2021年高考物理三轮冲刺《电场与恒定电流》练习一（含答案详解）
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《电场与恒定电流》练习一
一、单选题
1.如图所示，从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪句是错误的(设电源电动势为U)( )
A．电子到达B板时的动能是Ue
B．电子从B板到达C板动能变化量为零
C．电子到达D板时动能是3Ue
D．电子在A板和D板之间做往复运动
2.如图所示,竖直平面内的xOy坐标系中,x轴上固定一个点电荷Q,y轴上固定一根光滑绝缘细杆(细杆的下端刚好在坐标原点O处),将一个重力不计的带电圆环(可视为质点)套在杆上,从P处由静止释放,圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,加速度一直增大
B.圆环沿细杆从P运动到O的过程中,速度先增大后减小
C.若只增大圆环所带的电荷量,圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动
D.若将圆环从杆上P点上方由静止释放,其他条件不变,圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动
3.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为零,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为 ( )
A.200 V/m B.200 V/m C.100 V/m D.100 V/m
4.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A．图甲中与点电荷等距的a、b两点
B．图乙中两等量异种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点
C．图丙中两等量同种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点
D．图丁中非匀强电场中的a、b两点
5.在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业．为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图甲)．图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势．虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法中正确的是( )
A．在c、d、e、f四点中，c点的电场最强
B．在c、d、e、f四点中，f点的电势最高
C．若将某电子由c移到f，其电势能将增大
D．将电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动
6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，重球直径略小于压敏电阻和挡板间距，小车向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )
A．从0到t1时间内，小车一定做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
二、多选题
7. (多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能
C．C、D间各点电场强度和电势都为零
D．A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差
8. (多选)如图所示,倾角为θ的绝缘斜面固定在水平面上,当质量为m、电荷量为+q的滑块沿斜面下滑时,在此空间突然加上竖直方向的匀强电场,已知滑块受到的电场力小于滑块的重力。则下列说法不正确的是( )
A.若滑块匀速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑
B.若滑块匀速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍匀速下滑
C.若滑块匀减速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块仍减速下滑,但加速度变大
D.若滑块匀加速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍以原加速度加速下滑
9. (多选)如图所示，电源电动势为36 V，内阻为0.2 Ω，滑动变阻器的最大阻值为5 Ω，L为标有“30 V 60 W”字样的灯泡．①仅闭合开关S1，滑动变阻器的滑动触头移到最左端时电动机M不启动，理想电流表的示数为6 A；②开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑动触头移到某位置时电动机M启动，电流表的示数为10 A，灯泡正常发光．下列说法正确的是( )
A．电动机M的内阻为0.8 Ω
B．在①的情况下，电动机M的功率为208.8 W
C．在②的情况下，电动机M的功率为51.2 W
D．在②的情况下，电动机在25 min内产生的焦耳热为7.68×104 J
10. (多选)如图所示，矩形的四个顶点分别固定有带电荷量均为q的正、负点电荷，水平直线AC将矩形分成面积相等的两部分，B为矩形的中心．一质量为m的带正电微粒(重力不计)沿直线AC从左向右运动，到A点时的速度为v0，到B点时的速度为v0.取无穷远处的电势为零，则( )
A．微粒在A、C两点的加速度相同
B．微粒从A点到C点的过程中，电势能先减小后增大
C．A、C两点间的电势差为UAC=
D．微粒最终可以返回B点，其速度大小为v0
三、实验题
11.如图(a)是一简易多用电表的电路图，其表盘如图(b)所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，但上排刻度线对应数据未标出。已知该多用电表的表头选用的是内阻RA=10 Ω、满偏电流IA=10 mA的电流表。
为测量该多用电表内部电源的电动势，某同学在实验室找到一只电阻箱，设计了如下实验：
①将选择开关接“2”，红、黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；
②将红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱的阻值使电表指针在C处，此时电阻箱的示数如图(c)所示。
(1)根据该同学的实验，此多用电表C处刻度对应的阻值为________Ω，电表内电源的电动势为________V。
(2)若将选择开关接“1”，指针指在图(b)所示位置，其读数为________mA。
(3)将一未知阻值的电阻，接在已经欧姆调零的该多用电表两表笔之间，指针仍指在图(b)所示位置，则该未知电阻的阻值为________Ω(保留两位有效数字)。
0.参考答案
1.答案为：C；
解析：
电子在AB之间做匀加速运动，且eU=ΔEk，A正确；在BC之间做匀速运动，B正确；
在CD之间做匀减速运动，到达D板时，速度减为零，C错误，D正确．
2.答案为：C；
解析：圆环运动到O点且未离开细杆时库仑力沿x轴正方向,与细杆对圆环的支持力平衡,加速度为零,A错误。因为圆环到O点前,库仑力沿y轴负方向的分量大小始终不为0,故一直加速,速度增加,B错误。设P、O两点间电势差为U,由动能定理有qU=mv2,由牛顿第二定律有,联立得,即圆环是否做圆周运动与q无关,C正确。若从P点上方释放,则U变大,不能做匀速圆周运动,D错误。
3.答案为：A
解析：匀强电场的电场线与等势面都是平行、等间距排列的,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降低,取OA中点C,则C点电势为3V,连接BC即为电场中的一条等势线,作等势线的垂线,即电场的电场线,E==200V/m。
4.答案为：C；
解析：题图甲中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向不相反，A选项错误；题图乙中，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，B选项错误；题图丙中两等量同种点电荷连线的垂直平分线上与连线等距的a、b两点，电场强度大小相同，方向相反，C选项正确；题图丁中根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，D选项错误．
5.答案为：C；
解析：由于B供电线的电势高于A供电线的电势，在c、d、e、f四点中，c点的电势最高，而等势面在f点处更密集，故f点的电场最强，故A、B错误．由于c点电势高于f点，而电子带负电，故将其从c移到f，电势能增大，故C正确．由于c、d、e、f四点所在等势面电势依次降低，故将某电子在d点由静止释放，它会向c点所在等势面运动，故D错误．
6.答案为：C；
解析：由I－t图象可知，0～t1和t2～t3时间内，电流不变，说明电路中电阻不变，重球对压敏电阻的压力不变，即重球受力不变，0～t1时间内的电流小于t2～t3时间内的电流，则0～t1时间内小车可能做匀速运动，也可能匀加速运动，t2～t3时间内，小车做匀加速直线运动，故A、D错误，C正确；t1～t2时间内电流均匀增加，表示电路中电阻减小，说明重球对压敏电阻的压力改变，即重球受力变化，所以小车做变加速运动，故B错误．
7.答案为：AB；
解析：由图线可看出，过A点的切线的斜率大于B点，即粒子在A点的加速度大于B点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；粒子在B点的速度大于A点，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故C、D间各点电场强度为零，但是电势相等且不一定为零，选项C错误；从A到B和从C到B粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即A、B两点间的电势差等于C、B两点间的电势差，选项D错误．
8.答案为：ACD；
解析：若滑块匀速下滑,则有mgsinθ=μmgcosθ,当加上竖直向上的电场后,电场力为F,沿斜面方向,(mg-F)sinθ=μ(mg-F)cosθ,受力仍平衡,则滑块仍匀速下滑,故A错误、B正确;若滑块匀减速下滑,则有mgsinθ<μmgcosθ,加速度大小为a=g(μcosθ-sinθ),加上竖直向上的电场后,沿斜面方向,(mg-F)sinθ<μ(mg-F)cosθ,加速度大小为a'=<a,C错误;若滑块匀加速下滑,则有mgsinθ>μmgcosθ,加速度大小为a=g(sinθ-μcosθ),加上竖直向下的电场后,在沿斜面方向,(mg+F)sinθ>μ(mg+F)cosθ,物体仍匀加速下滑。加速度为a'=>a。即加速度增大,故D错误,故选ACD。
9.答案为：AD；
解析：在①的情况下，根据闭合电路欧姆定律有I1=，其中R=5 Ω，解得电动机M的电阻rM=0.8 Ω，A正确；
在①的情况下，电动机M的功率为IrM=28.8 W，B错误；
在②的情况下，电动机M两端的电压U=30 V，通过灯泡的电流IL= A=2 A，通过电动机M的电流IM=I2－IL=8 A，电动机M的功率为IMU=240 W，C错误；
在②的情况下，电动机M在25 min内产生的焦耳热为IrMt=7.68×104 J，D正确．
10.答案为：AC；
解析：由场强叠加和对称性可知，A、C两点的场强大小相等、方向相同，故由牛顿第二定律可知，微粒在A、C两点的加速度相同，A正确；由电场的性质可知，沿直线AC电势逐渐降低，根据电场力做功W=qU可知，电场力对该微粒一直做正功，故微粒从A点到C点的过程中电势能一直在减小，B错误；由对称性可知UAB=UBC，故由动能定理可得qUAB=mv－mv，同理可得qUBC=mv－mv，
以上两式联立并代入数据求解可得vC=3v0，故qUAC=mv－mv，解得UAC=，C正确；
由于B点电势为零，故微粒从B点沿直线AC运动到无穷远处的过程中，电场力做功为零，
所以微粒到无穷远处时的速度与微粒在B点时的速度相同，仍为v0，
故粒子不会返回B点，D错误．
11.答案为：
(1)150 1.5；
(2)6.8；
(3)71；
解析：
(1)由题图(c)可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω=150 Ω；指针指在C处时，电流表示数为5 mA=0.005 A，C处刻度对应的阻值为中值电阻，由上可知为150 Ω，电源电动势E=I·2R=0.005×2×150 V=1.5 V。
(2)选择开关接“1”时，电表的量程为10 mA，则题图(b)对应刻度的最小分度为0.2 mA，故读数为：6.8 mA。
(3)由题意可知，此时电路中的电流值为I=6.8 mA，而电表内电源的电动势为E=
1.5 V，由(1)中分析可知，电表欧姆挡的内阻为R内=150 Ω，所以待测电阻的阻值为R′=
－R内=Ω≈71 Ω。
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