期中考试(一)单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。
每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意的)1. 对元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A. 电子所带电荷的多少叫做元电荷 B. 元电荷就是电子 C. 元电荷就是质子D. 带电体所带的电荷量可以不是元电荷的整数倍2. 在正电荷周围的电场中,有a 、b 两点,以下说法中正确的是( ) A. 这两点的电场强度一定不相同,电势也一定不相同 B. 这两点电场强度有可能相同,电势有可能相同 C. 这两点电场强度一定不相同,但电势有可能相同 D. 这两点电场强度有可能相同,但电势一定不相同3. 在真空中有A 和B 两个点电荷,它们所带电荷分别为Q A 和Q B ,如果Q A =5Q B ,则A 电荷受到B 电荷的作用力是B 电荷受到A 电荷作用力的( )4. 如图1所示,是电阻R 1、R 2的电功率P 随通过它们的I 2关系图线,由图可知定值电阻阻值之比R 1:R 2等于( )5. 法拉第首先提出用电场线形象地描绘电场。
图2为点电荷a 、b 所形成电场的电场线分布图,以下说法正确的是( )A. a 、b 为异种电荷,a 带电荷量大于b 带电荷量B. a 、b 为异种电荷,a 带电荷量小于b 带电荷量C. a 、b 为同种电荷,a 带电荷量小于b 带电荷量D. a 、b 为同种电荷,a 带电荷量大于b 带电荷量6. 如图3所示,A 、B 是由负点电荷Q 形成的电场中的一条电场线上的两个点。
比较A 、B 两点场强和电势的大小,下面结论正确的是( )A B C D (515)125倍倍倍倍A B C D (311313)31::::7. 如图4所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P 、M 为这轨迹上的两个点,由此可知( )A. 三个等势面中,a 电势最高B. 粒子在P 点比在M 点时加速度大C. 粒子通过M 点比在P 点时动能大D. 粒子通过P 点比在M 点时电势能较小8. 如图5所示是一个平行板电容器,其电容为C ,带电荷量为Q ,左极板带正电,现将一个电荷q 从两极板间的A 点移动到B 点,A 、B 两点间的距离为s ,连线AB 与极板间的夹角为30°,则电场力对电荷做的功等于( )(二)多项选择题。
(本题共4小题,每小题3分,共12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。
全选对的得3分,选不全的得2分,答错或不答的得0分。
)9. 下面关于电场的说法正确的是( )A. 两个未接触的电荷之间发生的相互作用,一定是通过电场发生的B. 只有电荷发生相互作用时才产生电场C. 只要有电荷存在,其周围就存在电场D. 电场的强弱可以用电场线的疏、密来表示 10. 关于等势面的说法正确的是( )A E E U U AB A B .>>,B E E U U A B A B .><,C E E U U A B A B .<>,DE E U U A B A B .<<,A qCs Qd B qQs Cd ..C qCs QdD qQs Cd ..22A. 电荷在等势面上移动时不受电场力的作用,所以不做功B. 等势面上各点的场强相等C. 在真空中点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面D. 匀强电场的等势面是相互平行的一簇平面11. 电荷q在电场中某两点间移动时,电场力做功为W,由此可算出两点间的电势差为U。
若让电荷为2q的电荷在这两点间移动,则()A. 电场力做功仍为WB. 电场力做功为2WC. 该两点间的电势差仍为UD. 该两点间的电势差为U/212. 在图6所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时()A. 电压表的示数增大B. 电压表的示数减小C. 电流表的示数减小D. 电流表的示数增大(三)填空题(本题共7小题,共26分)13. (4分)把2×10-9C的正检验电荷放入电场中某点时,它所受到的电场力为5×10-7N 方向竖直向下,则该点的场强是___________N/C,方向___________;如果在该点放入一个6×10-9C的负检验电荷,该检验电荷受到的电场力等于___________N,方向___________。
14. (3分)如图7所示,带电平行板电容器,电容为C,所带电量为Q,两板间距离为d,两板间有一质量为m的带电液滴恰好静止不动,则此带电液滴带___________电,其电荷量q=___________,液滴带有多余电子的个数为___________。
15. (3分)如图8所示是一个电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,在电容器极板间有一悬浮的微粒静止不动,在增大电容器极板间距离的过程中,电容器的电容___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),电阻R中的电流方向是___________(选填“a→b”或“b→a”),原来悬浮的微粒将___________(选填“向上加速运动”、“向下加速运动”或“静止”)。
16. (4分)电场中A、B两点的电势差大小为10N,在电场力作用下,一个带电荷为1.2×10-8C的负电荷从A点移到B点,如果A点电势高,电场力做功___________J;如果B 点电势高,电场力做功______________________J。
17. 如图9所示,相距d竖直平行放置两块带电金属板A、B,两板间电压为U,A板中点有一放射源S,可向各个方向发射出质量为m、电量为q、初速为v的正离子。
若所有正离子都打在B板上,则正离子打在B板上的面积为___________。
(重力不计)18. (6分)如图10所示的电路中,电源电动势为14V、内电阻为1Ω,灯泡上标有“2V、4W”的字样,电动机内阻为0.5Ω。
当可变电阻的阻值为1Ω时,电灯和电动机都正常工作。
则电动机的额定电压为___________V,电动机输出的机械功率为___________W,全电路工作1min所放出的热量为___________J。
19. (2分)如图11所示,两个光滑绝缘杆与水平桌面的夹角都为θ,两绝缘杆上各有一质量为m、带电荷为q的小圆环,当把两小圆环从同一高度释放后,两小圆环之间的距离为______________________时小圆环速率达到最大。
(静电力恒量为k)(四)实验题(共7分)20. 用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻。
(1)用图12所示的甲、乙两个供实验的电路图,实验时应选用电路图___________。
(2)根据实验测得一系列数据,画出了U—I图(图13),则此干电池的电动势为__________V,内阻为___________Ω。
(五)论述、计算题(本题共5小题,共31分。
要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位)21. (5分)将一个1×10-8C的电荷从A点移到B点,克服电场力做的功是2.4×10-6J,求A、B两点的电势差,A、B两点中哪点的电势高。
22. (6分)两个2.0Ω的电阻串联后接到电源上,通过电阻的电流是1A。
把这两个电阻并联起来还接到这个电源上,通过每个电阻的电流是1.5A。
(1)求此电源的电动势E和内电阻r。
(2)当两电阻并联时,求电源的总功率P总。
23. (8分)如图14所示,A、B为真空中相距为d的一对平金属板,两板间的电压为U,一电子以v0的速度从A板小孔与板面垂直地射入电场中。
已知电子的质量为m e,电子的电荷量为e。
求:(1)电子从B板小孔射出时的速度;(3分)(2)电子飞跃电场所需要的时间;(3分)(3)要使进入电场的电子恰好不能从B小孔射出,两板各应带何种电荷及板间电压是多少。
(2分)24. (5分)如图15所示,电源电动势为5V,内阻为0.5Ω,电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=2Ω,R4=4Ω。
(设电压表内阻很大,电流表内阻不计)。
(1)若电表为电压表,求电压表的读数;(3分)(2)若电表为电流表,求电流表的读数。
(2分)25. (7分)如图16所示,带电微粒质量为m,电荷量为-q,以初速度v0从金属板中央平行于金属板方向射入,A板带正电,B板带负电,板间电压为U,金属板长为L,间距为d。
求:(1)若不计微粒重力,求微粒穿出电场时侧移距离y;(3分)(2)若微粒重力不能忽略,要想使微粒沿入射方向做匀速直线运动,求两板间电压U;(2分)(3)若微粒重力不能忽略,则两板间电压在什么范围内变化时,微粒能够从两板间穿过电场。
(2分)【试题答案】(一)单项选择题 1. A 2. C 3. C 4. A 5. C 6. C7. D8. D(二)多项选择题。
9. ACD 10. CD 11. BC 12. BD(三)填空题13. 250;竖直向下;1.5×10-6;竖直向上14. 负;;15. 减小;a →b ;向下加速运动16. ; 17.18. 8;14;84019.(四)实验题20. (1)乙;(2)1.5;0.5(五)论述、计算题21. ; 22. (1)(2)23. (1)(2)m Q gcd m eQ gcd--12107.×12107.×-2202πmd v qU kq mg 2tan θU V AB=-24102.×ϕϕA B <电阻串联后接电源①I E R r12=+电阻并联后接电源②222I E R r =+解得:;E V r ==4505..Ω电阻并联时,源P IE I E W===21352.由动能定理eU mv mv =-1212202∴v eUm v =+202电子在电场中做匀加速直线运动,a qUmd =∴t v v aeUmv v md qU =-=+-00202()(3)要使电子恰好不能从B 射出,即电子做减速运动,且v B =0。
所以,A 板带正电,B 板带负电,设此时板间电压为U'24. (1)若电表为电压表,其测量值为R 1与R 3电压之和,此时等效电路如图甲所示:(2)若电表为电流表,相当于短路,等效电路如乙图所示,电流表示数为R 3、R 4电流之和。
由动能定理:-=-eU mv '01202∴U mv e '=22外电路总电阻R R R R R R R R =++++1234234()∴I E R r A =+=109U I R IR V1111209===又由并联分流可知,I R R R R I I A32234131027=++==U I R V 3332027==∴电压表示数U U U V =+=138027R R R R R R R 13131313与并联=+外电路总电阻,R R R R R R R '()=+++13241324∴干路总电流I ER r A''=+=2由电路分流关系可知,I A I I A 413105===.∴电流表示数I I I A A =+=3415.25. (1)(2) (3)y at qU md v ==12121202·()mg qUd U mgd q ==,∴'/由a F mg m qU md g=-=-得y at qU md g v AB ==-1212202()()l 要使微粒能穿过两板间-≤≤d y d22即:2222022022mg q g dv U mg q g dv AB ()()-≤≤+l l。