电场与恒定电流测试题（卷）

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电场及恒定电流复习题(总分100分考试时间:90分钟)一．选择题：（4*10=40分）1．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量的变化情况为()A．动能减小B．电势能增加C．动能和电势能之和减小D．重力势能和电势能之和增加2．如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是()A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大D．若将点电荷－q从O移向C，电势能增大3．(2010·宜昌模拟)一个带负电的小球，受电场力和重力的作用，由静止开始运动，已知电场为水平方向的匀强电场，不计空气阻力，设坐标轴如图所示，x轴的正方向与电场方向一致，y轴的正方向竖直向下，原点为小球的起始位置，下列哪个图可能表示此小球的运动轨迹()4．(2010·北京理综)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(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θ.实验中，极板所带电荷量不变，若()A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减少S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变5．如图所示，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U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2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()A．U1∶U2＝1∶8B．U1∶U2＝1∶4C．U1∶U2＝1∶2D．U1∶U2＝1∶1 6．如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系(UI图线)，图线②表示其输出功率与电流的关系(PI图线)，则下列说法正确的是()A．电池组的电动势为50V25B．电池组的内阻为Ω3C．电流为2A时，外电路的电阻为20ΩD．输出功率为120W，输出电压是30V7．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小8(2010·福州模拟)在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E、内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中的a端移动时()A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变小，U变小9如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同．在开关S处于闭合状态下，若将开关S1由位置1切换到位置2，则()A．电压表的示数变大B．电池内部消耗的功率变大C．电阻R2两端的电压变大D．电池的效率变大10．(2010·长沙模拟)如图，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线，则以下说法正确的是()A．电池组的内阻是3ΩB．电阻的阻值为0.33ΩC．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4WD．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W 二．实验题（2*8=16分）11有一待测电阻Rx，阻值约为5Ω，允许最大功率为1.25W，现欲比较精确地测定其阻值．除待测电阻外，备用器材及规格如下：①电压表(0～3V～15V)3V量程内阻为3kΩ，15V量程内阻为15kΩ；②电流表(0～0.6A～3A)0.6A量程内阻为1Ω；3A量程内阻为0.25Ω；③滑动变阻器(20Ω，1A)；④蓄电池组(6V，内阻不计)；⑤开关、导线．（1）请用实线代替导线，将下图所示实物连成测量电路，要求待测电阻Rx中电流从零开始连线可调，且连线时使滑动变阻器的滑动触头处于开关闭合前的正确位置．（2）在表格中画出电路图12如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：(1)电源的电动势E=内阻r=；(2)当电阻箱R读数等于时，电源的输出功率最大，最大值Pm=三．计算题（8+8+8+10+10=44分）13.有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2V的电路中时，电机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4A；若把电动机接入U2＝2.0V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0A．求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？ 14如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，外电路中电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4pF，开始时开关S断开，从开关合上到电路稳定的过程中，通过电流表的电荷量是多少？15．如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球用绝缘丝悬挂于O点，试求小球所在处的电场强度．116．如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R＝0.5m的圆弧形的光滑绝缘轨道，4其下端点B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E＝5×103N/C.今有一质量为m＝0.1kg、带电荷量＋q＝8×10－5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.05，取g＝10m/s2，求：(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时B点的压力．(2)小滑块在水平轨道上通过的总路程．17．如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两极板不带电，上极板接地，它的极板长L＝0.1m，两极板间距离d＝0.4cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两极板中央－6平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下极板上，已知微粒质量为m＝2×10kg，电荷量q＝1×10－8C，电容器电容为C＝10－6F，g＝10m/s2.求：(1)为使第一个粒子的落点范围在下极板中点O点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应为多少？(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？ 姓名:班级:答题卡一．选择题：（4*10=40分）12345678910二．实验题（2*8=16分）11（1）请用实线代替导线，将下图所示实物连成测量电路，要求待测电阻Rx中电流从零开始连线可调，且连线时使滑动变阻器的滑动触头处于开关闭合前的正确位置．（2）在表格中画出电路图12.(9分)如图所示三．计算题（8+8+8+10+10=44分）13.(8分)14.(8分) 15.(8分)16．(10分)如图所示17.(10分)如图所示 1答案：C解析：该油滴从a点进入电场，根据其轨迹的弯曲趋势，可以判断静电力一定竖直向上，且静电力大于重力，所以油滴带负电荷．运动过程中合力向上做正功，根据动能定理，油滴动能变大，A错误；静电力做正功，电势能必然减少，B错误；该处能量定恒的形式表现为电势能、机械能(动能＋重力势能)之和守恒．根据能量守恒定律，既然动能增加，则重力势能与电势能之和一定减少，D错误；油滴上升，重力势能变大，动能和电势能之和必然减少．2答案：BD解析：A、B两点处的点电荷在O点处形成的电场的合场强为零，因此O点处的电场强度应等于C点处的点电荷在O点形成的电场的电场强度．A错；A、B、C三处点电荷在D点处形成的电场强度分QQQQQ别为EDA＝k，EDB＝k，EDC＝k，所以D点合电场强度为ED＝k－2kcos60°＝0，故B对；将点电r2r2r2r2r2荷＋q从O移向C时，电场力做正功，故电势能减小，C错；将点电荷－q从O移向C时，电场力做负功，故电势能增大，D对．3答案：D解析：受力和初速度决定了运动形式．小球受的重力和电场力都是恒力，则其合力也是恒力，小球由静止开始沿合力方向做匀加速直线运动，又因小球带负电，答案D正确4解析：静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q保QεrS持不变，C＝＝.保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确B错误；保持U4πkdd不变，减小S，则C减小，偏角θ也增大，故选项C、D均错．22mv2121Uql0dyy5答案：A解析：由y＝at＝得：U＝，所以U∝，可知A项正确．22mdv2220qll6答案：ACD解析：图线①可以得出电源的电动势是50V，内阻为5Ω.从图线②可以看出电流为2A时，功率为80W，即电压约为40V，所以外电阻约为20Ω；当输出功率是120W时，电流是4A，输出电压为30V.7答案：BE解析：R2滑动触点向b端滑动，R2减小，总电阻R总也减小，总电流I＝增大，电源内电压U内＝Ir，R总故U内增大，电压表示数U＝E－U内，E不变，故U减小；R1、R2电压U1＝E－U内－IR3，可知U1减小，R1不变，故I1减小；I2＝I－I1，故I2增大，所以只有B正确8解析：法一：当R5的触头向a移动时，电阻变小，总电阻减小，所以总电流变大，则内阻r及电阻R3上的电压降增大，电压表示数U＝E－(U3＋U内)变小，R1两端的电压变大，所以电流表所在支路中的电压就减小，而支路的电阻不变，所以电流减小．法二：如图所示，把虚线框内部分看作电源，R5触头向a移动时，外电阻变小路端电压变小，所以电流表读数变小；把E、R3看作电源，外电阻变小，路端电压变小，电压表读数变小．答案：D9答案：B10答案：D解析：由IU图线可知，电池组的内阻r＝1Ω，电阻的阻值为3Ω，电池的电动势E＝4V，若将该E电阻接在该电池组两端，I＝＝1A，电池组的输出功率R出＝IU＝I(E－Ir)＝3W；当调整外阻R＝rR＋rEE2时，电池组的输出功率最大，P2m＝2r·r＝＝4W，综上所述，A、B、C错误，选项D正确．4r11解析：通过计算可知，Rx上允许的最大电压约2.5V，最大电流约0.5A，故电压表应选3V量程，电流表应选0.6A量程．因题目要求Rx上电流从零开始连续可调，故滑动变阻器应接成“分压式”．在连 线时，为使滑动变阻器的滑动触头处于开关闭合前的正确位置(即保证开关刚闭合时分出的电压为最小，Rv不致把Rx或两电表烧毁)，应从A、C(或B、C)两接线柱上取得分压，又电压表选3V量程时，≈600Rx满足条件Rv≫Rx，故电流表采用“外接法”测量误差较小．根据上述分析，本题实验电路如图甲，实物连线如图乙12(1)6V1Ω(2)1Ω9W13U2＝2.0V时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得P电＝U2I2＝2×1W＝2WP热＝I22r＝12×0.5W＝0.5W所以由能量守恒，电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2W－0.5W＝1.5W14故开关断开到合上后电路稳定的过程中，通过电流表的电荷量为ΔQ＝Q1＋Q2＝1.92×10－11C.答案：1.92×10－11CF电15答案：解析：分析小球受力如图所示．由平衡条件得F电＝mgtanθ，所以小球所在处的电场强度E＝qmgtanθ＝，小球带正电，因此电场强度方向水平向右．q16解析：(1)设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，对圆弧轨道最低点B的压力为F，则：v212BmgR－qER＝mvBF－mg＝m2R故F＝3mg－2qE＝2.2N17答案：(1)2.5m/s≤v0≤5m/s(2)600个解析：(1)若第一个粒子落到O点，Ld12由＝v01t1，＝gt1得v01＝2.5m/s.222若第一个粒子落到B点，d12由L＝v02t1，＝gt2得v02＝5m/s.22故2.5m/s≤v0≤5m/s.－2(2)由L＝v01t，得t＝4×10s，d122再根据＝at，得a＝2.5m/s，22Q由mg－qE＝ma，E＝dC－6Q得Q＝6×10C．所以n＝＝600个．q