北京市丰台区2020-2021学年高二上期中物理试卷（含答案解析）

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1、北京市丰台区2020-2021学年高二上期中物理试题一、单项选择题（本题共20小题。每小题3分，共60分）1. 下列物理量中，属于矢量的是（）A. 电场强度B. 电势C. 电势能D. 电流2. 下列物理量中，反映一段导体对电流阻碍作用的是A. 电荷量B. 电流C. 电压D. 电阻3. 如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电，贴在两端下部的两片金属箔是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时，下列说法正确的是（）A. M端的金属箔张开，N端的金属箔闭合B. M端的金属箔闭合，N端的金属箔张开C. M左端感应出正电荷，N右端感应出负电荷D. 若先把M、N分开，再移去P，则M带负电

2、荷，N带正电荷4. 带电荷量分别为4Q和-6Q的两个相同的金属小球，相距一定距离r时，相互作用力大小为F。若只将它们的距离变为2r，则相互作用力大小变为（）A. 2FB. 4FC. D. 5. 一段导线中的电流是1.0 A，在30 s内通过这段导线某一横截面的电荷量是（）A. 10 CB. 20 CC. 30 CD. 40 C6. 一电荷量为q的试探电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该试探电荷换为电荷量为-2q的试探电荷，则A点的电场强度E为（）A. ，方向与F相反B. ，方向与F相同C. ，方向与F相反D. ，方向与F相同7. 如图既可以看成是用来描述山坡地势的等高线图，也可以看成

3、是用来描述电场中电势高低的等势线图。若该图为等势线图，下列说法正确的是（）A. M点的电势比N点高B. M点的电势比P点低C. a侧的电势降落比b侧慢D. a侧的电场强度比b侧大8. 如图所示，两平行带电金属板相距为d，两板间有A、B、C三点，AC连线平行于两板，BC连线垂直于两板。AB间距为dAB，BC间距为dBC，AC间距为dAC。已知两板间的电场可视为匀强电场，且电场强度大小为E，则下列说法正确的是（）A. AB两点间电势差为EdABB. BC两点间电势差EdBCC. AC两点间电势差D. 两板间电势差为9. 如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小

4、分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c。关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（）A. B. C. D. ，10. 如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电势分别为a、b、c关于、的比较，下列说法正确的是（） A. ，B. C. D. 11. 图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c把正点电荷沿电场线由a点移至b点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（ ）A. 电场力做正功，电势能增加B. 电场力做正功，电势能减少C. 电场力做负功，电势能增

5、加D. 电场力做负功，电势能减少12. 干电池的电动势为1.5 V，这表示（）A. 电路中每通过1 C的电荷量，电源把1.5 J的电能转化为化学能B. 干电池在1s内将1.5 J的化学能转化为电能C. 干电池中非静电力将1 C的正电荷，从电池的负极移到正极做功为1.5 JD. 干电池把化学能转化为电能本领比电动势为2 V的蓄电池强13. 一台电动机，线圈的电阻为r，当它两端所加的电压为U时，通过的电流是I。则下列说法正确的是（）A. 电动机的发热功率为UIB. 电动机的发热功率为C. 电动机消耗的电功率为 I 2rD. 电动机对外做功的功率为UI-I 2r14. 在如图所示的电路中，电源的电动

6、势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P向右移动时（）A. 电流表的示数变小，电压表的示数变大B. 电流表的示数变小，电压表的示数变小C. 电流表示数变大，电压表的示数变大D. 电流表的示数变大，电压表的示数变小15. 用图所示的电路测量电阻的阻值，图中电压表的内阻为，电流表内阻为，测量时把电压表示数U和电流表示数I的比值作为电阻的测量值，忽略实验操作中的偶然误差，则下列说法正确的是（）A. 电阻的测量值大于真实阻值B. 电阻的测量值小于真实阻值C. 电阻真实阻值为D. 电阻的真实阻值为16. 电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。电容器储存电荷的特性用电容表征。如图所示，在研究电容器充、

7、放电的实验中，使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电。关于电容器，下列说法正确的是（）A. 电容器所带的电荷量越多，电容就越大B. 电容器所带电荷量为0时，电容就为0C. 电容器所带电荷量减小为原来一半时，两极板间的电压就变为原来的2倍D. 电容器的电容在数值上等于两极板间的电压为1 V时电容器需要带的电荷量17. 电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。电容器储存电荷的特性用电容表征。如图所示，在研究电容器充、放电的实验中，使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电。下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（）A. B. C. D. 18. 如图所示，甲图中直线

8、为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的U-I图像。用此电源与电阻R连接成如图乙所示闭合电路。根据甲图中的直线，求出电源的电动势和内阻分别是（）A. 3 V，0.5 B. 3 V，1 C. 2 V，1 D. 2 V，0.5 19. 如图所示，甲图中直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的U-I图像。用此电源与电阻R连接成如图乙所示闭合电路。下列说法中正确的是（）A. 电阻R的阻值为1.5 B. 乙图所示电路中，电源的总功率为4 WC. 乙图所示电路中，电源的输出功率为4 WD. 乙图所示电路中，若将电阻R换一个阻值更小的电阻，电源的输出功率一定减小20. 如

9、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的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处的场强大小为（k为静电力常量）（）A. B. C. D. 第二部分 非选择题 （共40分）二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）21. 在金属丝电阻率测定的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，测量读数如图所示，则d =_mm ；用伏安法测量金属丝的电阻，当通过金属丝的电流为I时，金属丝两端的电压为U，已知金属丝的长度为l，由此可得到金属丝的电阻率 =_。（用题目所给字母表示）

10、22. 已知某小量程的电流表满偏电流为1 mA，内阻Rg = 50 。若要将该电流表改装成量程为3 V的电压表，则应_联一个阻值为_的电阻。23. 如图所示，平行金属板通过一开关与电池相连，板间有一带电液滴处于平衡状态若开关闭合，将两板拉开一定距离，则粒子将_；若开关打开，将两板拉开一定距离，则粒子将_（填“静止不动、向上运动、向下运动”）三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）24. 如图所示，一个点电荷形成的电场中有a、b两点。一个电荷量q =+4.010-8 C的试探电荷在b点所受静电力Fb = 8.010-4 N。现将该试探

11、电荷从a点移到b点，静电力做功W = 1.610-6 J。求：(1)b点电场强度的大小E b；(2)a、b两点间的电势差Uab。25. 如图所示，电源电动势E = 6.0 V，为电阻箱。当电阻箱读数R = 2.0 时，电压表读数U = 4.0 V（电压表为理想电表），求：(1)此时电路中的电流I和电阻所消耗的电功率P；(2)电源的内阻r。26. 如图所示，用一条绝缘细线悬挂一个质量m = 0.2kg的带电小球，小球处于水平向右的匀强电场中，静止时细线与竖直方向的夹角为。已知电场强度大小E =1104 N/C，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8。求：(1)判断小球带正电荷还是带负电荷

12、；(2)细线的拉力大小F；(3)小球所带电荷量q。27. 如图所示，由电子枪发出的电子从静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可视为匀强电场，偏转电极YY之间电压为U，极板长度为L，两极板间距离为d。不计电子重力和电子间相互作用，求：(1)电子离开加速电场时的速度大小v0；(2)电子在偏转电场中的加速度大小a；(3)电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。28. 电荷之间的作用力是通过电场产生的，地球对物体的万有引力也可认为是通过“引力场”来实现的。请类比电场强度的定义方法，写出地球“引力场强

13、度E引”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（rR）处的引力场强度的表达式。已知万有引力常量为G。（请对其中涉及的物理量做出必要说明）29. 经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，它的基本性质与静电场相同。在恒定电场的作用下，金属中的自由电子做定向加速运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，每次碰撞后定向移动的速度减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动，结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，所带电荷量为e。如图

14、所示，由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U。为了简化问题，假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0。(1)自由电子从静止开始加速时间为t0时的速度v；(2)求金属导体中的电流I。北京市丰台区2020-2021学年高二上期中物理试题一、单项选择题（本题共20小题。每小题3分，共60分）1. 下列物理量中，属于矢量的是（）A. 电场强度B. 电势C. 电势能D. 电流【1题答案】【答案】A【解析】【详解】A电场强度是既有大小又有方向是矢量，故A正确；BCD电势、电势能、电流是只有大小没有方向是标量，故BCD错误。故选A。2. 下列物理量中，

15、反映一段导体对电流阻碍作用的是A. 电荷量B. 电流C. 电压D. 电阻【2题答案】【答案】D【解析】【详解】A电荷量是指带电体带电量的多少，不能反映导体对电流的阻碍作用，故A错误；B单位时间里通过导体任一横截面的电量叫电流，不能反映导体对电流的阻碍作用，故B错误；C电压是使电路中形成电流的原因，不能反映导体对电流的阻碍作用，故C错误；D电阻是描述导体对电流阻碍作用的物理量，故D正确；故选D。3. 如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电，贴在两端下部的两片金属箔是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时，下列说法正确的是（）A. M端的金属箔张开，N端的金属箔闭合B. M端的

16、金属箔闭合，N端的金属箔张开C. M左端感应出正电荷，N右端感应出负电荷D. 若先把M、N分开，再移去P，则M带负电荷，N带正电荷【3题答案】【答案】D【解析】【详解】ABC把带正电荷的导体球P移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体M、N，由于静电感应现象，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷，导体N的右端要感应出正电荷，在导体M的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，故A、B、C错误；D把带正电荷导体球P移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体M、N，此时金属导体M带负电荷，N带正电，先把M、N分开，再移去P，仍然是M带负电荷，N带正电荷，故D正确；

17、故选D。4. 带电荷量分别为4Q和-6Q的两个相同的金属小球，相距一定距离r时，相互作用力大小为F。若只将它们的距离变为2r，则相互作用力大小变为（）A. 2FB. 4FC. D. 【4题答案】【答案】C【解析】【详解】两金属小球相距一定距离r时，库仑力为若只将它们的距离变为2r，则相互作用力大小为故选C。5. 一段导线中的电流是1.0 A，在30 s内通过这段导线某一横截面的电荷量是（）A. 10 CB. 20 CC. 30 CD. 40 C【5题答案】【答案】C【解析】【详解】由电流强度的定义式可得故选C。6. 一电荷量为q的试探电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该试探电荷换为电

18、荷量为-2q的试探电荷，则A点的电场强度E为（）A. ，方向与F相反B. ，方向与F相同C. ，方向与F相反D. ，方向与F相同【6题答案】【答案】B【解析】【详解】电荷量为q的正电荷位于电场中的A点，受到电场力为F，则知A点电场强度E的大小为方向与F方向相同。电场强度反映电场本身性质的物理量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关。可知，将试探电荷换为电荷量为-2q，A点的场强大小仍然是，方向与F方向相同，故选B。7. 如图既可以看成是用来描述山坡地势的等高线图，也可以看成是用来描述电场中电势高低的等势线图。若该图为等势线图，下列说法正确的是（）A. M点的电势比N点高B. M点的电势比P点低C.

19、 a侧的电势降落比b侧慢D. a侧的电场强度比b侧大【7题答案】【答案】C【解析】【详解】AB该图为等势线图，无法判断电场线的方向，所以无法确定M点、N点、P点的电势高低，故A、B错误；CD由等高线的密集程度可知b侧较陡，图中虚线为等势线，那么等势线较密集的b侧电势降落比a侧的电势降落快，故b侧的电场强度比a侧的电场强度大，故C正确，D错误；故选C。8. 如图所示，两平行带电金属板相距为d，两板间有A、B、C三点，AC连线平行于两板，BC连线垂直于两板。AB间距为dAB，BC间距为dBC，AC间距为dAC。已知两板间的电场可视为匀强电场，且电场强度大小为E，则下列说法正确的是（）A. AB两点

20、间电势差为EdABB. BC两点间电势差为EdBCC. AC两点间电势差为D. 两板间电势差为【8题答案】【答案】B【解析】【详解】AB在匀强电场中，可根据求出两点之间的电势差大小，但要指出的是，为两点之间距离沿电场方向的投影，并非两点之间的直线距离，则AB两点间电势差为，BC两点间电势为，故A错误，B正确；CAC两点处于同一等势线上，电势差为零，故C错误；D根据可知，两板间电势差为，故D错误。故选B。9. 如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c。关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（）A. B. C.

21、 D. ，【9题答案】【答案】A【解析】【分析】【详解】根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，则故选A。10. 如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电势分别为a、b、c关于、的比较，下列说法正确的是（） A. ，B. C. D. 【10题答案】【答案】D【解析】【详解】题目给出负点电荷产生电场的电场线分布图象，沿电场线方向电势降低，电场线依次经、指向负点电荷，故点电势最低，点最高，故有，故选D。11. 图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c把正点电荷沿电场线由a点移至b点的过

22、程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（ ）A. 电场力做正功，电势能增加B. 电场力做正功，电势能减少C. 电场力做负功，电势能增加D. 电场力做负功，电势能减少【11题答案】【答案】B【解析】【详解】电场线水平向右，正电荷在电场中的受力方向沿电场线的方向，故正点电荷由a点沿电场线移到b点的过程中，电场力做正功，电势能减小；A电场力做正功，电势能增加，与结论不相符，选项A错误；B电场力做正功，电势能减少，与结论相符，选项B正确；C电场力做负功，电势能增加，与结论不相符，选项C错误；D电场力做负功，电势能减少，与结论不相符，选项D错误；12. 干电池的电动势为1.5

23、 V，这表示（）A. 电路中每通过1 C的电荷量，电源把1.5 J的电能转化为化学能B. 干电池在1s内将1.5 J的化学能转化为电能C. 干电池中非静电力将1 C的正电荷，从电池的负极移到正极做功为1.5 JD. 干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池强【12题答案】【答案】C【解析】【详解】AB干电池的电动势为1.5V，则电路中每通过1C的电荷量，电源把1.5J的化学能转化为电能，而不是1s内将1.5J的化学能转化为电能，故AB错误；C干电池的电动势为1.5V，则干电池中非静电力将1C的正电荷从电池的负极移到正极做功为1.5J，故C正确；D电动势的大小，表示将其他形式的能转

24、化为电能本领的大小，干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池弱，故D错误。故选C。13. 一台电动机，线圈的电阻为r，当它两端所加的电压为U时，通过的电流是I。则下列说法正确的是（）A. 电动机的发热功率为UIB. 电动机的发热功率为C. 电动机消耗的电功率为 I 2rD. 电动机对外做功的功率为UI-I 2r【13题答案】【答案】D【解析】【详解】AB电动机的发热功率为P热=I2r由于电动机不是纯电阻电路，则电动机的发热功率不等于，也不等于IU，选项AB错误；C电动机消耗的电功率为IU，选项C错误；D电动机对外做功的功率等于总功率与内阻的热功率只差，即为UI-I 2r，选项D正

25、确。故选D。14. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P向右移动时（）A. 电流表的示数变小，电压表的示数变大B. 电流表的示数变小，电压表的示数变小C. 电流表的示数变大，电压表的示数变大D. 电流表的示数变大，电压表的示数变小【14题答案】【答案】A【解析】【详解】当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，由闭合电路欧姆定律得电路中电流I减小，则电流表示数变小，由U内=Ir知，电源的内电压减小，则路端电压增大，所以电压表的示数变大故选A。15. 用图所示的电路测量电阻的阻值，图中电压表的内阻为，电流表内阻为，测量时把

26、电压表示数U和电流表示数I的比值作为电阻的测量值，忽略实验操作中的偶然误差，则下列说法正确的是（）A. 电阻的测量值大于真实阻值B. 电阻的测量值小于真实阻值C. 电阻的真实阻值为D. 电阻的真实阻值为【15题答案】【答案】B【解析】【详解】AB由于电压表分流是电流表示数偏大，而电压表示数等于电阻真实电压，根据可知电阻的测量值小于真实阻值，故A错误，B正确；CD通过电阻的电流为电阻的真实阻值为故C、D错误；故选B。16. 电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。电容器储存电荷的特性用电容表征。如图所示，在研究电容器充、放电的实验中，使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电。关于电容器，下列说

27、法正确的是（）A. 电容器所带的电荷量越多，电容就越大B. 电容器所带电荷量为0时，电容就为0C. 电容器所带电荷量减小为原来一半时，两极板间的电压就变为原来的2倍D. 电容器的电容在数值上等于两极板间的电压为1 V时电容器需要带的电荷量【16题答案】【答案】D【解析】【详解】AB电容器的电容是由电容器本身的内部结构决定的，与电容器带电量无关，选项AB错误；C根据可知，电容器电容不变，当电容器所带电荷量减小为原来一半时，两极板间的电压就变为原来的一半，选项C错误；D根据可知，电容器的电容在数值上等于两极板间的电压为1 V时电容器需要带的电荷量，选项D正确。故选D。17. 电容器是一种重要的电学

28、元件，它能够储存电荷。电容器储存电荷的特性用电容表征。如图所示，在研究电容器充、放电的实验中，使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电。下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（）A. B. C. D. 【17题答案】【答案】A【解析】【详解】AB充电过程中随着电容器电荷量的增加，充电电流越来越小，充满以后电流为零，故A正确，B错误；CD根据可知，电容器的电容大小不变，则图象是一条过原点的直线，故CD错误。故选A18. 如图所示，甲图中直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的U-I图像。用此电源与电阻R连接成如图乙所示闭合电路。根据甲图中的直线，

29、求出电源的电动势和内阻分别是（）A. 3 V，0.5 B. 3 V，1 C. 2 V，1 D. 2 V，0.5 【18题答案】【答案】A【解析】【详解】根据甲图中的直线，可知电源的电动势E=3V内阻是故选A。19. 如图所示，甲图中直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的U-I图像。用此电源与电阻R连接成如图乙所示闭合电路。下列说法中正确的是（）A. 电阻R的阻值为1.5 B. 乙图所示电路中，电源的总功率为4 WC. 乙图所示电路中，电源的输出功率为4 WD. 乙图所示电路中，若将电阻R换一个阻值更小的电阻，电源的输出功率一定减小【19题答案】【答案】C【解析】【详解】A

30、电阻R的阻值为选项A错误；B电源电动势E=3V内阻为 则乙图所示电路中，电源的总功率为P=IE=23W=6 W选项B错误；C乙图所示电路中，电源的输出功率为选项C正确；D因当外电路电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，则乙图所示电路中，若将电阻R换一个阻值更小的（例如0.5）的电阻，电源的输出功率会变大，选项D错误。故选C。20. 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的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处的场强大小为（k为静电力常量）（）A. B. C. D.

31、 【20题答案】【答案】D【解析】【详解】电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为方向水平向右，在b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度也为方向水平向左；那么圆盘在此d产生电场强度仍为方向水平向右，而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为方向水平向右，由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加。所以两者这d处产生电场强度为故选D。第二部分 非选择题 （共40分）二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）21. 在金属丝电阻率测定的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，测量读数如图所示，则d =_mm ；用伏安法测量金属丝的电阻，当通过金属丝的电流为I时，金属丝两端的电压为U，

32、已知金属丝的长度为l，由此可得到金属丝的电阻率 =_。（用题目所给字母表示）【21题答案】【答案】 . (1)0.851 . (2) 【解析】【详解】1金属丝的直径为2由欧姆定律和电阻定律得解得22. 已知某小量程的电流表满偏电流为1 mA，内阻Rg = 50 。若要将该电流表改装成量程为3 V的电压表，则应_联一个阻值为_的电阻。【22题答案】【答案】 . 串 . 2550【解析】【详解】根据串联电路的分压作用，要将小量程的电流表改装成电压表，需要串联一个分压电阻；根据欧姆定律及串联电路特点，可得23. 如图所示，平行金属板通过一开关与电池相连，板间有一带电液滴处于平衡状态若开关闭合，将两板

33、拉开一定距离，则粒子将_；若开关打开，将两板拉开一定距离，则粒子将_（填“静止不动、向上运动、向下运动”）【23题答案】【答案】 . 向下运动； . 静止不动【解析】【详解】12根据E= 当闭合开关时，电压不变，增大距离d，场强变小，电场力变小，粒子将向下运动；当打开开关时，电荷量Q不变，由，及解得场强与板间距无关，静止不动三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）24. 如图所示，一个点电荷形成电场中有a、b两点。一个电荷量q =+4.010-8 C的试探电荷在b点所受静电力Fb = 8.010-4 N。现将该试探电荷从a点移到b点

34、，静电力做功W = 1.610-6 J。求：(1)b点电场强度的大小E b；(2)a、b两点间的电势差Uab。【24题答案】【答案】(1)2104N/C；(2)40V【解析】【详解】(1)b点电场强度的大小为(2)a、b两点间电势差Uab为25. 如图所示，电源电动势E = 6.0 V，为电阻箱。当电阻箱读数R = 2.0 时，电压表读数U = 4.0 V（电压表为理想电表），求：(1)此时电路中的电流I和电阻所消耗的电功率P；(2)电源的内阻r。【25题答案】【答案】(1)2A 8W； (2) 【解析】【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流电阻R所消耗的电功率(2) 根据闭合电路

35、欧姆定律可得内阻为26. 如图所示，用一条绝缘细线悬挂一个质量m = 0.2kg的带电小球，小球处于水平向右的匀强电场中，静止时细线与竖直方向的夹角为。已知电场强度大小E =1104 N/C，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8。求：(1)判断小球带正电荷还是带负电荷；(2)细线的拉力大小F；(3)小球所带电荷量q。【26题答案】【答案】(1)正电荷；(2)2.5N；(3)【解析】【详解】(1)小球受到的电场力方向向右，与场强方向相同，所以小球带正电；(2)(3)对小球，在如图所示力的作用下处于平衡状态，由平衡条件得解得细绳的拉力小球的电荷量27. 如图所示，由电子枪发出的电子从静止

36、开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可视为匀强电场，偏转电极YY之间电压为U，极板长度为L，两极板间距离为d。不计电子重力和电子间相互作用，求：(1)电子离开加速电场时的速度大小v0；(2)电子在偏转电场中的加速度大小a；(3)电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。【27题答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)电子在加速电场中加速过程，根据动能定理有解得(2)电子在偏转电场中，做类平抛运动，电子在偏转电场中的加速度大小加速度大小为(3)电子在偏转电场中，做类平抛运动，电子在

37、偏转电场中运动的时间为电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离为联立可得28. 电荷之间的作用力是通过电场产生的，地球对物体的万有引力也可认为是通过“引力场”来实现的。请类比电场强度的定义方法，写出地球“引力场强度E引”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（rR）处的引力场强度的表达式。已知万有引力常量为G。（请对其中涉及的物理量做出必要说明）【28题答案】【答案】【解析】【详解】两个电荷之间的电场力电荷q1在r处的电场强度定义式距离地心为r（rR）的某点，受到地球的万有引力为类比电场强度可得，引力场强度为式中G为引力常量，M为地球质量，r为距地心的距离。29. 经典电磁理论认为

38、：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，它的基本性质与静电场相同。在恒定电场的作用下，金属中的自由电子做定向加速运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，每次碰撞后定向移动的速度减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动，结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，所带电荷量为e。如图所示，由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U。为了简化问题，假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0。(1)自由电子从静止开始加速时间为t0时的速度v；(2)求金属导体中的电流I。【29题答案】【答案】(1) ；(2) 【解析】【详解】(1)恒定电场的场强则自由电子所受电场力 加速度为设电子在恒定电场中由静止加速的时间为t0时的速度为v，则v=at0解得 (2) 电子定向移动的平均速率 金属导体中产生的电流 则可得