2021年高考物理三轮冲刺《电场与恒定电流》练习二（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《电场与恒定电流》练习二

一、单选题

A．B球的电荷量不变

B．轻绳对B球的拉力变大

C．A、B两球间库仑力减小

D．A、B两球间距离与原来两球间距离的比值为

A．F        B．10F        C.F        D.F

3.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示．容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是(　　)

A．A点的电场强度比B点的大

B．小球表面的电势比容器内表面的低

C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直

D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同

4.一个质量为m、带电荷量为＋q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限长。已知每一电场区的场强大小相等，方向均竖直向上，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法错误的是(　　)

A．小球在水平方向一直做匀速直线运动

B．若电场强度大小等于，则小球经过每一无电场区的时间均相等

C．若电场强度大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相等

D．小球经过每个电场区过程机械能的减少量相等

5.如图所示，两根间距L=0.4 m 的平行金属导轨水平放置，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B= T。导轨右端接有一理想变压器，变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，电表均为理想电表，一根导体棒ab置于导轨上，导体棒电阻不计且始终与导轨良好接触。若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度与时间的关系为v=10sin 10πt(m/s)，电阻R=10 Ω，则下列判断正确的是(　　)

A．导体棒产生的感应电动势的瞬时值为e=4sin 5πt(V)

B．交流电压表示数为2 V，交流电流表示数为0.2 A

C．电阻R在1分钟内产生的热量为24 J

D．若在R两端再并接一相同电阻R，则电压表示数将增大为原来的2倍

6.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　 )

A．k          B．k          C．k          D．k

二、多选题

A．A点的电势为－

B．B、C两点间的电势差为UBC=

C．该电场的电场强度大小为

D．若从A点沿AB方向飞入一电子，其运动轨迹可能是甲

8. (多选)如图甲所示，Q1、Q2为两个固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b、c三点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动经过b、c两点(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b、c三点时的速度分别为va、vb、vc，其速度－时间图象如图乙所示．以下说法中正确的是(　　 )

A．Q2一定带正电

B．Q2的电荷量一定小于Q1的电荷量

C．b点的电场强度最大

D．粒子由a点到c点运动过程中，粒子的电势能先增大后减小

9. (多选)如图甲,直线MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v-t图像如图乙所示,设a、b两点的电势分别为φa、φb,电场强度大小分别为Ea、Eb,粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb,不计重力,则有(　　)

A.φa>φb              B.Ea>Eb              C.Ea<Eb              D.Wa>Wb

10. (多选)用标有“6 V　3 W”的灯泡L1和“6 V　6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势E=9 V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时(　　)

A.电流表的示数为0.5 A

B.电压表的示数约为6 V

C.电路输出功率为6 W

D.电源内阻为2 Ω

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

解析：两球接触时，平分电荷量，A错误；设两轻绳的长度分别为h和L0，两球间距离为L，

当两球处于静止状态时，对B球进行受力分析，如图所示，根据三角形相似可得，=，T=G，

所以轻绳对B球的拉力不变，B错误；由=，得F=G，又F=k，得L=，

故可知再次平衡时，两球间距离增大，库仑力增大，C错误；

两球间距离与原来两球间距离的比值为=，D正确．

解析：依题意可知A、B两小球最初所带电荷量的总和被三个小球间均分，

则A、B两小球最终的电荷量均为=3Q，A、B两小球之间最初是引力，

大小为F=k=10k，A、B两小球之间最终是斥力，大小为F′=k=9k=F，C正确．

3.答案为：C；

解析：

由于A点处电场线比B点处电场线疏，因此A点电场强度比B点小，A错误；

沿着电场线的方向电势逐渐降低，因此小球表面的电势比容器内表面的电势高，B错误；

由于处于静电平衡的导体表面是等势面，电场线垂直于等势面，

因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直，C正确；

将检验电荷从A点沿不同的路径移到B点，由于A、B两点的电势差恒定，

因此电场力做功WAB=qUAB相同，D错误．

4.答案为：C；

解析：将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解，水平方向不受外力，以速度v0做匀速直线运动，选项A正确；竖直方向，小球在无电场区只受重力，加速度大小为g，方向竖直向下，在电场区除受重力外，还受到向上的恒定的电场力作用，加速度的大小和方向取决于合力的大小和方向，当电场强度等于时，电场力等于mg，故在电场区小球所受的合力为零，竖直方向的运动是匀速运动，而在无电场区小球做匀加速运动，故经过每个电场区，小球的速度均不等，因而小球经过每一电场区的时间均不相等，选项C错误；当电场强度等于时，电场力等于2mg，故在电场区小球所受的合力大小为mg，方向竖直向上，加速度大小等于g，方向竖直向上，则在经过第一无电场区时：y=gt12，v1=gt1，经过第一电场区时：y=v1t2－gt22，v2=v1－gt2，联立解得t1=t2，v2=0；接下来小球的运动重复前面的运动，即每次通过无电场区时竖直方向都是做自由落体运动，每次通过电场区时竖直方向都是做末速度为零的匀减速直线运动，故小球经过每一无电场区的时间相同，选项B正确；小球经过每个电场区机械能的减少量等于克服除重力外其他力做的功，由于每个电场区的电场力及竖直高度都相同，故小球经过每个电场区过程机械能的减少量相等，选项D正确。

5.答案为：C；

解析：导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=BLv=4sin 10πt(V)，A错；

感应电动势的有效值为U==4 V，由变压比知交流电压表示数为U′=2 V，B错；

电阻R在1分钟内产生的热量为Q=t=24 J，C对；

电压表示数由原线圈两端电压及匝数比决定，D错。

6.答案为：B；

解析：由b点处的合场强为零可得圆盘在b点处的场强与点电荷q在b点处的场强大小相等、方向相反，所以圆盘在b点处的场强大小为Eb=k，再根据圆盘场强的对称性和电场强度叠加即可得出d点处的场强大小为Ed=Eb＋k=k，B正确．]

解析：点电荷在匀强电场中从A点移动到B点，电场力不做功，说明AB为等势线，从B移动到C电场力做功W，则UBC=，UBC=UAC，又C点电势为零，则A点电势为，A错误，B正确；电场线沿着垂直AB方向，AC沿电场线方向长度为dsin60°，所以电场强度大小为，C错误；从A点释放的电子，所受的电场力垂直于AB向上，做类平抛运动，D正确．

8.答案为：ABD；

解析：从速度图象上看，可见从a到b做加速度减小的减速运动，在b点时粒子运动的加速度为零，则电场力为零，所以该点场强为零，负电荷在ab间做减速运动，电场力向左，合场强向右，b点左侧合电场主要取决于Q2，故Q2带正电；负电荷在bc间做加速运动，电场力向右，合场强向左，b点右侧合电场主要取决于Q1，故A正确，C错误；b点的电场强度为0，根据点电荷场强公式k=k，因为r1＞r2，故Q1＞Q2，即Q2的电荷量一定小于Q1的电荷量，故B正确；负电荷从a点到b点的过程中，电场力做负功，电势能增加；从b点到c点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故粒子从a到b再到c的过程中，电势能先增大后减小，故D正确．]

9.答案为：BD；

解析：电场线为直线,带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放,那么一定沿着电场力的方向运动,故电场强度的方向向左,b点的电势高,选项A错误;由v-t图像的斜率表示粒子运动的加速度,可知粒子运动的加速度越来越小,故b点的电场强度小,Ea>Eb,选项B正确,C错误;电场力做正功,电势能减小,选项D正确。

10.答案为：AD；

解析：两个灯泡串联,所以电流相等,L1的额定电流为I1==0.5A,L2的额定电流为I2==1A,所以只有L1正常发光,电路中电流为0.5A,A正确;从图像中可以看出,电流为0.5A时,两灯的电压分别为6V和2V,因RL1>RL2,由串联分压原理知,L1两端电压为6V,L2两端电压为2V,电压表示数为2V,B错误;电路中输出功率为P=UI=(2+6)×0.5W=4W,C错误;电源内阻r==2Ω,D正确。

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。