組1.答案當(dāng)驗電器帶電時,兩片金屬箔會帶上同種電荷,由于同種電荷互相排斥,兩片金屬箔會張開一個角度;當(dāng)兩片金屬箔張開一定的角度,金屬箔片受力平衡時,張開的角度就不變了。2.答案在帶電體C的右側(cè)有兩個相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B,由于靜電感應(yīng),A、B中的自由電子向左移動,使得A端積累負電荷,B端積累正電荷,把A、B分開,因A、B之間已經(jīng)絕緣,此時即使再移走C,A、B上所帶電荷量不會變,3.答案α①②以球A為研究對象,對A受力分析如圖所示。由共點力平衡得:FF由①②得tanα=也有tanβ=F庫mBg4.答案第三個小球應(yīng)放在兩個帶正電小球之間距離Q小球0.1?m處,帶負電,電荷量是Q的9要使q平衡,應(yīng)使Q、9Q對q的庫侖力大小相等、方向相反,因此q必須和Q、9Q在同一條直線上。因為Q、9Q帶同種電荷,所以q不可能在它們同側(cè),一定在它們之間。設(shè)根據(jù)庫侖定律和平衡條件列式:k要使Q平衡,應(yīng)使q、9Q對Q的庫侖力大小相等、方向相反。所以k聯(lián)立解得x5.答案設(shè)絕緣線與豎直方向的夾角為θ,tanFF解得q=6.答案靜電平衡時,導(dǎo)體棒中點O處的電場強度為0,所以導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷在O處產(chǎn)生的電場強度與點電荷q在棒中點O處產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反。E感B組1.答案沒有違背能量守恒定律。因為把A、B分開或把A、2.答案當(dāng)每個金屬球各分得Q2設(shè)兩金屬球間距為r,其中一個金屬球分得的電荷量為q,則另一個金屬球分得的電荷量為Q?它們之間的靜電力為F=當(dāng)q=Q23.答案負電荷22q設(shè)正方形的邊長為r,A、C兩點的正電荷在D處產(chǎn)生的合電場強度為E=2kqr2,方向由B指向D;放在kqB4.答案kq帶電薄板不能看成是點電荷,它在B點產(chǎn)生的電場要利用對稱思想進行分析。由于A點的電場強度為0,說明點電荷q在A點產(chǎn)生的電場強度與帶電薄板在A點產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反,即E板A根據(jù)對稱性可知,帶電薄板在B點產(chǎn)生的電場強度跟帶電薄板在A點產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反,所以E板B5.答案1(2)F(3)l6.答案1EA=(2)由于EA>EB,場源點電荷Q應(yīng)在AE聯(lián)立解得x=第十章靜電場及其應(yīng)用1電勢能和電勢◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案W靜電力所做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān),與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。所以W2.答案φ=E3.答案(1)A點的電勢高;(2)D點的電勢高;(3)q在E點的電勢能為負值,所以E點的電勢小于0,?q在F點的電勢能是負值,所以F點的電勢大于0,因此小結(jié):試探電荷為正電荷時,電荷在某點電勢能越大,則該點電勢越高;試探電荷為負電荷時,電荷在某點電勢能越大,則該點電勢越低。4.答案(1)沿電場方向,電勢逐漸降低,所以M點的電勢高。(2)讓一帶電粒子沿AB運動到與P在同一電場線的位置C,如圖所示,C點在P點的左側(cè),由于AB與電場線垂直,靜電力不做功,所以帶電粒子在M點與在C點的電勢能相同,因此兩點電勢相同,而C點的電勢高于P點的電勢,所以M點的電勢高于P點的電勢。小結(jié):沿電場線方向電勢逐漸降低。5.答案將試探電荷從無窮遠處移動過來,靜電力對正試探電荷做正功,對負試探電荷做負功,所以場源電荷對正試探電荷吸引,對負試探電荷排斥,因此場源電荷是負電荷。由題可知,q1在A點的電勢能為EpA=?4×10?8?J,A點的電勢為φ6.答案A點的電勢為φAB點的電勢為φBq3在A、B兩點的電勢能分別為把q3從A點移動到B點電勢能增加,所以靜電力對q3做負功,數(shù)值是7.答案等量同種正電荷的電場線及等勢面的分布如圖所示:沿電場方向電勢逐漸降低,而負電荷在電勢越低處的電勢能越大。所以負電荷自A點沿直線移動到B點,電勢降低,電勢能增大;從B點沿直線移動到C點,電勢降低,電勢能增大。2電勢差◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案WAB=qUAB2.答案1eV=3.答案1B點的電勢比A點的電勢高,負電荷在A(2)負電荷由B點移到A點時,靜電力做負功。(3)UAB是負的,U4.答案不能。假若兩個電勢不同的等勢面相交,相交處的電勢就相等,這兩個等勢面的值就不能不同,所以電場中兩個電勢不同的等勢面不能相交。5.答案電場線大致分布如圖所示。因φW10同一等勢面上,任何兩點間的電勢差為零,所以在同一等勢面上的兩點間移動電荷,靜電力不做功。WW所以W兩個等勢面的電勢差一定,所以從一個等勢面上的不同點向另一等勢面上的同一點移動同一電荷,靜電力做功相同。6.答案B、C兩點電勢相同,所以3電勢差與電場強度的關(guān)系◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案E2.答案1D點的電勢比CU(2)B板接地時,φφUA板接地時,φφUCD=φ(3)W如果使電子從C點先移到P點,再移到D點,靜電力所做的功不會發(fā)生變化,因為靜電力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置有關(guān)。3.答案小山坡b邊比a邊地勢更陡些,小球沿b坡滾下加速度更大些。若圖為等勢線圖,b邊電勢降落比a邊電勢降落得快,b邊的電場強度比a邊大。4電容器的電容*練習(xí)與應(yīng)用1.答案第一行:減小2減小電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能放電第二行:減小1增大電能從電池轉(zhuǎn)移到電容器充電2.答案電容器的電容只跟電容器有關(guān),跟是否帶電無關(guān),因此A錯誤,B、D正確。對于同一個電容器,其電荷量與電壓成正比,C正確。3.答案電容器的電容是C將電容器的電壓降為2?V,電容器的電容不變,還是10所帶電荷量是Q=4.答案Q5帶電粒子在電場中的運動◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案解法一:Ek=Δ解法二:E=Ek=Δ解法三:E=Ud比較以上三種解法,解法一比較簡便。2.答案?eU所以v=3.答案設(shè)偏轉(zhuǎn)電壓為U,帶電粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,進入偏轉(zhuǎn)電場的速度為v0,偏轉(zhuǎn)電場兩極板間的距離為d,極板長度為L,對帶電粒子有:動能Ek=12mv02,在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a(1)電子與氫核的初速度相同,有tanθ(2)電子與氫核的初動能相同,有tanθ4.答案設(shè)加速電壓為U0,偏轉(zhuǎn)電壓為U,帶電粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,垂直進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度為v0,偏轉(zhuǎn)電場極板間的距離為d,極板長度為L,對帶電粒子有:在加速電場中獲得的動能12mv5.答案電子在加速電場中獲得的動能Ek=12mv02=qU0①,在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a=qEm②,在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間t6.答案由動能定理得Eq?所以E=◆復(fù)習(xí)與提高A組1.答案(1)把電子從b等勢面移動到e等勢面,靜電力做功是:W=Ue(2)電場中的A、B兩點,電勢相等,由由題圖可知A點附近等差等勢面較密,所以A點的電場強度大于B點的電場強度,由F=Eq,可知,在2.答案不存在。因為等勢線一定與電場線垂直,如果電場線相互平行,那么等勢線也一定平行,就會出現(xiàn)與U=3.答案(1)負電荷從A點到B點速度變大,靜電力做正功,電勢能減小,所以Ep由φ=Ep(2)由題圖乙可知,負電荷從A點到B點,v?t圖像的斜率變小,即加速度變小,負電荷受到的靜電力變小,由E=Fq4.答案電荷從A點到C點,電勢能減少1.92×10?5從A點到C點,電場強度變小,由U=Ed,所以UAB>U如果兩板間的距離為1?mm,電容器兩極板間的電場強度是B組1.答案兩等量異種點電荷之間連線的中點是兩點電荷之間連線上電場強度最小的點,是連線中垂線上電場強度最大的點,所以試探電荷從A點移動到B點,再沿連線從B點移動到C點,試探電荷所受的靜電力一直變大。兩等量異種點電荷連線的中垂線是等勢線,中垂線上A、B兩點電勢相等,從A點移動到B點,試探電荷的電勢能不變;由于沿電場方向,電勢降低,所以φB<φC,由Ep2.答案兩金屬板間的電場強度為E由動能定理得?兩式聯(lián)立,得v=3.答案(1)UU(2)φ(3)取AB中點D則DC是等勢線,過點B作DC的垂線就是電場線,電場線方向指向電勢降低的方向,如圖所示:4.答案甲乙第十一章電路及其應(yīng)用1電源和電流*練習(xí)與應(yīng)用1.答案q通過該橫截面的電子數(shù)n=2.答案I3.答案該手機的待機電流I用該手機播放視頻時的電流I′=I2導(dǎo)體的電阻◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案R2.答案小燈泡的電阻為R=導(dǎo)線是用銅絲制作的,若銅絲長為10?cm,橫截面積為1R即R′比R3.答案導(dǎo)線電阻R=ρl故導(dǎo)線上損失的電壓為U=4.答案鳥兩爪間輸電線的電阻是R0.04鳥兩爪之間的電壓是U=IR=5.答案鹽水柱的體積不變,故橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4R′R6.答案由R=ρ電流沿CD方向時,樣品的電阻R′=7.答案(1)肥胖的人脂肪含