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一. 本周教學內容：專題三 電場、電路、磁場

【典型例題】

例1. 如圖所示，P、Q是兩個電量相等的正的點電荷，它們連線的中點是O，A，B是中垂線上的兩點，OA＜OB。用EA、EB、UA、UB分別表示A、B兩點的場強和電勢，則（ ）

A. EA一定大于EB，UA一定大于UB

B. EA不一定大于EB，UA一定大于UB

C. EA一定大于EB，UA不一定大于UB

D. EA不一定大于EB，UA不一定大于UB

解析：等量同號點電荷電場分布，沿OA方向電勢降低，場強先增大后減小，但由于不能確定場強最大值出現(xiàn)在哪兒，故選B。

例2. 如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別是Ua、Ub、Uc，且Ua＞Ub＞Uc，一個帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMN所示，由圖可知（ ）

A.ab間電路通，cd間電路不通

B. ab間電路不通，bc間電路通

C. ab間電路通，bc間電路不通

D. bc間電路不通，cd間電路通

解析：Uad＝220V，Ubd＝220V，說明ab間通，由Uad＝220V，Uac＝220V，說明cd間通，由于無電流，故只能bc間斷，選CD。

例4. 如圖所示，在粗糙水平面上固定一點電荷Q，在M點無初速度釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場中運動到N點靜止，則從M點運動到N點的過程中（ ）

A. 小物塊所受電場力逐漸減小

B. 小物塊具有的電勢能逐漸減小

C. M點的電勢一定高于N點的電勢

D. 小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功

解析：小物塊在庫侖斥力和摩擦力作用下從M至N，先加速后減速，加速度變化是先減小后增大。但庫侖斥力一直做正功，電勢能減小。由于小物塊遠離Q，電場力逐漸減小。對小物塊由M點至N點運用動能定理，W電－Wf＝0－0，故W電＝Wf。由于不知Q的電性，故M、N 點電勢無法比較。選 ABD。

例5. 目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，它可以把氣體的內能直接轉化為電能。如圖所示為它的發(fā)電原理。將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，從整體來說呈電中性）噴射入磁感應強度為B的勻強磁場，磁場中有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構成一電路。設氣流的速度為v，氣體的電導率（電阻率的倒數(shù)）為g，則流過外電阻R的電流強度I及電流方向為（ ）

解析：

放電電流方向A→R→B，選D。

例6. 在如圖所示的電路中，當可變電阻R的阻值增大時（ ）

A. AB兩點間的電壓U增大

B. AB兩點間的電壓U減小

C. 通過R的電流I增大

D. 回路中的總電功率增大

解析：當可變電阻R增大時，R外增大故閉合電路總電流I減小，電源兩端電壓U端增

例7. 如圖所示，虛線框abcd內為一矩形勻強磁場區(qū)域，ab＝2bc，磁場方向垂直紙面；實線框a'b'c'd'是一正方形導線框，a'b'與ab邊平行，若將導線框勻速地拉離磁場區(qū)域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出過程中外力所做的功，W2表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過程中外力所做的功，則（）

例8. 電磁流量計如圖所示，用非磁性材料制成的圓管道，外加一勻強磁場。當管中導電液體流過此區(qū)域時，測出管道直徑兩端的電勢差U，就可以得知管中液體的流量Q，即單位時間內流過管道橫截面的液體的體積（m3/s）。若管道直徑為D，磁感應強度為B，則Q＝_____________。

A. 保持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小

B. 保持K接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電量減小

C. 斷開K，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小

D. 斷開K，在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大

解析：K接通，電容器電壓不變，減小板間距d，則電場強度增大。在兩板插入介質，

例11. 如圖所示，光滑絕緣半球槽的半徑為R，處在水平向右的勻強電場中，一質量為m的帶電小球從槽的右端A處無初速沿軌道滑下，滑到最低位置B時，球對軌道的壓力為2mg。

例12. 湯姆生在測定陰極射線的荷質比時采用的是利用電場、磁場偏轉法，即通過測出陰極射線在給定勻強電場和勻強磁場中穿過一定距離時的速度偏轉角來達到測定其荷質比的目的。利用這種也可以測定其它未知粒子的荷質比，反過來，知道了某種粒子的荷質比，也可以利用該了解電場或者磁場的情況。

假設已知某種帶正電粒子（不計重力）的荷質比（q/m）為k，勻強電場的電場強度為E，方向豎直向下。先讓粒子沿垂直于電場的方向射入電場，測出它穿過水平距離L后的速度偏轉角θ（θ很小，可認為θ≈tanθ）（見圖甲）；接著用勻強磁場代替電場，讓粒子以同樣的初速度沿垂直于磁場的方向射入磁場，測出它通過一段不超過1/4圓周長的弧

解析：

例13. 如圖所示，空間分布著場強為E的勻強電場和勻強磁場B1、B2，且磁感強度大小B1＝B2＝B，磁場B2的區(qū)域足夠大，電場寬度為L。一帶電粒子質量為 m，電量為q。不計重力，從電場邊緣A點由靜止釋放該粒子經電場加速后進入磁場，穿過磁場B1區(qū)域（圖中虛線為磁場分界線，對粒子運動無影響。）進入磁場 B2，粒子能沿某一路徑再次返回A點，然后重復上述運動過程。求：

（1）粒子進入磁場時的速度大小v。

（2）磁場B1的寬度D。

（3）粒子由A點出發(fā)至返回A點需要的最短時間t。

解析：

例14. 如圖所示為示波管的原理圖，電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，初速度很小，可視為零。電子槍的加速電壓為U0，緊挨著是偏轉電極YY'和XX'，設偏轉電極的極板長均為

求：（1）若只在YY'偏轉電極上加電壓UYY'＝U1（U1＞0），則電子到達熒光屏上的速度多大？

（2）在第（1）問中，若再在XX'偏轉電板上加上UXX'＝U2（U2＞0），試在熒光屏上標出亮點的大致位置，并求出該點在熒光屏上坐標系中的坐標值。

解析：（1）

（2）電子在y電場中偏移距離：

根據(jù)相似三角形

同理在xx'方向

根據(jù)相似三角形

（1）試分析說明帶電小球被拋出后沿豎直方向和水平方向分別做什么運動。

（2）在圖中畫出帶電小球從拋出點O到落與O在同一水平線上的O'點的運動軌跡示意圖。

（3）帶電小球落回到O'點時的動能。

解析：（1）豎直方向：重力向下，初速v0向上，做勻減速直線或上拋運動

水平：電場力向右，初速度為0，勻加速直線

（2）豎直：小球向上運動和向下運動時間相等。

【模擬】

卷I

14. 下列說法正確的是（ ）

A. 1 kg 0℃水的內能比1kg0℃冰的內能小

B. 氣體膨脹，它的內能一定減少

C. 已知阿伏加德羅常數(shù)、某氣體的摩爾質量和密度，就可估算出該氣體中分子的平均距離

D. 對于一定質量的理想氣體，當分子熱運動變劇烈時，壓強必變大

15. 如圖所示，一列簡諧橫波在介質中沿水平方向傳播，實線是在 時的波形圖，虛線是在

A. （1）（2） B. （3）（4）

C. （1）（3） D. （2）（4）

16. 如圖所示，帶箭頭的直線表示電場線，虛線表示等勢面，彎曲實線表示一個帶電粒子在電場力作用下由A運動到B的徑跡。粒子在A點的加速度為 ，動能為 ，則（ ）

A. 粒子帶正電，

B. 粒子帶正電，

17. 氫原子從第五能級躍遷到第三能級時氫原子輻射的光子的頻率為

（3）氫原子從第二能級向第一能級躍遷時產生的光子，一定能使金屬A產生光電效應現(xiàn)象

（4）氫原子從第五能級向第四能級躍遷時產生的光子，一定不能使金屬A產生光電效應現(xiàn)象

在這四種判斷中，正確的是（ ）

A. （1）（3） B. （2）（4）

C. （1）（2）（3） D. （1）（3）（4）

18. 汽車在平直公路上以速度 勻速行駛，發(fā)動機功率為P�？爝M入鬧市區(qū)時，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛。設汽車行駛過程中所受阻力大小不變，則下面四個圖象中，哪個圖象正確表示了從司機減小油門開始，汽車的速度與時間的關系（ ）

19. 如圖所示，某空間存在著沿水平方向指向紙里的勻強磁場，磁場中固定著與水平面夾角為α的光滑絕緣斜面。一個帶電小球，從斜面頂端由靜止開始釋放，經過時間t，小球離開了斜面。則有（ ）

A. 液滴仍保持靜止狀態(tài)

B. 液滴做自由落體運動

C. 電容器上的帶電量減小

D. 電容器上的帶電量增大

21. 如圖所示中的虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉動。設線框中感應電流方向以逆時針為正方向，那么在下圖中能正確描述線框從下圖所示位置開始轉動一周的過程中，線框內感應電流隨時間變化情況的是（ ）

卷II

22. （18分）

（1）在實驗室中用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，螺旋測微器的讀數(shù)部分如下面左圖所示，由圖可知，金屬絲的直徑是______________。

（2）在“把電流表改裝為電壓表”的實驗中，給出的器材有：

①電流表（量程為 ，內阻約200Ω）；

②標準電壓表（量程為2V）；

③電阻箱（0～999Ω）；

④滑動變阻器（0～200Ω）；

⑤電位器（一種可變電阻，其原理與滑動變阻器相當）（0～47 ）；

⑥電源（電動勢2V，有內阻）；

⑦電源（電動勢6V，有內阻）；

⑧電鍵兩只；導線若干。

<1>首先要用半偏法測定電流表的內阻。如果采用如圖所示的電路測定電流表A的內電阻并且要想得到較高的精確度，那么從以上給的器材中，可變電阻 ；

C. 觀察 的阻值調至最大；

D. 調節(jié) 豎直向上做勻加速直線運動（<7" style='width:14.25pt; > 為地面附近的重力加速度），已知地球半徑為R。

（1）到某一高度時，測試儀器對平臺的壓力是剛起飛時壓力的<8" style= > ，求此時火箭離地面的高度h。

（2）探測器與箭體分離后，進入行星表面附近的預定軌道，進行一系列科學實驗和測量，若測得探測器環(huán)繞該行星運動的周期為<9" > ，試問：該行星的平均密度為多少？（假定行星為球體，且已知萬有引力恒量為G）

24. （18分）

如圖所示，在 ，不計粒子的重力和粒子間的相互作用。求：

（1）帶電粒子的比荷 與帶電粒子在磁場中的運動時間 之比 。

25. （18分）

如圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長的水平面上，木板質量為 ；木板右端放著一個小滑塊，小滑塊質量為

（1）現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落下來，問：F大小的范圍是什么？

（2）其它條件不變，若恒力

【試題答案】

14. C 15. C 16. D 17. A

18. C 19. C 20. D 21. A

22. （1）0.920mm

（2）<1>⑤，③，⑦

<2>①C，②A，③D，④B，⑤E，⑥F

<3>200，小

<4>串，19800

23. （1）

（2）

（2）

25. （1）F＞20N

（2）

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