人教版高中物理选修3-1第一章第9节.docx
高中物理学习材料
第9节带电粒子在电场中的运动
1. 如图1所示，在匀强电场E中，一带电粒子－q的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子－q在开始运动后，将( )
图1
A．沿电场线方向做匀加速直线运动
B．沿电场线方向做变加速直线运动
C．沿电场线方向做匀减速直线运动
D．偏离电场线方向做曲线运动
答案 C
解析在匀强电场E中，带电粒子所受电场力为恒力．带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子－q在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动．
2．两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图2所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是( )
图2
A.edh U B ．edUh C.eU dh D.eUh d 答案 D
解析 电子从O 点到A 点，因受电场力作用，速度逐渐减小．根据题意和图示判断，电
子仅受电场力，不计重力．这样，我们可以用能量守恒定律来研究问题．即12
mv 2
0＝eU OA .因E
＝U d ，U OA ＝Eh ＝Uh d ，故12mv 20＝eUh
d
.所以D 正确． 3．下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后速度最大的是( )
A ．质子11H
B ．氘核2
1H
C ．α粒子42He
D ．钠离子Na ＋
答案 A
解析 由qU ＝12mv 2得v ＝2qU m ，然后比较各粒子的q
m
可得A 正确．
4．如图3所示，带电粒子进入匀强电场中做类平抛运动，U 、d 、L 、m 、q 、v 0已知．请完成下列填空．
图3
(1)穿越时间：________. (2)末速度：________.
(3)侧向位移：________，对于不同的带电粒子若以相同的速度射入，则y 与________成正比；若以相同的动能射入，则y 与________成正比；若经相同的电压U 0加速后射入，
则y ＝UL 24dU 0
，与m 、q 无关，随加速电压的增大而________，随偏转电压的增大而________．
(4)偏转角正切：________________(从电场出来时粒子速度方向的反向延长线必然过水平位移的________)．
答案 (1)L v 0 (2)v 2
0＋(qUL mdv 0)2 (3)qUL 2
2mdv 20
带电粒子的比荷 粒子的电荷量 减小
增大 (4)qUL
mdv 20
中点
解析 粒子从偏转电场射出的偏转距离y ＝12at 2＝12·qU md ·(L v 0
)2
.作粒子速度的反向延长
线．设交水平位移所在直线于O 点，O 到右边缘距离x ，则x ＝y tan θ＝L
2
.可知，粒子从偏
转电场中射出时，就好像从极板间的中央L
2
处沿直线射出一样(经常直接用于计算中，可简化
计算过程)．
5．示波管的基本原理：电子在加速电场中被加速，在偏转电场中被偏转．电子枪的作用是：产生高速飞行的一束电子．偏转电极YY ′上加的是待显示的信号电压，XX ′电极上接入仪器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压．
【概念规律练】
知识点一 带电粒子在电场中的直线运动
1. 如图4所示，在点电荷＋Q 激发的电场中有A 、B 两点，将质子和α粒子分别从A 点由静止释放到达B 点时，它们的速度大小之比为多少？
图4
答案 2∶1
解析 设A 、B 两点间的电势差为U ，由动能定理得
对质子：12m H v 2
H ＝q H U
对α粒子：12
m αv 2
α＝q αU
所以v H v α＝q H m αq αm H ＝1×42×1＝21
.
点评 电荷在匀强电场中做匀变速运动时可用动能定理和运动学公式求解，当电荷在电场中做变加速运动时，不能用运动学公式求解，但可用动能定理求解．
2．一个电子(质量为9.1×10－31 kg ，电荷量为1.6×10－19 C)以v 0＝4×107
m/s 的初速
度沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知匀强电场的电场强度大小E ＝2×105
N/C ，不计重力，求：
(1)电子在电场中运动的加速度大小；
(2)电子进入电场的最大距离；
(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能．
答案 (1)3.5×1016 m/s 2 (2)2.28×10－2
m
(3)3.6×10－16
J
解析 (1)电子沿着匀强电场的电场线方向飞入时，仅受电场力作用，且做匀减速运动，由牛顿第二定律，得
qE ＝ma ，即a ＝qE m ＝1.6×10－19×2×105
9.1×10
－31
m/s 2＝3.5×1016 m/s 2
(2)电子做匀减速直线运动．由运动学公式得
v 20＝2ax ，即x ＝v 202a ＝(4×107)22×3.5×10
16 m ＝2.28×10－2
m.
所以电子进入电场的最大距离为2.28×10－2
m
(3)当电子进入电场最大距离一半时，即电子在电场中运动x ′＝x 2＝1.14×10－2
m 时，
设此时动能为E k ，电场力做负功，由动能定理，得－qEx ′＝E k －12
mv 2
所以E k ＝12mv 20－qEx ′＝12×9.1×10－31×(4×107)2－1.6×10－19×2×105×1.14×10－2
＝
3.6×10－16
J
点评 由牛顿第二定律，结合匀变速直线运动的规律或动能定理求解． 知识点二 带电粒子在电场中的偏转
3．如图5所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的( )
图5
A ．2倍
B ．4倍 C.12 D.1
4
答案 C
解析 电子在两极板间做类平抛运动．
水平方向：l ＝v 0t ，所以t ＝l
v 0
.
竖直方向：d ＝12at 2＝qU 2md t 2＝qUl 22mdv 20，故d 2
＝qUl 2
2mv 2
0，即d ∝1v 0
，故C 正确． 4. 如图6所示，电子在电势差为U 1的电场中加速后，垂直进入电势差为U 2的偏转电场，
在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是( )
图6
A ．U 1变大、U 2变大
B ．U 1变小、U 2变大
C ．U 1变大、U 2变小
D ．U 1变小、U 2变小 答案 B
解析 设电子经加速电场后获得的速度为v 0，由动能定理得qU 1＝mv 2
2①
设偏转电场的极板长为L ，则电子在偏转电场中运动时间t ＝L
v 0
②
电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a ＝qU 2
md
③
电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度v y ＝at ④
由②③④得v y ＝qU 2L
mdv 0
所以，tan θ＝v y v 0＝qU 2L
mdv 20
①式代入上式得
tan θ＝U 2L
2U 1d
，所以B 正确．
点评 带电粒子垂直于电场线方向进入电场，在初速度方向做匀速直线运动，在垂直于初速度方向做初速度为零的匀加速直线运动，粒子的合运动为类平抛运动．
知识点三 示波管的原理
5．如图7是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O 点，在那里产生一个亮斑．下列说法正确的是( )
图7
A．要想让亮斑沿OY向上移动，需在偏转电极YY′上加电压，且Y′比Y电势高
B．要想让亮斑移到荧光屏的右上方，需在偏转电极XX′、YY′上加电压，且X比X′电势高、Y比Y′电势高
C．要想在荧光屏上出现一条水平亮线，需在偏转电极XX′上加特定的周期性变化的电压(扫描电压)
D．要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，需在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压
答案BCD
解析要想让亮斑沿OY向上移动，电子受力向Y方向，即电场方向为YY′，即Y电势高，A项错误；要想让亮斑移到荧光屏的右上方，同理Y为高电势，X为高电势才可，B项正确；要想在荧光屏上出现一条水平亮线，说明电子只在XX′方向偏转，当然要在这个方向加扫描电压，C项正确；要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，就是水平与竖直方向都要有偏转电压，所以D项正确．综述本题选项为B、C、D.
6. 如图8所示，是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用下列办法中的( )
图8
A．增大两极板间的电压
B ．尽可能使板长l 做得短些
C ．尽可能使板间距离d 减小些
D ．使电子入射速度v 0大些 答案 C
解析 本题是一个通过计算进行选择的问题．
因为h ＝12at 2＝qUl 22mdv 20(a ＝qU md ，t ＝l v 0)，所以，h U ＝ql
2
2mdv 20
.
要使灵敏度大些，选项中合乎要求的只有C. 【方法技巧练】
带电粒子在交变电场中运动问题的分析方法
7．如图9(a)所示，两个平行金属板P 、Q 竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压．t ＝0时，Q 板比P 板电势高5 V ，此时在两板的正中央M 点放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在
0 s 的时间内，这个电子处于M 点的右侧、速度方向向左且大小逐渐减小的时间是( ) 图9 A ．0 s B ．2×10－10 s s C ．4×10－10 s s D ．6×10－10 s s 答案 D 解析 0～T 4过程中电子向右做加速运动；T 4～T 2过程中电子向右减速运动，T 2～3T 4过程中 电子向左加速，3T 4 ～T 过程中电子向左减速，D 满足条件． 方法总结 解决带电粒子在交变电场中运动问题的关键是弄清电场方向和粒子所受电场力的方向，进而确定加速度方向和速度的变化情况． 1. 如图10所示，在P 板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，则关于电子到达Q 板时的速度，下列说法正确的是( ) 图10 A ．两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大 B ．两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大 C ．与两板间距离无关，仅与加速电压有关 D ．以上说法均不正确 答案 C 解析 电子由P 到Q 的过程中，静电力做功，根据动能定理eU ＝12mv 2，得v ＝2eU m ， 速度大小与U 有关，与两板间距离无关． 2. 如图11所示，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U ，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，此后穿过等势面N 的速度应是( ) 图11 A.2qU/m B ．v 0＋2qU/m C.v 2 0＋2qU/m D.v 2 0－2qU/m 答案 C 解析 qU ＝12mv 2－12 mv 2 v ＝v 2 0＋2qU/m ，选C. 3．氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核分别为11H 、21H 、3 1H.它们以相同的初动能垂直进入同一匀强电场，离开电场时，末动能最大的是( ) A ．氕核 B ．氘核 C ．氚核 D ．一样大 答案 D 解析 因为qU 1＝12mv 2 0＝E k0 偏移量：y ＝l 2U 2 4dU 1 ，可知三种粒子的偏移量相同．由动能定理可知：qE ·y ＝E k －E k0，E k 相同，D 正确． 4．质子和氦核从静止开始经相同电压加速后，又垂直于电场方向进入一匀强电场，离开偏转电场时，它们侧向偏移量之比和在偏转电场中运动的时间之比分别为( ) A ．2∶1，2∶1 B ．1∶1,1∶ 2 C ．1∶2,2∶1 D ．1∶4,1∶2 答案 B 解析 偏移量：y ＝l 2U 24dU 1，可知y 1∶y 2＝1∶1，时间t ＝l m 2qU 1 ，t 1∶t 2＝1∶2，B 正 确． 5. 如图12所示，有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U 1 时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U 2时，带电粒子沿②轨迹落到B 板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( ) 图12 A ．U 1∶U 2＝1∶8 B ．U 1∶U 2＝1∶4 C ．U 1∶U 2＝1∶2 D ．U 1∶U 2＝1∶1 答案 A 解析 由y ＝12at 2＝12Uq md ·l 2 v 20 得： U ＝2mv 20dy ql 2，所以U ∝y l 2，可知A 项正确． 6．如图13所示的示波管，当两偏转电极XX ′、YY ′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的O 点，其中x 轴与XX ′电场的场强方向重合，x 轴正方向垂直于纸面向里，y 轴与YY ′电场的场强方向重合)．若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则( ) 图13 A ．X 、Y 极接电源的正极，X ′、Y ′接电源的负极 B ．X 、Y ′极接电源的正极，X ′、Y 接电源的负极 C ．X ′、Y 极接电源的正极，X 、Y ′接电源的负极 D ．X ′、Y ′极接电源的正极，X 、Y 接电源的负极 答案 D 解析 若要使电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，电子在x 轴上向负方向偏转，则应使X ′ 接正极，X 接负极；电子在y 轴上也向负方向偏转，则应使Y ′接正极，Y 接负极，所以选项D 正确． 7. 如图14所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板．质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板．如果要使这个 带电粒子到达M 、N 板间距的1 2 后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重 力)( ) 图14 A ．使初速度减为原来的1 2 B ．使M 、N 间电压加倍 C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍 D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的1 2 答案 BD 解析 由题意知，带电粒子在电场中做减速运动；粒子恰好能到达N 板时，由动能定理可得： －qU ＝－12 mv 2 0， 要使粒子到达两极板间距的1 2 后返回，设此时两极板间电压为U 1，粒子的初速度为v 1， 则由动能定理可得： －q U 12＝－12 mv 2 1， 联立两方程得：U 12U ＝v 2 1 v 20 . 可见，选项B 、D 均符合等式的要求，本题的正确选项为B 、D. 8. 如图15所示，a 、b 两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线、从同一点进入平行板间的匀强电场后，a 粒子打在B 板的a ′点，b 粒子打在B 板的b ′点，若不计重力，则( ) 图15 A ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量 B ．b 的质量一定大于a 的质量 C ．a 的比荷一定大于b 的比荷 D ．b 的比荷一定大于a 的比荷 答案 C 解析 由a 、b 在水平方向的位移不同可知两粒子在电场中的运动时间不同，t b >t a ，根据y ＝12 at 2 ，可知：a a >a b . 又因为q a E ＝m a a a ，q b E ＝m b a b ，所以q a m a >q b m b ， 故选项C 正确． 9．如图16所示，一电子沿x 轴正方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD ，已知O A ＝A B ，电子过C 、D 两点时竖直方向的分速度为v Cy 和v Dy ；电子在OC 段和OD 段动能变化量分别为ΔE k1和ΔE k2，则( ) 图16 A ．v Cy ∶v Dy ＝1∶2 B ．v Cy ∶v Dy ＝1∶4 C ．ΔE k1∶ΔE k2＝1∶3 D ．Δ E k1∶ΔE k2＝1∶4 答案 AD 10. 如图17所示，静止的电子在加速电压为U 1的电场的作用下从O 经P 板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U 2的作用下偏转一段距离．现使U 1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该( ) 图17 A ．使U 2加倍 B ．使U 2变为原来的4倍 C ．使U 2变为原来的1/5倍 D ．使U 2变为原来的1/2倍 答案 A 解析 要使电子轨迹不变，则应使电子进入偏转电场后任一水平位移x 所对应的偏转距 离y 保持不变．由y ＝12at 2＝12·qU 2md ·(x v 0)2＝qU 2x 22mv 20d ；qU 1＝12mv 20得y ＝U 2x 2 4U 1d .可见在x 、y 一定 时，U 2∝U 1. 11．如图18所示，一平行板电容器板长l ＝4 cm ，板间距离为d ＝3 cm ，倾斜放置，使 板面与水平方向夹角α＝37°，若两板间所加电压U ＝100 V ，一带电荷量q ＝3×10－10 C 的负电荷以v 0＝0.5 m/s 的速度自A 板左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从B 板右边缘水平飞出，则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少？带电粒子的质量为多 少？(g 取10 m/s 2 ) 图18 答案 1 m/s 8×10－8 kg 解析 带电粒子能沿直线运动，所受合力与运动方向在同一直线上，由此可知重力不可忽略，受力如图所示． 电场力在竖直方向上的分力与重力等值反向．则带电粒子所受合力与电场力在水平方向 上的分力相同．即水平方向上F 合＝qE ·sin α＝q U d ·sin α 竖直方向上mg ＝qEcos α m ＝qE ·cos αg ＝q U dg ·cos α＝3×10－10×1003×10－2 ×10 ×0.8 kg ＝8×10－8 kg 根据动能定理12mv 2－12 mv 20＝F 合s ，s ＝l 2＋d 2 联立以上各式解得v ＝1 m/s. 12．如图19所示，A 为粒子源，在A 和极板B 间的加速电压为U 1，在两水平放置的平行带电板C 、D 间的电压为U 2，现设有质量为m ，电荷量为q 的质子初速度为零，从A 被加速电压U 1加速后水平进入竖直方向的匀强电场，平行带电板的极板的长度为L ，两板间的距离为d ，不计带电粒子的重力，求： 图19 (1)带电粒子在射出B 板时的速度； (2)带电粒子在C 、D 极板间运动的时间； (3)带电粒子飞出C 、D 电场时在竖直方向上发生的位移y. 答案 (1)2U 1q m (2)L m 2U 1q (3)U 2L 2 4dU 1 解析 (1)带电粒子由A 到B ，设到B 板的速度为v 根据动能定理：W ＝E k2－E k1 U 1q ＝mv 2 /2，v ＝2U 1q m (2)粒子进入C 、D 电场后水平方向做匀速直线运动，则L ＝vt ，t ＝L/v ＝L m 2U 1q . (3)粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为Eq ＝ma ，E ＝U 2/d ，所以a ＝U 2q md . 粒子进入C 、D 电场在竖直方向发生的位移y ＝12at 2＝12U 2q md (L m 2U 1q )2＝U 2L 2 4dU 1 . 高二物理第一学期选修 3-1 期末考试试卷 1.有一电场的电场线如图1 所示，场中A、B 两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B表示，则[] A.E a＞E b U a＞U b B．E a＞E b U a＜U b C．E a＜E b U a＞U b D．E a＜E w b U a＜U b 2.图2 的电路中C 是平行板电容器，在S 先触1 后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是[ ] A.平行板电容器两板的电势差不变B．平行扳电容器两板的电势差变小C．平行板电容器两板的电势差增大D．平行板电容器两板间的的电场强度不变 3.如图3，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定[] A．A、B、C 分别带什么性质的电荷B．A、B、C 中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C 中哪个电量最大D．A、B、C 中哪个电量最小 4.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图 4 所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A.向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 5.在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m 的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5 所示，那么匀强电场的场强大小为[ ] A.最大值是mgtgθ／q B．最小值是mgsinθ／q C．唯一值是mgtgθ／q D．同一方向上，可有不同的值． 人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全 第一章 静电场 第1课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体 1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-?=的电荷，叫元电荷。说明：任意带电体的电荷量都是 元电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。 考点2.库仑定律 1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。 2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??== 3. 适用条件：真空、点电荷。 4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。 ⑵ 定义式： q F E = E 与 F 、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 单位：N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较 定义式 决定式 关系式 表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用 范围 任何电场 真空中的点电荷 匀强电场 说明 E 的大小和方向与检验电荷 的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q ：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d ：两点沿电场线方向的距离 （5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。 （6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。 3. 匀强电场 ⑴定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在 高中物理选修3-1《电场》全套同步练习 第01节 电荷及其守恒定律 [知能准备] 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种： （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电． （2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另 一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全 相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同 种电荷的总电荷量平均分配在两球上． 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部 分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体 的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早 由美国科学家 用实验测得的． 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值 m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111?=． [同步导学] 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷． 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变． 例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） A ．物体所带的电荷量可以为任意实数 B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值 C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正 确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球 都带电的是 （ ） A ．先把两球分开，再移走棒 B ．先移走棒，再把两球分开 C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷， 乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先 移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下 其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球 图1—1—1 最新人教版高中物理选修3-1综合测试题全套及答案 综合评估检测卷(一)静电场 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．每小题至少一个答案正确) 1. 图中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是() A．两点的场强等大、反向 B．P点电场更强 C．两点电势一样高 D．Q点的电势较低 答案： C 2．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变A、B两极板带的电荷量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度() A．一定增大B．一定减小 C．一定不变D．可能不变 解析：极板带的电荷量Q不变，当减小两极板间距离，同时插入电介质，则电容C一定增大．由U＝Q C可 知两极板间电压U一定减小，静电计指针的偏转角也一定减小，选项B正确． 答案： B 3. 如图所示中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用E a、E b分别表示a、b 两点的场强大小，则() A．a、b两点场强方向相同 B．电场线从a指向b，所以E a＞E b C．电场线是直线，所以E a＝E b D．不知a、b附近的电场线分布，E a、E b大小不能确定 解析：由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故A正确．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应讨论如下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有E a＞E b；若此电场线为负点电荷电场中的，则有E a＜E b；若此电场线是匀强电场中的，则有E a＝E b；若此电场线是等量异种点电荷电场中那一条直的电场线，则E a和E b的关系不能确定．故正确选项为A、D. 答案：AD 4. 如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，电场力做正功W1，若由c经b移到d，电场力做正功W2，则() A．W1>W2φ1>φ2 B．W1 物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律 一、电荷守恒定律 表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个 物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。 二、电荷量 1、电荷量：电荷的多少。 2、元电荷：电子所带电荷的绝对值1.6×10－19 C 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。 第一章 第2节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。 2、影响电荷间相互作用的因素 二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方 成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2 2 1r Q Q k F 注意（1）适用条件为真空中静止点电荷 （2）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断 第一章 第3节 电场 电场强度 一、电场 电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。 二、电场强度 1、检验电荷与场源电荷 2、电场强度 检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。 q F E = 国际单位：N /C 电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。 三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E == 四、电场的叠加 五、电场线 1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小， 曲线上某点的切线方向表示场强的方向。 2、几种典型电场的电场线 3、电场线的特点 （1）假想的 （2）起----正电荷；无穷远处 止----负电荷；无穷远处 （3）不闭合 （4）不相交 （5）疏密----强弱 切线方向---场强方向 第一章 第4节 电势能 电势 一、电势能 1、电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系 3、电势能大小的确定 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 二、电势 1.电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势 q E 电= ? 单位：伏特（V ） 标量 2.电势的相对性 3.顺着电场线的方向，电势越来越低。 三、等势面 1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点 a:在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。 第一章 第5节 电势差 电场力的功 一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值 B A AB U ??-= 电电电电电电）＝－－＝－（－＝E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电＝A A W E 高中物理选修3-1单元测试题 第一章电场（A） 班别姓名学号成绩 一、单项选择题（4×10＝40分） 1．关于点电荷的说法正确的是（） A．点电荷的带电量一定是1.60×10-19C B．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型D．大的带电体不能看成是点电荷 2．真空中有两个点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果将它们的距离增大为原来的2倍，将其中之一的电荷量增大为原来的2倍，它们之间的作用力变为多大（）A．F/2 B.F C.2F D.4F 3．如图所示，在一电场中有A、B两点，下列说法正确的是( ) A．由E＝F/q可知，在A点放入的电荷电量越大，A点的场强越小 B．B点场强大于A点场强 C．A点场强是确定的，与放入电荷无关 D．A点场强大于B点场强，且方向相同 4．某电场的电场线如图，a、b是一条电场线上的两点，用φ 、φb和 E a、E b分别表示a、b两点的电势和电场强度，可以判定（） A．φa < φb B．φa = φb C．E a > E b D．E a = E b 5．电荷Ｑ在电场中某两点间移动时，电场力做功Ｗ，由此可算出两点间的电势差为U，若让电量为2Ｑ的电荷在电场中的这两点间移动则（） A．电场力做功仍为W B．电场力做功W/2 C．两点间的电势差仍为U D．两点间的电势差为U/2 6．如图，当正电荷从A到C移动过程中，正确的是( ) A．从A经B到C电场力对电荷做功最多 B．从A经M到C电场力对电荷做功最多 C．从A经N到C电场力对电荷做功最多 D．不管从哪条路径使电荷从A到C，电场力做功都相等，且都是正功． E 7．如图所示，a 、b 、c 是一条电场线上的三点，电场线的方向由a 到c ，a 、b 间的距离等 于b 、c 间的距离，用c b a ???、、和c b a E E E 、、分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度，以下判定正确．．的是 （ ） A ．a ?＞b ?＞c ? B ．a E ＞b E ＞c E C ．c b b a ????-=- D ．a E =b E =c E 8．如图所示A 、B 两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M 、N 为AB 连线上的两点，且AM =BN ，则（ ） A ．M 、N 两点的电势和场强都相等 B ．M 、N 两点的电势和场强都不相等 C ．M 、N 两点的电势不同，场强相等 D ．M 、N 两点的电势相同，场强不相同 9.下列哪些做法不利于静电危害的防止（ ） A ．油罐车的尾部有一铁链拖在地上 B ．印染厂房中保持干燥 C ．飞机机轮上装有搭地线 D ．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维 10.如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，那么静电计指针的偏转角度（ ） A 、一定减小 B 、一定增大 C 、一定不变 D 、可能不变 二、双项选择题（5×4＝20分） 11．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等， 即U ab = U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 （ ） A ．三个等势面中，a 的电势最低 B ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大 C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大 N M B 一、选择题(本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的4个选项中，至少有一项是正确的。全部选对的给4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选的得0分) 1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是（ ） A.5 F /9 B.4F /5 C.5F /4 D.9F /5 2.点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和Q ，在AB 连线上，如图1-69所示，电场强度为零的地方在 ( ) A ．A 和 B 之间 B ．A 右侧 C ．B 左侧 D ．A 的右侧及B 的左侧 3．如图1-70所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ） A ．保持S 闭合，将A 板向 B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变 C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大 D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变 4．如图1-71所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（ ） A ．自由落体运动 B ．曲线运动 C ．沿着悬线的延长线作匀加速运动 D ．变加速直线运动 5.如图是表示在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（ ） A ．这个电场是匀强电场 B ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E d >E a >E b >E c C ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E b >E c >E d D ．无法确定这四个点的场强大小关系 6．以下说法正确的是（ ） A ．由q F E =可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式q E P = φ可知电场中某点的电势φ与q 成反比 图1-69 B A Q 4Q 图1-70 图1-71 高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动 一、三维目标 知识与技能 1、了解什么就是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法 通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力 情感态度与价值观 让学生体验科学得神奇,实验得乐趣 二、教学重点 使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律 三、教学难点 偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化 四、教学过程 引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动 1、机械振动 振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动？ 微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征？ [演示实验] (1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)] 提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体 各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征？ 归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。 2、简谐运动 简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子得振动 讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点 b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。 (2)弹簧振子为什么会振动？ 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。 回复力可以就是弹力,或其它得力,或几个力得合力,或某个力得分力,在O点,回复力就是零,叫振动得平衡位置。 (3)简谐运动得特征 弹簧振子在振动过程中,回复力得大小与方向与振子偏离平衡位置得位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置得位移简称为位移。 3、简谐运动得位移图象——振动图象 简谐运动得振动图象就是一条什么形状得图线呢？简谐运动得位移指得就是什么位移？(相对平衡位置得位移) 演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线 说明:匀速拉动纸带时,纸带移动得距离与时间成正比,纸带拉动 一定得距离对应振子振动一定得时间,因此纸带得运动方向可以代 高中物理选修3-1 同步训练 1.下列说法正确的是() A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的 B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷 C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷 D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体 解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确． 2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是() A．物体上一定有多余的电子 B．物体上一定缺少电子 C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍 D．物体的带电量可以是任意的一个值 解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B 项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3. 图1－1－4 (2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则() A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电 C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电 解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D. 4. 高中物理选修3-2《电磁感应》单元测试题高二物理阶段性复习质量检测一 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 注意事项： 1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。 2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。 第一卷（选择题，共50分） 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；其中第1～7题为单选题；第8～10题为多选题，全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分) 1、一闭合线圈中没有产生感应电流，则( ) A．该时该地的磁感应强度一定为零 B．该时该地的磁场一定没有变化 C．线圈面积一定没有变化 D．穿过线圈的磁通量一定没有变化 2、闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( ) A．环中产生的感应电动势均匀变化 B．环中产生的感应电流均匀变化 C．环中产生的感应电动势保持不变 D．环上某一小段导体所受的安培力保持不变 3、现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、 线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、 线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他 将滑动变阻器的滑动片P向左加速滑动时，电流 计指针向右偏转。由此可以推断( ) A ．线圈A 向上移动或滑动变阻器滑动片P 向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 B ．线圈A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 C ．滑动变阻器的滑动片P 匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 D ．因为线圈A 、线圈B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 4、用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ，正方形 的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。当磁 场以10 T/s 的变化率增强时，线框中a 、b 两点间的电势 差是( ) A ．U ab ＝0.1 V B ．U ab ＝－0.1 V C ．U ab ＝0.2 V D ．U ab ＝－0.2 V 5、如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定 一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法 中正确的是( ) A ．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次 B ．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用 C ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 6、图中半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O 和盘边缘，则通过电阻R 的电流强度的大小和方向是( ) A ．由c 到d ，I =2Br R ω B ．由d 到c ，I =2Br R ω C ．由c 到d ，I =22Br R ω D ．由d 到c ，I =22Br R ω 高中物理选修3-2测试题 第I 卷(选择题12小题 共 36分) 一选择题(本题包括12小题,每小题3分，共36分。每小题给出的四个选项中,有的只有一 个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全对的得2分,有选错的或不答的得0分) 1.关于电磁场理论,下列说法正确的是:( ) A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B. 变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的 C. 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D. 振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 2.质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它们的圆周半径恰好相等,这说明它们在刚进入磁场时:( ) A.速率相等 B.带电量相等 C.动量大小相等 D.质量相等 3.矩形线圈ABCD 位于通电直导线附近,如图所示,线圈和导线在同一平面内,且线圈的两个边与导线平行,下列说法正确的是:( ) A.当线圈远离导线移动时,线圈中有感应电流 B.当导线中的电流I 逐渐增大或减小时,线圈中无感应电流 C.当线圈以导线为轴转动时,线圈中有感应电流 D.当线圈以CD 为轴转动时,线圈中有感应电流 4.若在磁场是由地球表面带电产生的,则地球表面带电情况是: ( ) A.正电 B.负电 C.不带电 D.无法确定 5.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是: ( ) A. 启动器触片接通时,产生瞬时高压 B. 日光灯正常工作时,镇流器起降压限流以保证日光灯正常工作 C.日光灯正常工作时, 日光灯管的电压稳定在220V D.镇流器作用是将交流电变为直流电 6.矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是: ( ) A.线圈中的磁通量为零 B. 线圈中的感应电动势最大 C. 线圈的每一边都不切割磁感线 D.线所受到的磁场力不为零 B C D A I 高中物理选修3-1 同步训练 1．下列叙述中正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成电流 B ．国际单位制中电流的单位是安 C ．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的 D ．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流必定不为零 解析：选BD.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是有电势差．导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安． 2．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续的电流 B ．电源的作用是可以使电路中有持续的电流 C ．导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有移动 D ．恒定电流是由恒定电场产生的 解析：选BD.电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时定向移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流．故选项B 、D 正确． 3．电路中，每分钟有60亿万个自由电子通过横截面积为0.64×10－ 6 m 2的导线，那么电路中的电流是( ) A ．0.016 mA B ．1.6 mA C ．0.16 μA D ．16 μA 解析：选C.I ＝q t ＝en t ＝1.6×10－19 ×60×101260 A ＝0.16×10－ 6 A ＝0.16 μA. 4．(2012·山东任城第一中学高二月考)铜的原子量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( ) A ．光速c B.I neS C.ρI neSm D.Im neSρ 解析：选D.自由电子体密度N ＝n m /ρ＝ρn m ，代入I ＝nqS v ，得v ＝Im neSρ ，D 正确． 5．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？ 解析：通过的电荷量为： q ＝It ＝4×10－ 6×24×3600 C ≈0.35 C. 通过的电子个数为： N ＝q e ＝0.35 C 1.6×10－19 C ＝2.16×1018个． 答案：0.35 C 2.16×1018个 一、选择题 1．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B ．导体内自由电子的运动速率越大，电流越大 C ．电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向 D ．在国际单位制中，电流的单位是安，属于基本单位 解析：选D.此题要特别注意B 选项，导体内自由电子定向移动的速率越大，电流才越大． 最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套 章末过关检测(一) (时间：60分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1．下列说法正确的是() A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B．以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 C．在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q，取走q后，该点场强不变 D．元电荷实质就是电子(或质子)本身 答案：C 2．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是() A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患 D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 解析：选C．用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，穿衣，脱衣也会产生静电．这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故A、D错误；工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电，故B错误；化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险，故C 正确． 3．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是() 高中物理选修3-1试题 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确 .全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.) 1.某静电场的电场线分布如图,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为P E 和Q E ,电势分别为P ?和Q ?,则（ ） A.P Q E E >，P Q ??< B.P Q E E <，P Q ??> C.P Q E E <，P Q ??< D.P Q E E >，P Q ??> 2.关于电势与电势能的说法正确的是( ) A.电荷在电场中电势高的地方电势能大 B.在电场中的某点,电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大 C.正电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大 D.负电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小 3.图中水平虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两带电小球M 、N 质量相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a 、b 、c 为实线与虚线的交点,已知O 点电势高于c 点.则( ) A.M 带负电荷,N 带正电荷 B.M 在从O 点运动至b 点的过程中,动能不变 C.N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功 D.N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相等 4.下列说法正确的是( ) A.带电粒子仅在电场力作用下做“类平抛”运动,则电势能一定减小. B.带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,其运动轨迹一定与电场线重合. C.带电粒子在电场中运动,如只受电场力作用,其加速度方向一定与电场线方向相同. D.一带电小球在匀强电场中在电场力和重力的作用下运动,则任意相等时间内动量的变化量相同. 5.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,ε表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( ) A.U 变小,E 不变 B.E 变大,ε变大 第1题图 Q P q +q + 第四章电磁感应 划时代的发现 教学目标 （一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学 生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景 （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗奥斯特面对失败是怎样做的 （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释 （4）电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点 （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的 （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么 （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他 发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实 验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么 （5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么谈谈 自己的体会。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 三、科学的足迹 1、科学家的启迪教材P3 2、伟大的科学家法拉第教材P4 四、实例探究 【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C） 高中物理选修3-1同步练习题 第一节 电荷及其守恒定律 [同步检测] 1、一切静电现象都是由于物体上的 引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头 时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由 引起的. 2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ ） A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C.被吸引的轻小物体一定是带电体 D.被吸引的轻小物体可能不是带电体 3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放 在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、 B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电. 4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量 的趋势，异种电荷相互吸 引，而且在引力作用下有尽量 的趋势． 5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示， 当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电 器中金属箔片的张角减小，则（ ） A ．金属球A 可能不带电 B ．金属球A 一定带正电 C ．金属球A 可能带负电 D ．金属球A 一定带负电 6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可 判断（ ） A ．验电器所带电荷量部分被中和 B ．验电器所带电荷量部分跑掉了 C ．验电器一定带正电 D ．验电器一定带负电 7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是 A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何 能使导体B 带上正电？ 9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 A. 2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C 10．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷，小球B 、 C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小 球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA= ， qB= ，qC= ． 图1—1—2 图1—1—3 高中物理选修3-1 单元测试题 第一章电场（A） 班别姓名学号成绩 、单项选择题（4× 10＝40 分） 1．关于点电荷的说法正确的是（） A．点电荷的带电量一定是 1.60 ×10 -19C B ．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型 D ．大的带电体不能看成是点电荷 2．真空中有两个点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果将它们的距离增大为原来的2倍，将其中之一的电荷量增大为原来的 2 倍，它们之间的作用力变为多大（）A．F/2 B. F C.2 F D.4 F 3．如图所示，在一电场中有A、B 两点，下列说法正确的是（） A．由E＝F/ q可知，在A点放入的电荷电量越大，B．B点场强大 于 A 点场强C．A点场强是确定的，与放入电荷无关 D．A点场强大于 B 点场强，且方向相同 4．某电场的电场线如图，a、b 是一条电场线上的两点，用φa、φb 和 E a、E b分别表示a、b两点的电势和电场强度，可以判定（） A．φa < φb B ．φa = φb C ．E a > E b D ．E a = E b 5．电荷Ｑ在电场中某两点间移动时，电场力做功Ｗ，由此可算出两点间 的电势差为U，若 让电量为2Ｑ的电荷在电场中的这两点间移动则 A ．电场力做功仍为W B电场力做功W/2 C．两点间的电势差仍为U D．两点间的电势差为U/2 6．如图，当正电荷从 A 到C移动过程中，正确的是（） A．从A经B到 C 电场力对电荷做功最多 B．从A经M到 C 电场力对电荷做功最多 C．从A经N到 C 电场力对电荷做功最多 D．不管从哪条路径使电荷从 A 到C，电场力做功都相等，且都是正功． 高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 第一章单元测试题 一、选择题 1.下面说法中正确的是（） A．库仑定律适用于点电荷，点电荷就是很小的带电体 B．库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律 C．库仑定律和万有引力定律很相似，它们都是平方反比规律 D．当两个点电荷距离趋近于零时，库仑力则趋向无穷 2．有A、B、C三个点电荷，若将A、B放在距离为12 cm的位置上，B受到A的库仑力大小为F．若将B、C放在距离为12 cm的位置上，B受到C的库仑力大小为2F．那么C与A所带电荷量之比是（） A．1:2 B．1:4 C．2:1 D．4:1 3．如图所示，完全相同的金属小球A和B带有等量异种电荷，中间连有一轻质绝缘弹簧，放在光滑的水平面上，平衡时弹簧的压缩量为x0，现将不带电的与A、B完全相同的小球与A 接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量为x，则（） A B A．x=x0/2 B．x>x0/2 C．x D ．P 点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向 5．右图甲中，AB 是一个点电荷电场中的电场线，图乙中是放在a 、b 处检验电荷的电荷量与所受电场力数量间的函数图线，由此可以判定( ) A ．场源电荷是正电荷，位于A 点 B ．场源电荷是正电荷，位于B 点 C ．场源电荷是负电荷，位于A 点 D ．场源电荷是负电荷，位于B 点 6．如图所示，位于同一直线上的两点电荷＋q l 和－q 2将直线划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，另有一正的点电荷q 3，q 3对q l 、q 2的电场的影响不计，则( ) A ．q 3在I 区域，可能受力向左，也可能受力向右 B ．q 3在Ⅱ区域，可能受力向左，也可能受力向右 C ．q 3在Ⅲ区域，可能受力向左，也可能受力向右 D ．q 3在I 、Ⅲ区域受力必定向左，在Ⅱ区域受力必定向右 7．关于电势和电势能的说法正确的是（ ） A ．在电场中电势高的地方，电荷在那一点具有的电势能也越大 B ．在电场中电势高的地方，放在那一点的电荷的电量越大，它所具有的电势能越大 C ．在正的点电荷电场中任意一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能 D ．在负的点电荷电场中任意一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 8．如图所示，在纸面内有一匀强电场，一带负电的小球（重力不计）在一恒力F 的作用下沿图中虚线由A 至B 做匀速运动．已知力F 和AB 间夹角为θ，AB 间距离为d ，小球带电量为q ．则（ ） A ．匀强电场的电场强度大小为E = F/q B ．A 、B 两点的电势差为Fdcos θ/q C ．带电小球由A 运动至B 过程中电势能增加了Fd sin θ D ．若带电小球由B 向A 做匀速直线运动，则F 必须反向 9．如图所示，a 、b 、c 是一条电场线上的三点，电场线的方向由a 到c ，a 、 b 甲 乙 a 、 b 、 c E(完整)高中物理选修31期末测试题及答案(2),推荐文档
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