2021年高考物理三輪沖刺電場與恒定電流練習(xí)二含答案詳解

1、2021年高考物理三輪沖刺電場與恒定電流練習(xí)二一、單選題如圖所示，兩根絕緣輕繩將兩個(gè)大小和材料均相同的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))系于同一點(diǎn)，a球靠在絕緣墻壁上，b球保持靜止?fàn)顟B(tài)兩球所帶電荷量分別為qa=2q和qb=4q.現(xiàn)將b球與a球接觸后再次釋放，穩(wěn)定后兩球均靜止，下列說法正確的是()ab球的電荷量不變b輕繩對b球的拉力變大ca、b兩球間庫侖力減小da、b兩球間距離與原來兩球間距離的比值為有三個(gè)完全一樣的金屬小球a、b、c，小球a所帶電荷量為10q，小球b所帶電荷量為q，小球c不帶電，將a、b兩小球固定，相距r，此時(shí)a、b兩小球間的相互作用力大小為f；然后讓小球c反復(fù)與a、b兩小球多次接觸，最

2、后移去小球c后，則a、b兩小球間的相互作用力大小為()af b10f c.f d.f一金屬容器置于絕緣板上，帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于容器中，容器內(nèi)的電場線分布如圖所示容器內(nèi)表面為等勢面，a、b為容器內(nèi)表面上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()aa點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大b小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低cb點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與該處內(nèi)表面垂直d將檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)沿不同路徑移到b點(diǎn)，電場力所做的功不同一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，電場區(qū)水平方向無限長。已知每一電場區(qū)的場強(qiáng)大小相

3、等，方向均豎直向上，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，下列說法錯(cuò)誤的是()a小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)b若電場強(qiáng)度大小等于，則小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時(shí)間均相等c若電場強(qiáng)度大小等于，則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時(shí)間均相等d小球經(jīng)過每個(gè)電場區(qū)過程機(jī)械能的減少量相等如圖所示，兩根間距l(xiāng)=0.4 m 的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b= t。導(dǎo)軌右端接有一理想變壓器，變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為21，電表均為理想電表，一根導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒電阻不計(jì)且始終與導(dǎo)軌良好接觸。若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌的方向在pq和mn之間運(yùn)動(dòng)，其速度與時(shí)間的關(guān)系為v

4、=10sin 10t(m/s)，電阻r=10 ，則下列判斷正確的是()a導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為e=4sin 5t(v)b交流電壓表示數(shù)為2 v，交流電流表示數(shù)為0.2 ac電阻r在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為24 jd若在r兩端再并接一相同電阻r，則電壓表示數(shù)將增大為原來的2倍如圖所示，一半徑為r的圓盤上均勻分布著電荷量為q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、c和d間的距離均為r，在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷已知b點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)( )ak bk ck dk二、多選題 (多選)如圖所示，勻強(qiáng)電場

5、中的三個(gè)點(diǎn)a、b、c構(gòu)成一個(gè)直角三角形，acb=90°，abc=60°，=d.把一個(gè)帶電荷量為q的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場力不做功，從b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)電場力所做的功為w.若規(guī)定c點(diǎn)的電勢為零，則()aa點(diǎn)的電勢為bb、c兩點(diǎn)間的電勢差為ubc=c該電場的電場強(qiáng)度大小為d若從a點(diǎn)沿ab方向飛入一電子，其運(yùn)動(dòng)軌跡可能是甲 (多選)如圖甲所示，q1、q2為兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，其中q1帶負(fù)電，a、b、c三點(diǎn)在它們連線的延長線上現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)經(jīng)過b、c兩點(diǎn)(粒子只受電場力作用)，粒子經(jīng)過a、b、c三點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb、vc，其速度時(shí)間

6、圖象如圖乙所示以下說法中正確的是( )aq2一定帶正電bq2的電荷量一定小于q1的電荷量cb點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大d粒子由a點(diǎn)到c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，粒子的電勢能先增大后減小 (多選)如圖甲,直線mn表示某電場中一條電場線,a、b是線上的兩點(diǎn),將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放,粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過程中的v-t圖像如圖乙所示,設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a、b,電場強(qiáng)度大小分別為ea、eb,粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為wa、wb,不計(jì)重力,則有()a.a>bb.ea>ebc.ea<ebd.wa>wb (多選)用標(biāo)有“6 v3 w”的燈泡l1和“6 v6 w”的燈泡l2與理想電壓表和理

7、想電流表連接成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源電動(dòng)勢e=9 v。圖乙是通過兩個(gè)燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線。當(dāng)其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)()a.電流表的示數(shù)為0.5 ab.電壓表的示數(shù)約為6 vc.電路輸出功率為6 wd.電源內(nèi)阻為2 三、實(shí)驗(yàn)題如圖(a)是一簡易多用電表的電路圖，其表盤如圖(b)所示，下排刻度均勻，c為上排刻度線的中間刻度，但上排刻度線對應(yīng)數(shù)據(jù)未標(biāo)出。已知該多用電表的表頭選用的是內(nèi)阻ra=10 、滿偏電流ia=10 ma的電流表。為測量該多用電表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到一只電阻箱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將選擇開關(guān)接“2”，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)r1的阻值使電表指針滿偏；將紅、

8、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電表指針在c處，此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖(c)所示。(1)根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，此多用電表c處刻度對應(yīng)的阻值為_，電表內(nèi)電源的電動(dòng)勢為_v。(2)若將選擇開關(guān)接“1”，指針指在圖(b)所示位置，其讀數(shù)為_ma。(3)將一未知阻值的電阻，接在已經(jīng)歐姆調(diào)零的該多用電表兩表筆之間，指針仍指在圖(b)所示位置，則該未知電阻的阻值為_(保留兩位有效數(shù)字)。參考答案答案為：d；解析：兩球接觸時(shí)，平分電荷量，a錯(cuò)誤；設(shè)兩輕繩的長度分別為h和l0，兩球間距離為l，當(dāng)兩球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，對b球進(jìn)行受力分析，如圖所示，根據(jù)三角形相似可得，=，t=g，所以輕繩對b球的拉力不變，b錯(cuò)誤；

9、由=，得f=g，又f=k，得l=，故可知再次平衡時(shí)，兩球間距離增大，庫侖力增大，c錯(cuò)誤；兩球間距離與原來兩球間距離的比值為=，d正確答案為：c；解析：依題意可知a、b兩小球最初所帶電荷量的總和被三個(gè)小球間均分，則a、b兩小球最終的電荷量均為=3q，a、b兩小球之間最初是引力，大小為f=k=10k，a、b兩小球之間最終是斥力，大小為f=k=9k=f，c正確答案為：c；解析：由于a點(diǎn)處電場線比b點(diǎn)處電場線疏，因此a點(diǎn)電場強(qiáng)度比b點(diǎn)小，a錯(cuò)誤；沿著電場線的方向電勢逐漸降低，因此小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的電勢高，b錯(cuò)誤；由于處于靜電平衡的導(dǎo)體表面是等勢面，電場線垂直于等勢面，因此b點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與

10、該處內(nèi)表面垂直，c正確；將檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)沿不同的路徑移到b點(diǎn)，由于a、b兩點(diǎn)的電勢差恒定，因此電場力做功wab=quab相同，d錯(cuò)誤答案為：c；解析：將小球的運(yùn)動(dòng)沿著水平方向和豎直方向正交分解，水平方向不受外力，以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a正確；豎直方向，小球在無電場區(qū)只受重力，加速度大小為g，方向豎直向下，在電場區(qū)除受重力外，還受到向上的恒定的電場力作用，加速度的大小和方向取決于合力的大小和方向，當(dāng)電場強(qiáng)度等于時(shí)，電場力等于mg，故在電場區(qū)小球所受的合力為零，豎直方向的運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)，而在無電場區(qū)小球做勻加速運(yùn)動(dòng)，故經(jīng)過每個(gè)電場區(qū)，小球的速度均不等，因而小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時(shí)間均不相等，

11、選項(xiàng)c錯(cuò)誤；當(dāng)電場強(qiáng)度等于時(shí)，電場力等于2mg，故在電場區(qū)小球所受的合力大小為mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上，則在經(jīng)過第一無電場區(qū)時(shí)：y=gt12，v1=gt1，經(jīng)過第一電場區(qū)時(shí)：y=v1t2gt22，v2=v1gt2，聯(lián)立解得t1=t2，v2=0；接下來小球的運(yùn)動(dòng)重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，即每次通過無電場區(qū)時(shí)豎直方向都是做自由落體運(yùn)動(dòng)，每次通過電場區(qū)時(shí)豎直方向都是做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時(shí)間相同，選項(xiàng)b正確；小球經(jīng)過每個(gè)電場區(qū)機(jī)械能的減少量等于克服除重力外其他力做的功，由于每個(gè)電場區(qū)的電場力及豎直高度都相同，故小球經(jīng)過每個(gè)電場區(qū)過程機(jī)械能的減少量相等，

12、選項(xiàng)d正確。答案為：c；解析：導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=blv=4sin 10t(v)，a錯(cuò)；感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為u=4 v，由變壓比知交流電壓表示數(shù)為u=2 v，b錯(cuò)；電阻r在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q=t=24 j，c對；電壓表示數(shù)由原線圈兩端電壓及匝數(shù)比決定，d錯(cuò)。答案為：b；解析：由b點(diǎn)處的合場強(qiáng)為零可得圓盤在b點(diǎn)處的場強(qiáng)與點(diǎn)電荷q在b點(diǎn)處的場強(qiáng)大小相等、方向相反，所以圓盤在b點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為eb=k，再根據(jù)圓盤場強(qiáng)的對稱性和電場強(qiáng)度疊加即可得出d點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為ed=ebk=k，b正確答案為：bd；解析：點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場中從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場力不做功，說明ab為等勢線，

13、從b移動(dòng)到c電場力做功w，則ubc=，ubc=uac，又c點(diǎn)電勢為零，則a點(diǎn)電勢為，a錯(cuò)誤，b正確；電場線沿著垂直ab方向，ac沿電場線方向長度為dsin60°，所以電場強(qiáng)度大小為，c錯(cuò)誤；從a點(diǎn)釋放的電子，所受的電場力垂直于ab向上，做類平拋運(yùn)動(dòng)，d正確答案為：abd；解析：從速度圖象上看，可見從a到b做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，在b點(diǎn)時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為零，則電場力為零，所以該點(diǎn)場強(qiáng)為零，負(fù)電荷在ab間做減速運(yùn)動(dòng)，電場力向左，合場強(qiáng)向右，b點(diǎn)左側(cè)合電場主要取決于q2，故q2帶正電；負(fù)電荷在bc間做加速運(yùn)動(dòng)，電場力向右，合場強(qiáng)向左，b點(diǎn)右側(cè)合電場主要取決于q1，故a正確，c錯(cuò)誤；b點(diǎn)的

14、電場強(qiáng)度為0，根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式k=k，因?yàn)閞1r2，故q1q2，即q2的電荷量一定小于q1的電荷量，故b正確；負(fù)電荷從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增加；從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，電場力做正功，電勢能減小，故粒子從a到b再到c的過程中，電勢能先增大后減小，故d正確答案為：bd；解析：電場線為直線,帶負(fù)電的粒子僅在電場力的作用下由靜止釋放,那么一定沿著電場力的方向運(yùn)動(dòng),故電場強(qiáng)度的方向向左,b點(diǎn)的電勢高,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;由v-t圖像的斜率表示粒子運(yùn)動(dòng)的加速度,可知粒子運(yùn)動(dòng)的加速度越來越小,故b點(diǎn)的電場強(qiáng)度小,ea>eb,選項(xiàng)b正確,c錯(cuò)誤;電場力做正功,電勢能減小,選項(xiàng)d正確。答案為：

15、ad；解析：兩個(gè)燈泡串聯(lián),所以電流相等,l1的額定電流為i1=p1u1=0.5a,l2的額定電流為i2=p2u2=1a,所以只有l(wèi)1正常發(fā)光,電路中電流為0.5a,a正確;從圖像中可以看出,電流為0.5a時(shí),兩燈的電壓分別為6v和2v,因rl1>rl2,由串聯(lián)分壓原理知,l1兩端電壓為6v,l2兩端電壓為2v,電壓表示數(shù)為2v,b錯(cuò)誤;電路中輸出功率為p=ui=(2+6)×0.5w=4w,c錯(cuò)誤;電源內(nèi)阻r=e-ui=2,d正確。答案為：(1)1501.5；(2)6.8；(3)71；解析：(1)由題圖(c)可知，電阻箱示數(shù)為0×1 000 1×100 5×10 0×1 =150 ；指針指在c處時(shí)，電流表示數(shù)為