2．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R₃为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R₃所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是　 　　　　　　　　　　 (　)

A．I变大，U变大　　　 B．I变大，U变小

C．I变小，U变小　 　　　　　 D．I变小，U变大

[解析]　发生火灾时，温度升高，R₃的电阻减小，电路中的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，即U变小；R₁的电压增大，则R₂两端的电压减小，通过R₂的电流减小．故选项C对．

[答案]　C

1．某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量`铜片和锌片间电压为0.30V.然后又将同样的10个西红柿电池串联成电池组(n个相同电池串联时，总电动势为nE，总电阻为nr)，与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为0.2V.对此现象以下解释正确的是　　 (　)

A．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已经烧毁

B．西红柿电池组不可能提供电能

C．西红柿电池组提供的电功率太小

D．西红柿电池组的内阻远大于小灯泡的电阻

[解析]　西红柿电池组的内阻过大，导致电路中电流太小，灯泡两端的电压过小，小灯泡不能发光．

[答案]　CD

18．(2011·高考福建理综)如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中．一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态．一质量为m、带电量为q(q＞0)的滑块从距离弹簧上端为s₀处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g.

(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t₁；

(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为v_m，求滑块从静止释放到速度大小为v_m的过程中弹簧的弹力所做的功W；

(3)从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象．图中横坐标轴上的t₁、t₂及t₃分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v₁为滑块在t₁时刻的速度大小，v_m是题中所指的物理量．(本小题不要求写出计算过程)

[解析]　(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有

qE+mgsinθ＝ma　　　　　　　　　　　 　　　　 ①

s₀＝at　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

联立①②可得

t₁＝　　　　　　　　　　　　　　 ③

(2)滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为x₀，则有

mgsinθ+qE＝kx₀　　　　　　　　　　　　　　　 ④

从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得

(mgsinθ+qE)·(s₀+x₀)+W＝mv－0　　　　　　 ⑤

联立④⑤可得

W＝mv－(mgsinθ+qE)·(s₀+)

(3)如图

17．如图所示，在水平桌面上有两个静止的物块A和B(均可视为质点)，质量均为m＝0.2kg，桌子处于方向斜向右上方与水平方向成45°角、电场强度E＝10N/C的匀强电场中．物块A带正电，电荷量q＝0.1C，A与桌面的动摩擦因数μ＝0.2，物块B是绝缘体，不带电，桌面离地面的高度h＝5m，开始时，A、B相距L＝2m，B在桌子的边缘，在电场力作用下，A开始向右运动，并与B发生碰撞，碰撞中无能量损失， A、B间无电荷转移，求：(　)

(1)A经过多长时间与B相碰；

(2)A、B落点之间的水平距离．

[解析]　(1)选取A为研究对象，其受力情况如图所示：

根据牛顿第二定律：Eqcos45°－F_f＝ma_A　　　　 ①

A物体在竖直方向受力平衡：F_N+Eqsin45°＝mg　②

F_f＝μF_N　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

设A经过时间t与B发生碰撞，

由运动学公式有：

L＝a_At²　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

由①②③④式得　t＝1s

(2)A与B碰撞前一瞬间，A的速度v_A＝a_At　　　　　 ⑤

碰撞过程中动量与能量均守恒，设碰后A、B的速度分别为v′_A、v′_B

mv_A＝mv′_A+mv′_B　　　　　　　　　　　　　 ⑥

mv＝mv′+mv′　　　　　　　　　　　 ⑦

由⑤⑥⑦式得：v′_A＝0　v′_B＝4m/s

碰后，B做平抛运动，其水平位移s_B＝v′_Bt_B　　　 ⑧

t_B＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑨

碰后，A在空中的受力情况如图所示．A在竖直方向做匀加速直线运动，设加速度为a_Ay，在水平方向做匀加速直线运动，设加速度为a_Ax

a_Ay＝　　　　　　　　　　　　 ⑩

a_Ax＝　　　　　　　　　　　　　　 ⑪

A的水平位移s_A＝a_Axt　　　　　　　　　　　 ⑫

h＝a_Ayt　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑬

?s＝|s_B－s_A|

由以上各式得：?s＝1m　　　　　　　　　　 ⑭

(①-⑭每个式子1分)

[评析]　此题情景新，过程多，侧重于考查牛顿运动定律以及运动学知识，同时考查了动量与能量、带电粒子在电场中的运动等知识点．处理此类综合问题，受力分析、过程分析、情景分析是关键．

16．如图所示，BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E.现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点)，从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求：

(1)滑块通过B点时的速度大小；

(2)滑块经过圆弧轨道的B点时，所受轨道支持力的大小；

(3)水平轨道上A、B两点之间的距离．

[解析]　(1)小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功，设滑块经过圆弧轨道B点时的速度为v_B，根据动能定理有

mgR－qER＝mv－0

解得v_B＝

(2)根据牛顿运动定律有

F_NB－mg＝m解得F_NB＝3mg－2Eq.

(3)小滑块在AB轨道上运动时，所受摩擦力为F_f＝μmg，小滑块从C经B到A的过程中，重力做正功，电场力和摩擦力做负功，设小滑块在水平轨道上运动的距离(即A、B两点之间的距离)为L，则根据动能定理有mgR－qE(R+L)－μmgL＝0.解出L＝ .

[答案]　见解析

15．如图所示，电荷量为－e，质量为m的电子从A点沿与电场线垂直的方向进入匀强电场，初速度为v₀，当它通过电场B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求A、B两点间的电势差.

[解析]　电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲线运动，根据运动的分解可知，电子在垂直于场强方向上做匀速直线运动，将B点的速度分解(如图)．

v＝＝2v₀

电子从A运动到B由动能定理得

－eU_AB＝mv²－mv

U_AB＝＝－.

[答案]　－

14．在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，先在平板上依次铺好白纸、复写纸和导电纸，将电源、开关和电极A、B按照图所示连接好，将灵敏电流计的两个接线柱分别和两个探针相连接，并判断出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是：当电流由正接线柱流入电流计时，电流计的指针向右偏转．在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e5个基准点，闭合开关S后，用一个探针接触某一基准点，另一探针在导电纸上缓慢移动，直到电流计示数为零，则此时另一个探针所在位置与基准点等电势．由此可以找到一系列的等势点，进而描绘出过该基准点的等势线．

(1)若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点，连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时，灵敏电流计的指针向左偏转，则可以判断电极A接在电源的__________极上(填“正”或“负”)．

(2)若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点，灵敏电流计的示数为I₁ ；若灵敏电流计的两个探针分别接触b点与c点，灵敏电流计的示数为I₂，则I₁和I₂相比较，有I₁__________I₂(填“大于”、“小于”或“等于”)．

[解析]　(1)由于电流从电流计正接线柱流入时，电流计指针向右偏，而现在是电流计指针向左偏，说明电流是从负接线柱流入电流计的，故b点电势高于a点，所以电极A与电源负极相连．

(2)由于a、b和b、c是等间距，而电流场是非匀强场，且靠近两电极处的场强要大，故a、b间的电势差大于b、c间的电势差，所以I₁大于I₂.

[答案]　(1)负　(2)大于

13．用“描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验装置如图所示．

(1)在图中a，b，c，d，e五个基准点中，电势最高的点是__________点．

(2)若连接电流表的两表笔分别接触图中d和f两点(f与d连线和A与B连线垂直)时表针反偏(电流从红表笔流进时，表针正偏)，则连接电流表的红表笔接在__________点，要使表针仍指在零刻线，应将接触f点的表笔向__________(填“左”或“右”)移动．

[答案]　(1)a　(2)d　右

12．(2011·湖北八校联考)如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝2m，已知电场线平行于ΔABC所在的平面，一个带电荷量q＝－2×10^－6C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加1.2×10^－5J，由B移到C的过程中电场力做功6×10^－6J，下列说法正确的是　 (　)

A．B、C两点的电势差U_BC＝3V

B．A点的电势低于B点的电势

C．负电荷由C移动A的过程中，电势能增加

D．该电场的场强为1V/m

[解析]　负电荷由B运动到C的过程中电场力做功6×10^－6J，根据W＝qU得：U＝－3V，即C点电势比B点高3V，A错误；负电荷从A点运动到B点的过程中电荷的电势能增加，则一定是由高电势的点运动到低电势的点，根据ΔE＝－W＝－qU得：A点电势比B点高6V，B错误；设B点电势为U_B，则U_A＝U_B+6，U_C＝U_B+3，负电荷从C点运动到A点的过程电势升高，电势能降低，C错误；由于匀强电场中同一条直线上线段的长度与电势差成正比，如图，可找到AB连线上电势等于C点的点，电场的方向应平行于AB，故根据几何关系求得AB长度为6m，代入E＝得场强为1V/m，D正确．

[答案]　D

11．(2011·北京东城区质检)如图所示，带正电的电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下沿顺时针方向做以Q点为焦点的椭圆运动，O为椭圆的中心，M、P、N为椭圆上的三点，M和N分别是轨道上离Q点最近和最远的点，则电子在运动的过程中　　　　 　　　　　 (　)

A．在M点的速率最小

B．在N点的电势能最小

C．在P点受到的库仑力方向指向O点

D．椭圆上N点的电势最低

[解析]　考查静电场中的电势、电势能及库仑定律．本题可将电子绕正电荷运动等效为卫星绕地球运动，在M点为近地点，动能最大、势能最小，在N点为远地点，动能量小、势能最大，故A、B均错误，D正确；根据库仑定律可知电子在P点受到的库仑力指向Q，C错误．

[答案]　D