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2021年上海市高二第一学期物理培优讲义第19讲-期末复习（学案）
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这是一份2021年上海市高二第一学期物理培优讲义第19讲-期末复习（学案），共36页。学案主要包含了内能 能量守恒定律，电源的电动势，安培力，单项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
辅导讲义
学员姓名： 学科教师：
年 级： 辅导科目：物理
授课日期
时 间
主 题
期末复习
学习目标
1、 掌握内能的知识
2、 掌握电场的知识
3、 掌握电路的知识
4、 掌握磁场的知识
教学内容
焦耳测定热功当量的实验装置 量热器的纵截面图
雅各布天梯 神奇的电路 地球的磁场
一、内能 能量守恒定律
【知识梳理】
1、物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和。宏观上由物体的温度和体积标志。
（1）分子的平均动能：
①概念：物体内分子动能的平均值。它是由于分子永不停息的运动而具有的能量，与物体宏观运动的速度无关。
②温度是分子平均动能的标志。温度越高，分子的平均动能越大。
说明：温度是大量分子平均动能的标志，对单个分子是无意义的（组成物质的分子的速率在相同温度下呈正态分布）。对不同物质，只要温度相同，则它们分子的平均动能相同，但它们的分子的平均速率不同。
（2）分子势能：
①分子势能是分子间由于有分子的作用力而产生的与它们的距离有关的能量。
②分子势能与分子间距的关系：
分子力做正功，分子势能减小；克服分子力做功，分子势能增加．
a、当r = r0时，分子势能最小；
b、r从r0起，无论增大还是减小，分子势能均增大。
③决定因素：微观上分子间距
宏观上体积和状态
（3）物体的内能
①内能是指物体内部所具有的能量，它包括物体内所有分子动能和势能。
②对一个确定的物体，其内能的大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
2、改变内能的两种方式：做功和热传递。
（1）两种方式效果相同，但本质不同。
做功：内能其它形式的能； 热传递：内能内能。
（2）做功使内能改变时，内能的变化用功的数值量度；热传递使内能改变时，内能的变化用热量来量度。
理解：功和热量是过程量。不能说物体含有热量是多少。
3、能量守恒定律：
（1）内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
大量事实表明，自然界的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的。这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的的影响，这就是自然过程的不可逆性。热传递 、 摩擦生热、气体自由膨胀等是物体中讨论的三类典型的单向性或不可逆过程。在自然界中，能量的总值虽然保持不变（守恒），但能量能被利用的价值却越来越小，或者说能量的品质在逐步降级，这就是能量的耗散与退化。
隔板
真空
气体自由膨胀
4、能源的分类
⑴按能的来源以及可否重复利用分为：
⑵按能源开发先后和技术成熟程度来分：
⑶按能源利用转化的方式分：
【例题精讲】
例1.（普陀一模）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F＞0表示斥力，F＜0表示引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
例2（浦东新区校级期中）对静止在桌面上的木块，下面说法中正确的是（ ）
A．木块无动能，但有分子平均动能存在
B．木块无动能，也无分子平均动能存在
C．木块有动能，但无分子平均动能存在
D．木块有动能，也有分子平均动能存在
【巩固测试】
1.（浦东新区期末）质量相同，温度均为100℃的水和水蒸气，它们的分子平均动能分别为EK水和EK汽，内能分别为E水和E汽，则（ ）
A．EK水＞EK汽，E水＜E汽 B．EK水＞EK汽，E水＞E汽
C．EK水=EK汽，E水=E汽 D．EK水=EK汽，E水＜E汽
2.下列说法中正确的是（ ）
A．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，因此做功与热传递是没有区别的
B．虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但我们还是可以通过分析改变前后的物体的内能，来区别是做功还是热传递改变内能的
C．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现
D．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，说明人在出汗散热时，还可以通过对外做功来代替出汗改变内能
3.煤、石油、天然气的共同特点是（ ）
A．都是可再生的能源 B．都是新能源
C．都是来自太阳辐射的能源 D．都是清洁能源
二． 电势能和电势 电势差
【知识梳理】
1.静电力做功
(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关.
(2)计算方法
①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离.
②WAB＝qUAB，适用于任何电场.
2.电势能
(1)定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功.
(2)电场力做功是电势能变化的量度，用公式表示为WAB＝EpA－EpB，即电场力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功，电荷的电势能增加.
(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面的电势能规定为零.
3.电势
(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.
(2)定义式：φ＝.
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低).
(4)相对性；电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同.
(5)电势是描述电场能的性质的物理量，决定于电场本身，与试探电荷无关.
4.电势差
(1)电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压.
(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关(填“有关”或“无关”).
(3)公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可见UAB＝－UBA.
(4)电势差是标量，UAB是正值，A点的电势比B点的电势高；UAB为负值，A点的电势比B点的电势低.
(5)电荷q从A点移到B点，静电力做功WAB与AB间电势差UAB的关系为WAB＝qUAB.
5.等势面
(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面.
(2)四个特点
①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.
②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.
③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小.
④任意两个等势面都不相交.
⑤几种常见电场的等势面如图所示
6.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法
(1)某点速度方向即为该点轨迹的切线方向；
(2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；
(3)结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等.
【例题精讲】
例1.（青浦区一模）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则（ ）
A．EP＞EQ，φP＞φQ B．EP＞EQ，φP＜φQ C．EP＜EQ，φP＞φQ D．EP＜EQ，φP＜φQj
例2.（上海模拟）在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度，下列说法正确的是（ ）
A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0
B．若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的检验电荷变为﹣2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反
D．若放置到该点的检验电荷变为﹣2q，则场中该点的场强大小方向均不变
【巩固测试】
1. 水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示．以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是（ ）
A．b、e两点的电场强度相同
B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
C．a点电势高于c点电势
D．电子在d点的电势能大于在b点的电势能
2.（长宁区二模）如图所示，点电荷q1，q2，q3处于在一条直线上，q2与q3的距离是q1与q2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量q1：q2：q3之比为（ ）
A．﹣9：4：﹣36 B．9：4：36 C．﹣3：2：6 D．3：2：6
3.（松江区一模）静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（ ）
A．在x2和x4处电势能相等
B．由x1运动到x3的过程中电势能增大
C．由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大
D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
三、电源的电动势
【知识梳理】
1．电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。
2．电动势
（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（2）表达式：。
（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。
（4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。
3．闭合电路欧姆定律
（1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
（2）公式
4．闭合电路中的功率
（1）电源的总功率：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
（2）电源的内耗功率：P内=I2r=IU内。
（3）电源的输出功率：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。
5．电源的输出功率
（1）任意电路：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。
（2）纯电阻电路：。
（3）输出功率和外阻的关系
①当R=r时，电源的输出功率最大，为。
②当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。
③当R
6．电源的效率
（1）任意电路：。
（2）纯电阻电路：。
在纯电阻电路中，外电阻R越大，电源的效率η越大。
7.电路动态变化的分析
电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化。
电路动态分析的方法
（1）程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→。
（2）串反并同法：在直流电路中，当开关接通或断开时，或电路中的某一个电阻发生变化时，电路中各部分的电流、电压、电功率都相应发生变化。对于因电阻变化而引起的电路变化，可用“串反并同”的规律分析，即：与变化电阻串联（不论直接串联还是间接“串联”）的其他用电器的电流的变化，总是与该电阻的变化相反；而跟变化电阻并联（不论直接并联还是间接“并联”）的支路中电流的变化，总是与该电阻的变化相同。
8.电源和电阻U－I图象的比较
图象上的特征
物理意义
电源U－I图象
电阻U－I图象
图形
图象表述的物理量变化关系
电源的路端电压随电路电流的变化关系
电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系
图线与坐标轴交点
与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流
过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同
每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变
图线斜率的绝对值大小
内阻r
电阻大小
利用两种图象解题的基本方法
利用电源的U－I图象和电阻的U－I图象解题.无论电阻的U－I图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U－I图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求.
【例题精讲】
例1.（静安区一模）关于电动势，下列叙述中正确的是（ ）
A．电源电动势在数值上等于内外电压之和，若外电阻变大，电动势也变大
B．电源电动势等于断路时两极间的电压，电源接入电路时，电动势减小
C．电源的电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小
D．在闭合电路中，并联于电源两端的电压表的示数就是电源电动势
例2（普陀区一模）如果闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.5C电量通过电路时，下列结论正确的是（ ）
A．在电源内部，非静电力将5J的其它形式的能转化为电能
B．在电源内部，静电力将6J的其它形式的能转化为电能
C．在电源外部，静电力将5J的电能转化为其它形式的能
D．在电源外部，静电力将6J的电能转化为其它形式的能
【巩固测试】
1. （静安区一模）将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是（ ）
A．由U外=IR可知，外电压随I的增大而增大
B．由U内=Ir可知，电源两端的电压，随I的增大而增大
C．由U=E﹣Ir可知，电源输出电压，随输出电流I的增大而减小
D．由P=IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
2. （嘉定区二模）如图，灯泡的电阻不变，闭合电键，变阻器滑片向左移动的过程中（ ）
A．灯泡功率一直变小 B．内阻损耗功率一直变小
C．电源总功率一直变大 D．电源输出功率一直变大
3.（松江区二模）在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0～30Ω．闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用△I、△U表示．则电流表示数的变化情况是 ；= Ω；电源的最大输出功率为 W．
四、安培力
【知识梳理】
安培力作用下导体运动方向的判断方法
(1)电流元法
即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向.
(2)特殊位置法
把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向.
(3)等效法
环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.
(4)利用结论法
①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；
②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.
(5)转换研究对象法
因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律.定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.
【例题精讲】
例1.（2016•静安区二模）欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时由于无电源和电流表，他就利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（ ）
A．2I B．I C．3I D．I
例2.（徐汇区模拟）如图，通电导线MN与矩形线圈abcd共面，位置靠近cd且相互绝缘．当线圈中通有abcda方向电流时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
【巩固测试】
1. （松江区一模）如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时电阻丝AB段受到的安培力为F，则此时三根电阻丝受到的合安培力大小为（ ）
A．F B．1.5F C．2F D．3F
2. （嘉定区一模）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I=5A且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I 产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，r为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为B0=3T，则a点的磁感应强度大小为 T，乙导线单位长度（1米）受到的安培力的大小为 N．
3.（南汇区模拟）一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图7所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( )
图7
A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.在纸面内平动
1．（崇明县二模）等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示，现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点．在这过程中，检验电荷的（ ）
A．电势能一直增大 B．电势能先不变后变大
C．受电场力先增大后减小 D．受电场力的方向始终不变
2．（浦东新区校级模拟）如图所示，在a、b两点上放置两个点电荷，它们的电荷量分别为q1、q2，MN是连接两点的直线，P是直线上的一点，下列哪种情况下P点的场强可能为零（ ）
A．q1、q2都是正电荷，且q1＞q2
B．q1是正电荷，q2是负电荷，且q1＜|q2|
C．q1是负电荷，q2是正电荷，且|q1|＞q2
D．q1、q2都是负电荷，且|q1|＜|q2|
3．（浦东新区一模）如图所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别放在AC连线上M点与N点，且OM=ON，则（ ）
A．A、C两处电势、场强均相同 B．B、D两处电势、场强均相同
C．在MN连线上O点的场强最大 D．在BD连线上O点的场强最小
4．（上海学业考试）如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两处电势、场强均相同
B．C、D两处电势、场强均相同
C．在虚线AB上O点的场强最大
D．带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能
6．（上海自主招生）如图，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN．a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，Rc﹣Rb=Rb﹣Ra．1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点，以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（ ）
A．|W12|=2|W34|
B．|W12|＞2|W34|
C．P、O两电荷可能同号，也可能异号
D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零
7．（静安区一模）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，半圆槽的直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零．则关于小球a的运动以下说法不正确的是（ ）
A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小
B．从N到Q的过程中，速率先增大后减小
C．从N到Q的过程中，电势能一直增加
D．从N到Q的过程中，重力势能的减少量等于电势能增加量
8．（金山区校级期末）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A． B． C． D．
9．（青浦区一模）如图（1）所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测一电源的电动势和内电阻．改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的端电压和电流，小王同学绘制的U﹣I图线如图（2）所示．则该电源的电源电动势为 V，内阻为 Ω．
10.（静安区二模）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA．为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验．图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．
（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A．10Ω，2.5W B．100Ω，1.0W C．200Ω，1.0W D．2000Ω，5.0W
本实验应选哪一种规格？答：
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图（b）所示的图线（已知该直线的截距为0.1V﹣1）．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为 Ω．
11．（普陀区校级月考）如图，在光滑的水平绝缘平面上固定着三个等质量的可视为质点的带点小球A、B、C，三球排成一条直线．若仅释放A球，则释放瞬间，它的加速度为1m/s2，方向向左；若仅释放C球，则释放瞬间的加速度为2m/s2，方向向右．现同时释放三个球，则释放瞬间，B球的加速度大小为 m/s2，方向 ．
12．（2014•上海）如图，在竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h．当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A对B的静电场力为B所受重力的倍，则丝线BC长度为 ．若A对B的静场力为B所受重力的0.5倍，改变丝线长度，使B仍能在θ=30°处平衡，以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小的变化情况是 ．
13．（上海一模）如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种负点电荷，A、O、B在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO=OB=L，将一带正电的小球由A点静止释放，小球可最远运动至O点，已知小球的质量为m、电量为q．若在A点给小球一初速度，则小球向上最远运动至B点，重力加速度为g．则AO两点的电势差UAO= ，该小球从A点运动到B点的过程中经过O点时速度大小为 ．
14．（上海月考）在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电细圆环，质量为m的带电小球（视为质点）通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q（未知）时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，则绝缘细线对小球的拉力T= ，圆环的带电量Q= ．
15．（虹口区三模）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则 （选填“A”、“C”）点的电场强度大小为零；若将一负点电荷从N点移到D点，电场力做功情况是 ．
16．（闸北区二模）如图，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角．则Ea：Eb= ．若将一负电荷从a点移动到b点，其电势能将 ．（填“增大”、“减小”或“不变”）．
17．（虹口区二模）在如图所示的电路中，电源内电阻为r，R1、R3分别为两个定值电阻．闭合电键S，当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐 （选填“增大”、“减小”、“不变”）．若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为△I，则伏特表V2示数变化量的大小△U2= ．
18．（崇明县一模）如图所示电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=2Ω，定值电阻R1=1Ω，R为最大阻值是20Ω的可变电阻．则电源的最大输出功率为 W；变阻器消耗的最大电功率为 W．
19．（杨浦区一模）图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关系．该电池组的内阻为 Ω．当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是 V．
一、单项选择题（每小题3分，共24分。每小题只有一个正确选项）
1、关于基元电荷，正确的说法是（ ）
（A）基元电荷就是点电荷 （B）1C电量叫基元电荷
（C）基元电荷就是质子 （D）基元电荷是电荷量的最小单元
2、关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（ ）
（A）静电复印是防范静电的
（B）为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成
（C）油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸
（D）手术室的医生和护士都要穿戴绝缘性能良好的化纤制品，可以防止麻醉药的燃烧
3、关于能源，下列说法中正确的是（ ）
（A）一次能源是可再生能源
（B）太阳能、核能属于新能源
（C）煤、石油、天然气是属于新能源
（D）煤、石油、天然气是可再生能源
4、下列装置中，可以将电能转化为机械能的是（ ）
（A）发电机 （B）电动机 （C）电饭锅 （D）电磁铁
5、下列关于静电场的说法中正确的是（ ）
A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
B．电场中任意两点之间的电势差与零电势点的选取有关
C．单位正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点的电势越高
D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功一定为零
6、如图所示，在绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B（A、B均可视为质点），它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体A受到的摩擦力为 ( )
（A）μmg （B）0
（C）k （D）k
7、如图所示，电路中每个电阻的阻值都相同。则通过电流最大的电阻是（ ）
（A）R1 （B）R2
（C）R3和R4 （D）R5
8、如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为（ ）
（A）Fa＞Fb＞Fc （B）Fa＝Fb＝Fc
（C）Fa＜Fb＜Fc （D）Fa＞Fb＝Fc
二、单项选择题（每小题4分，共16分。每小题只有一个正确选项）
9、如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）。图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线上的两点，OM＝ON。下列说法中正确的是（ ）
（A）O、M、N三点的场强的大小关系是EM＝EN＞EO
（B）O、M、N三点在同一个等势面上
（C）检验电荷在O、M、N三点受到的电场力方向不相同
（D）将一自由电荷从M点静止释放，它将沿MON做直线运动
10、长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是（ ）
t
I
O
①
t
I
O
②
t
I
O
t1
t2
③
t
I
O
④
（A）图①所示电流周围的磁场是匀强磁场
（B）图②所示电流周围的磁场是匀强磁场
（C）图③所示电流周围各点的磁场在0～t1时间内与t1～t2时间内方向相反
（D）图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁场方向不变
11、如图所示，直角形导线abc通以恒定电流I，两段导线的长度分别为3L和4L，导线处于垂直于导线平面的磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线受到磁场力的合力为（ ）
（A）3BIL，方向b→c
（B）4BIL，方向b→a
（C）7BIL，方向垂直于ac连线斜向上
（D）5BIL，方向垂直于ac连线斜向上
12、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S1、S2为开关，电压表和电流表均为理想电表。初始时S1与S2均闭合，现将S2断开，则（ ）
（A）电压表的示数变大，电流表的示数变大
（B）电压表的示数变大，电流表的示数变小
（C）电压表的示数变小，电流表的示数变小
（D）电压表的示数变小，电流表的示数变大
三、填空题（每小题4分，共20分。）
13、远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把_____________转变成内能。
14、描述电源能量转化本领大小的物理量是________（用文字表述），若闭合电路的内外电压分别为0.3V和1.2V，则将1C电量由电源负极输送到正极过程中，________（选填“静电力”或“非静电力”）做了1.5J的功。
15、由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示。现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，通过该元件的电流为__________A，该元件消耗的电功率为__________W。
2
4
6
8
0.5
1
1.5
0
2
I/A
U/V
16题图图
17题图
16、面积为S的矩形线框abcd，处在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，此时穿过abcd面的磁通量变化量∅1= ，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量∅2= 。
17、如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点，当三根导线中通以大小相等，方向如图的电流时，O点磁感应强度大小为B1 ， M点磁感应强度的大小为B2，则N点磁感应强度的大小为________；若将导线ef中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N点磁感应强度的大小为________．
四、实验题（2分+4分+6分共12分）
18、如图（a）所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。
（1）电路中串联固定电阻R的作用是 。
电压传感器
电流传感器
R
a b c
d
+
-
+
-
图a
（2）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I图最可能为（ ）
U
0 I
U
0 I
U
0 I
U
0 I
A B C D
（3）将电压传感器d端改接到电路中c端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图（b）所示的U-I图，已知定值电阻R=10Ω，则根据图像可知电源电动势 V、内阻 Ω。
0
U/V
I/A
-3
-2
0.095
图b
五、计算题（每小题14分，共28分。）
19、如图所示的电路中，电源的电动势E=80 V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器.问：
（1）该电路中R2取多大时，R1上功率最大，最大功率多少？
（2）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大,最大功率为多少？
（3）如果要求电源输出功率为600 W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？
20、如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q（Q＞0）的点电荷．在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q（q＞0）、质量为m的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该点电荷运动过程中：
（1）定性分析点电荷做何运动？（从速度与加速度分析）
（2）速度最大处与底部点电荷的距离
（3） 运动到B处的速度大小
h2
h1
了解法拉第生平 磁生电
辅导讲义
学员姓名： 学科教师：
年 级： 辅导科目：物理
授课日期
时 间
主 题
期末复习
学习目标
1、 掌握内能的知识
2、 掌握电场的知识
3、 掌握电路的知识
4、 掌握磁场的知识
教学内容
焦耳测定热功当量的实验装置 量热器的纵截面图
雅各布天梯 神奇的电路 地球的磁场
一、内能 能量守恒定律
【知识梳理】
1、物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和。宏观上由物体的温度和体积标志。
（1）分子的平均动能：
①概念：物体内分子动能的平均值。它是由于分子永不停息的运动而具有的能量，与物体宏观运动的速度无关。
②温度是分子平均动能的标志。温度越高，分子的平均动能越大。
说明：温度是大量分子平均动能的标志，对单个分子是无意义的（组成物质的分子的速率在相同温度下呈正态分布）。对不同物质，只要温度相同，则它们分子的平均动能相同，但它们的分子的平均速率不同。
（2）分子势能：
①分子势能是分子间由于有分子的作用力而产生的与它们的距离有关的能量。
②分子势能与分子间距的关系：
分子力做正功，分子势能减小；克服分子力做功，分子势能增加．
a、当r = r0时，分子势能最小；
b、r从r0起，无论增大还是减小，分子势能均增大。
③决定因素：微观上分子间距
宏观上体积和状态
（3）物体的内能
①内能是指物体内部所具有的能量，它包括物体内所有分子动能和势能。
②对一个确定的物体，其内能的大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体，那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。
2、改变内能的两种方式：做功和热传递。
（1）两种方式效果相同，但本质不同。
做功：内能其它形式的能； 热传递：内能内能。
（2）做功使内能改变时，内能的变化用功的数值量度；热传递使内能改变时，内能的变化用热量来量度。
理解：功和热量是过程量。不能说物体含有热量是多少。
3、能量守恒定律：
（1）内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
大量事实表明，自然界的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的。这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的的影响，这就是自然过程的不可逆性。热传递 、 摩擦生热、气体自由膨胀等是物体中讨论的三类典型的单向性或不可逆过程。在自然界中，能量的总值虽然保持不变（守恒），但能量能被利用的价值却越来越小，或者说能量的品质在逐步降级，这就是能量的耗散与退化。
隔板
真空
气体自由膨胀
4、能源的分类
⑴按能的来源以及可否重复利用分为：
⑵按能源开发先后和技术成熟程度来分：
⑶按能源利用转化的方式分：
【例题精讲】
例1.（普陀一模）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F＞0表示斥力，F＜0表示引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
例2（浦东新区校级期中）对静止在桌面上的木块，下面说法中正确的是（ ）
A．木块无动能，但有分子平均动能存在
B．木块无动能，也无分子平均动能存在
C．木块有动能，但无分子平均动能存在
D．木块有动能，也有分子平均动能存在
【巩固测试】
1.（浦东新区期末）质量相同，温度均为100℃的水和水蒸气，它们的分子平均动能分别为EK水和EK汽，内能分别为E水和E汽，则（ ）
A．EK水＞EK汽，E水＜E汽 B．EK水＞EK汽，E水＞E汽
C．EK水=EK汽，E水=E汽 D．EK水=EK汽，E水＜E汽
2.下列说法中正确的是（ ）
A．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，因此做功与热传递是没有区别的
B．虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，但我们还是可以通过分析改变前后的物体的内能，来区别是做功还是热传递改变内能的
C．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，表明要使物体的内能发生变化，既可以通过做功来实现，也可以通过热传递来实现
D．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的，说明人在出汗散热时，还可以通过对外做功来代替出汗改变内能
3.煤、石油、天然气的共同特点是（ ）
A．都是可再生的能源 B．都是新能源
C．都是来自太阳辐射的能源 D．都是清洁能源
二． 电势能和电势 电势差
【知识梳理】
1.静电力做功
(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关.
(2)计算方法
①W＝qEd，只适用于匀强电场，其中d为沿电场方向的距离.
②WAB＝qUAB，适用于任何电场.
2.电势能
(1)定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功.
(2)电场力做功是电势能变化的量度，用公式表示为WAB＝EpA－EpB，即电场力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功，电荷的电势能增加.
(3)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面的电势能规定为零.
3.电势
(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.
(2)定义式：φ＝.
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低).
(4)相对性；电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同.
(5)电势是描述电场能的性质的物理量，决定于电场本身，与试探电荷无关.
4.电势差
(1)电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压.
(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关(填“有关”或“无关”).
(3)公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可见UAB＝－UBA.
(4)电势差是标量，UAB是正值，A点的电势比B点的电势高；UAB为负值，A点的电势比B点的电势低.
(5)电荷q从A点移到B点，静电力做功WAB与AB间电势差UAB的关系为WAB＝qUAB.
5.等势面
(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面.
(2)四个特点
①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.
②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.
③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小.
④任意两个等势面都不相交.
⑤几种常见电场的等势面如图所示
6.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法
(1)某点速度方向即为该点轨迹的切线方向；
(2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；
(3)结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等.
【例题精讲】
例1.（青浦区一模）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则（ ）
A．EP＞EQ，φP＞φQ B．EP＞EQ，φP＜φQ C．EP＜EQ，φP＞φQ D．EP＜EQ，φP＜φQj
例2.（上海模拟）在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度，下列说法正确的是（ ）
A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0
B．若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的检验电荷变为﹣2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反
D．若放置到该点的检验电荷变为﹣2q，则场中该点的场强大小方向均不变
【巩固测试】
1. 水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示．以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是（ ）
A．b、e两点的电场强度相同
B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
C．a点电势高于c点电势
D．电子在d点的电势能大于在b点的电势能
2.（长宁区二模）如图所示，点电荷q1，q2，q3处于在一条直线上，q2与q3的距离是q1与q2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量q1：q2：q3之比为（ ）
A．﹣9：4：﹣36 B．9：4：36 C．﹣3：2：6 D．3：2：6
3.（松江区一模）静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（ ）
A．在x2和x4处电势能相等
B．由x1运动到x3的过程中电势能增大
C．由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大
D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
三、电源的电动势
【知识梳理】
1．电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。
2．电动势
（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（2）表达式：。
（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。
（4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。
3．闭合电路欧姆定律
（1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
（2）公式
4．闭合电路中的功率
（1）电源的总功率：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
（2）电源的内耗功率：P内=I2r=IU内。
（3）电源的输出功率：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。
5．电源的输出功率
（1）任意电路：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。
（2）纯电阻电路：。
（3）输出功率和外阻的关系
①当R=r时，电源的输出功率最大，为。
②当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。
③当R
6．电源的效率
（1）任意电路：。
（2）纯电阻电路：。
在纯电阻电路中，外电阻R越大，电源的效率η越大。
7.电路动态变化的分析
电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化。
电路动态分析的方法
（1）程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→。
（2）串反并同法：在直流电路中，当开关接通或断开时，或电路中的某一个电阻发生变化时，电路中各部分的电流、电压、电功率都相应发生变化。对于因电阻变化而引起的电路变化，可用“串反并同”的规律分析，即：与变化电阻串联（不论直接串联还是间接“串联”）的其他用电器的电流的变化，总是与该电阻的变化相反；而跟变化电阻并联（不论直接并联还是间接“并联”）的支路中电流的变化，总是与该电阻的变化相同。
8.电源和电阻U－I图象的比较
图象上的特征
物理意义
电源U－I图象
电阻U－I图象
图形
图象表述的物理量变化关系
电源的路端电压随电路电流的变化关系
电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系
图线与坐标轴交点
与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流
过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同
每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变
图线斜率的绝对值大小
内阻r
电阻大小
利用两种图象解题的基本方法
利用电源的U－I图象和电阻的U－I图象解题.无论电阻的U－I图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U－I图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求.
【例题精讲】
例1.（静安区一模）关于电动势，下列叙述中正确的是（ ）
A．电源电动势在数值上等于内外电压之和，若外电阻变大，电动势也变大
B．电源电动势等于断路时两极间的电压，电源接入电路时，电动势减小
C．电源的电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小
D．在闭合电路中，并联于电源两端的电压表的示数就是电源电动势
例2（普陀区一模）如果闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.5C电量通过电路时，下列结论正确的是（ ）
A．在电源内部，非静电力将5J的其它形式的能转化为电能
B．在电源内部，静电力将6J的其它形式的能转化为电能
C．在电源外部，静电力将5J的电能转化为其它形式的能
D．在电源外部，静电力将6J的电能转化为其它形式的能
【巩固测试】
1. （静安区一模）将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是（ ）
A．由U外=IR可知，外电压随I的增大而增大
B．由U内=Ir可知，电源两端的电压，随I的增大而增大
C．由U=E﹣Ir可知，电源输出电压，随输出电流I的增大而减小
D．由P=IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
2. （嘉定区二模）如图，灯泡的电阻不变，闭合电键，变阻器滑片向左移动的过程中（ ）
A．灯泡功率一直变小 B．内阻损耗功率一直变小
C．电源总功率一直变大 D．电源输出功率一直变大
3.（松江区二模）在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0～30Ω．闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用△I、△U表示．则电流表示数的变化情况是 ；= Ω；电源的最大输出功率为 W．
四、安培力
【知识梳理】
安培力作用下导体运动方向的判断方法
(1)电流元法
即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向.
(2)特殊位置法
把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向.
(3)等效法
环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.
(4)利用结论法
①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；
②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.
(5)转换研究对象法
因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律.定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.
【例题精讲】
例1.（2016•静安区二模）欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时由于无电源和电流表，他就利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（ ）
A．2I B．I C．3I D．I
例2.（徐汇区模拟）如图，通电导线MN与矩形线圈abcd共面，位置靠近cd且相互绝缘．当线圈中通有abcda方向电流时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
【巩固测试】
1. （松江区一模）如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时电阻丝AB段受到的安培力为F，则此时三根电阻丝受到的合安培力大小为（ ）
A．F B．1.5F C．2F D．3F
2. （嘉定区一模）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I=5A且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I 产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，r为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为B0=3T，则a点的磁感应强度大小为 T，乙导线单位长度（1米）受到的安培力的大小为 N．
3.（南汇区模拟）一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图7所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( )
图7
A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.在纸面内平动
1．（崇明县二模）等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示，现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点．在这过程中，检验电荷的（ ）
A．电势能一直增大 B．电势能先不变后变大
C．受电场力先增大后减小 D．受电场力的方向始终不变
2．（浦东新区校级模拟）如图所示，在a、b两点上放置两个点电荷，它们的电荷量分别为q1、q2，MN是连接两点的直线，P是直线上的一点，下列哪种情况下P点的场强可能为零（ ）
A．q1、q2都是正电荷，且q1＞q2
B．q1是正电荷，q2是负电荷，且q1＜|q2|
C．q1是负电荷，q2是正电荷，且|q1|＞q2
D．q1、q2都是负电荷，且|q1|＜|q2|
3．（浦东新区一模）如图所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别放在AC连线上M点与N点，且OM=ON，则（ ）
A．A、C两处电势、场强均相同 B．B、D两处电势、场强均相同
C．在MN连线上O点的场强最大 D．在BD连线上O点的场强最小
4．（上海学业考试）如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两处电势、场强均相同
B．C、D两处电势、场强均相同
C．在虚线AB上O点的场强最大
D．带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能
6．（上海自主招生）如图，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN．a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，Rc﹣Rb=Rb﹣Ra．1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点，以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（ ）
A．|W12|=2|W34|
B．|W12|＞2|W34|
C．P、O两电荷可能同号，也可能异号
D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零
7．（静安区一模）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，半圆槽的直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零．则关于小球a的运动以下说法不正确的是（ ）
A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小
B．从N到Q的过程中，速率先增大后减小
C．从N到Q的过程中，电势能一直增加
D．从N到Q的过程中，重力势能的减少量等于电势能增加量
8．（金山区校级期末）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A． B． C． D．
9．（青浦区一模）如图（1）所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测一电源的电动势和内电阻．改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的端电压和电流，小王同学绘制的U﹣I图线如图（2）所示．则该电源的电源电动势为 V，内阻为 Ω．
10.（静安区二模）现有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA．为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验．图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．
（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A．10Ω，2.5W B．100Ω，1.0W C．200Ω，1.0W D．2000Ω，5.0W
本实验应选哪一种规格？答：
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图（b）所示的图线（已知该直线的截距为0.1V﹣1）．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为 V，内阻r为 Ω．
11．（普陀区校级月考）如图，在光滑的水平绝缘平面上固定着三个等质量的可视为质点的带点小球A、B、C，三球排成一条直线．若仅释放A球，则释放瞬间，它的加速度为1m/s2，方向向左；若仅释放C球，则释放瞬间的加速度为2m/s2，方向向右．现同时释放三个球，则释放瞬间，B球的加速度大小为 m/s2，方向 ．
12．（2014•上海）如图，在竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h．当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A对B的静电场力为B所受重力的倍，则丝线BC长度为 ．若A对B的静场力为B所受重力的0.5倍，改变丝线长度，使B仍能在θ=30°处平衡，以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小的变化情况是 ．
13．（上海一模）如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种负点电荷，A、O、B在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO=OB=L，将一带正电的小球由A点静止释放，小球可最远运动至O点，已知小球的质量为m、电量为q．若在A点给小球一初速度，则小球向上最远运动至B点，重力加速度为g．则AO两点的电势差UAO= ，该小球从A点运动到B点的过程中经过O点时速度大小为 ．
14．（上海月考）在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电细圆环，质量为m的带电小球（视为质点）通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q（未知）时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，则绝缘细线对小球的拉力T= ，圆环的带电量Q= ．
15．（虹口区三模）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则 （选填“A”、“C”）点的电场强度大小为零；若将一负点电荷从N点移到D点，电场力做功情况是 ．
16．（闸北区二模）如图，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°角．则Ea：Eb= ．若将一负电荷从a点移动到b点，其电势能将 ．（填“增大”、“减小”或“不变”）．
17．（虹口区二模）在如图所示的电路中，电源内电阻为r，R1、R3分别为两个定值电阻．闭合电键S，当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐 （选填“增大”、“减小”、“不变”）．若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为△I，则伏特表V2示数变化量的大小△U2= ．
18．（崇明县一模）如图所示电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=2Ω，定值电阻R1=1Ω，R为最大阻值是20Ω的可变电阻．则电源的最大输出功率为 W；变阻器消耗的最大电功率为 W．
19．（杨浦区一模）图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关系．该电池组的内阻为 Ω．当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是 V．
一、单项选择题（每小题3分，共24分。每小题只有一个正确选项）
1、关于基元电荷，正确的说法是（ ）
（A）基元电荷就是点电荷 （B）1C电量叫基元电荷
（C）基元电荷就是质子 （D）基元电荷是电荷量的最小单元
2、关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（ ）
（A）静电复印是防范静电的
（B）为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成
（C）油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸
（D）手术室的医生和护士都要穿戴绝缘性能良好的化纤制品，可以防止麻醉药的燃烧
3、关于能源，下列说法中正确的是（ ）
（A）一次能源是可再生能源
（B）太阳能、核能属于新能源
（C）煤、石油、天然气是属于新能源
（D）煤、石油、天然气是可再生能源
4、下列装置中，可以将电能转化为机械能的是（ ）
（A）发电机 （B）电动机 （C）电饭锅 （D）电磁铁
5、下列关于静电场的说法中正确的是（ ）
A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
B．电场中任意两点之间的电势差与零电势点的选取有关
C．单位正电荷在电场中某点具有的电势能越大，该点的电势越高
D．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功一定为零
6、如图所示，在绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B（A、B均可视为质点），它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体A受到的摩擦力为 ( )
（A）μmg （B）0
（C）k （D）k
7、如图所示，电路中每个电阻的阻值都相同。则通过电流最大的电阻是（ ）
（A）R1 （B）R2
（C）R3和R4 （D）R5
8、如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为（ ）
（A）Fa＞Fb＞Fc （B）Fa＝Fb＝Fc
（C）Fa＜Fb＜Fc （D）Fa＞Fb＝Fc
二、单项选择题（每小题4分，共16分。每小题只有一个正确选项）
9、如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）。图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线上的两点，OM＝ON。下列说法中正确的是（ ）
（A）O、M、N三点的场强的大小关系是EM＝EN＞EO
（B）O、M、N三点在同一个等势面上
（C）检验电荷在O、M、N三点受到的电场力方向不相同
（D）将一自由电荷从M点静止释放，它将沿MON做直线运动
10、长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是（ ）
t
I
O
①
t
I
O
②
t
I
O
t1
t2
③
t
I
O
④
（A）图①所示电流周围的磁场是匀强磁场
（B）图②所示电流周围的磁场是匀强磁场
（C）图③所示电流周围各点的磁场在0～t1时间内与t1～t2时间内方向相反
（D）图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁场方向不变
11、如图所示，直角形导线abc通以恒定电流I，两段导线的长度分别为3L和4L，导线处于垂直于导线平面的磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线受到磁场力的合力为（ ）
（A）3BIL，方向b→c
（B）4BIL，方向b→a
（C）7BIL，方向垂直于ac连线斜向上
（D）5BIL，方向垂直于ac连线斜向上
12、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S1、S2为开关，电压表和电流表均为理想电表。初始时S1与S2均闭合，现将S2断开，则（ ）
（A）电压表的示数变大，电流表的示数变大
（B）电压表的示数变大，电流表的示数变小
（C）电压表的示数变小，电流表的示数变小
（D）电压表的示数变小，电流表的示数变大
三、填空题（每小题4分，共20分。）
13、远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把_____________转变成内能。
14、描述电源能量转化本领大小的物理量是________（用文字表述），若闭合电路的内外电压分别为0.3V和1.2V，则将1C电量由电源负极输送到正极过程中，________（选填“静电力”或“非静电力”）做了1.5J的功。
15、由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示。现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，通过该元件的电流为__________A，该元件消耗的电功率为__________W。
2
4
6
8
0.5
1
1.5
0
2
I/A
U/V
16题图图
17题图
16、面积为S的矩形线框abcd，处在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，此时穿过abcd面的磁通量变化量∅1= ，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量∅2= 。
17、如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点，当三根导线中通以大小相等，方向如图的电流时，O点磁感应强度大小为B1 ， M点磁感应强度的大小为B2，则N点磁感应强度的大小为________；若将导线ef中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N点磁感应强度的大小为________．
四、实验题（2分+4分+6分共12分）
18、如图（a）所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。
（1）电路中串联固定电阻R的作用是 。
电压传感器
电流传感器
R
a b c
d
+
-
+
-
图a
（2）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I图最可能为（ ）
U
0 I
U
0 I
U
0 I
U
0 I
A B C D
（3）将电压传感器d端改接到电路中c端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图（b）所示的U-I图，已知定值电阻R=10Ω，则根据图像可知电源电动势 V、内阻 Ω。
0
U/V
I/A
-3
-2
0.095
图b
五、计算题（每小题14分，共28分。）
19、如图所示的电路中，电源的电动势E=80 V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器.问：
（1）该电路中R2取多大时，R1上功率最大，最大功率多少？
（2）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大,最大功率为多少？
（3）如果要求电源输出功率为600 W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？
20、如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q（Q＞0）的点电荷．在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q（q＞0）、质量为m的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该点电荷运动过程中：
（1）定性分析点电荷做何运动？（从速度与加速度分析）
（2）速度最大处与底部点电荷的距离
（3） 运动到B处的速度大小
h2
h1
了解法拉第生平 磁生电
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