题目列表(包括答案和解析)
5.(天津卷)在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则
A.b点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点高 D.该电荷的动能一定减小
答案:C
11.(海南卷)利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘.静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A和B分别接到高压电源正极和负极,其装置示意图如右图所示.A、B之间有很强的电场,距B越近,场强__________(填:“越大”或“越小”)。B附近的气体分子被电离成为电子和正离子,粉尘吸附电子后被吸附到_______(填“A”或“B”)上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中.
答案:越大 A
解析:电极截面如图所示,由电场线可判断越靠近B场强越大;粉尘吸附电子后带负电,因此向正极A运动。
(海南卷)15.右图中左边有一对平行金属板,两板相距为d.电压为V;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于全属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区城边界上的G点射出.已知弧所对应的圆心角为,不计重力.求
(1)离子速度的大小;
(2)离子的质量.
答案:(1) (2)
解析:(1)由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,安所受到的向上的压力和向下的电场力平衡
①
式中,是离子运动速度的大小,是平行金属板之间的匀强电场的强度,有
②
由①②式得 ③
(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
④
式中,和分别是离子的质量和它做圆周运动的半径。由题设,离子从磁场边界上的点G穿出,离子运动的圆周的圆心必在过E点垂直于EF的直线上,且在EG的垂直一平分线上(见右图)。由几何关系有
⑤
式中,是与直径EF的夹角,由几何关系得
⑥
联立③④⑤⑥式得,离子的质量为 ⑦
33.(上海物理)(14分)如图,一质量不计,可上下自由一点的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底N,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积。在电键K断开时,两室中气体压强均为,ND间距,DM间距,将变阻器的滑片P滑到左端B,闭合电键后,活塞D与下底M分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场,在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后,ND间距,DM间距,活塞D所带电流的绝对值(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量)求:
(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);
(2)活塞受到的电场力大小F;
(3)M所带电荷产生的场强大小和电源电压U;
(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。
解析:
(1) 解得P1=80Pa
,解得P2=720Pa
(2)根据活塞受力的平衡,N。
(3)因为E为D与M所带电荷产生的合场强,EM是M所带电荷产生的场强大小,所以E=2EM,所以,所以,得
。
电源电压
分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底N,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积。在电键K断开时,两室。
(4)因减小,减小,向下的力减小,增大,减小,向上的力增大,活塞向上移动。
本题考查电场、电场力,气体等综合知识和分析综合能力。
难度:难。
把电场和气体结合一起,具有新意。
(海南卷)4.如右图, M、N和P是以为直径的半圈弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场场强大小变为,与之比为
A. B. C. D.
答案:B
解析:依题意,每个点电荷在O点产生的场强为,则当N点处的点电荷移至P点时,O点场强如图所示,合场强大小为,则,B正确。
9.(上海物理) 三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a、b两点出的场强大小分别为、,电势分别为,则
(A)>,>
(B)<,<
(C)>,<
(D)<,>
答案:C
解析:根据电场线的疏密表示场强大小,沿电场线电势降落(最快),选C。
本题考查电场线与场强与电势的关系。
难度:易。
18.(北京卷)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如图)。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为。实验中,极板所带电荷量不变,若
A. 保持S不变,增大d,则变大
B. 保持S不变,增大d,则变小
C. 保持d不变,增大S,则变小
D. 保持d不变,增大S,则不变
[答案]A
[解析]由知保持S不变,增大d,电容减小,电容器带电能力降低,电容器电量减小,静电计所带电量增加,变大;保持d不变,减小S,电容减小,变大。正确答案A。
17.(全国卷2) 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为
A.2C B. 4C C. 6C D. 8C
[答案]B
[解析]带电雨滴在电场力和重力最用下保持静止,根据平衡条件电场力和重力必然等大反向mg=Eq,则。
[命题意图与考点定位]电场力与平衡条件的结合。
(新课标卷)17.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)
答案:A
解析:粉尘受力方向应该是电场线的切线方向,从静止开始运动时,只能是A图那样,不可能出现BCD图的情况。
16.(全国卷1)关于静电场,下列结论普遍成立的是
A.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
C.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零
D.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
[答案]C
[解析]在正电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势高,离正电荷远,电场强度小,电势低;而在负电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势低,离负电荷远,电场强度小,电势高,A错误。电势差的大小决定于两点间距和电场强度,B错误;沿电场方向电势降低,而且速度最快,C正确;场强为零,电势不一定为零,如从带正电荷的导体球上将正电荷移动到另一带负电荷的导体球上,电场力做正功。
[命题意图与考点定位]考查静电场中电场强度和电势的特点,应该根据所学知识举例逐个排除。
21.(安徽卷)Ⅱ.(6分)太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上,大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的,请将图1连成一个完整的实验电路图。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为____________。
答案:(1)如图(2)很大;1.0×103(965-1040)
解析:(1)根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,电路连接如图;
(2)在电压小于2.00V时,由图可读出电流很小,由得,太阳能电池的电阻很大;
(3)当电压为2.80V时,根据题图读出U、I,由得:R=1.0×103Ω。
22.(四川卷)(12分)(1)①用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值秀小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
o*m
②在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。
电压表V1 量程3V 内阻约为900
电压表V2 量程10V 内阻约为3K
电压表A 量程60mA 内阻约为5
电源E1 电动势1.5V 内阻约为0.2
电源E2 电动势4.5V 内阻约为0.4
滑动变阻器(最大阻值为10)。粗细均匀的同种电阻丝,开关、导线和刻度尺
其主要实验步骤如下:w_w w. k#s5_
A.选取图中器材,按示意图连接电路
B.用伏安法测定电阻丝的阻值R
C.用刻度尺测出电阻丝的长度L
D.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、C
E.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝值与长度的关系
L(m) |
0.9956 |
0.8049 |
0.5981 |
0.4021 |
0.1958 |
R() |
104.8 |
85.3 |
65.2 |
46.6 |
27.1 |
为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进。
(I) w_w w. k#s5_
(II)
答案:(1)①B(4分);②(I)电源改选E2(4分);(II)判断电流表的内外接法,作出相应调整。(4分)
[解析](1)①红表笔接F,电阻很小,此时二极管导通,电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进,电流方向E到F,只有B正确。
②根据电动势大小电压表量程不能选择10V,电路图中选择V1当然正确。的电压表为减小测量误差要求指针偏转过半,故1.5V的电动势太小,电源E1应该改选E2。
由于为60多欧姆,第一组测量值为104.8Ω,为大电阻用内接伏安法,第五组测量值为27.1Ω,为小电阻用外接伏安法,这说明内外接法先用试触法判断调整后再测量。
21.(浙江卷)Ⅱ. (10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,某同学测得电流-电压的数据如下表所示:
电流I/mA |
2.7 |
5.4 |
12.4 |
19.5 |
27.8 |
36.4 |
47.1 |
56.1 |
69.6 |
81.7 |
93.2 |
电压U/V |
0.04 |
0.08 |
0.21 |
0.54 |
1.30 |
2.20 |
3.52 |
4.77 |
6.90 |
9.12 |
11.46 |
(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;
(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系,已作出电阻随电流的变化曲线如图所示:请指出图丝的特征,并解释形成的原因。
答案:Ⅱ.(1)
(2)电阻随电流增大;
存在三个区间,电阻随电流的变化快慢不同;
第一区间电流很小时,电阻变化不大;第二区间灯丝温度升高快,电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能,灯丝温度升高变慢,电阻增大也变慢。
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