20182019學(xué)年人教版高中物理選修21 第一章 電場 直流電路 單元測試

2019-2019學(xué)年人教版高中物理選修2-1 第一章 電場 直流電路 單元測試一、單選題1.下列物理量中與檢驗電荷有關(guān)的是:（ ） A.電場強(qiáng)度EB.電勢C.電勢差UABD.電場力2.關(guān)于電場場強(qiáng)的概念，下列說法正確的是（ ） A.由E= 可知，電場中某點的場強(qiáng)E與q成反比，與F成正比B.正負(fù)試探電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反，所以某一點場強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)有關(guān)C.電場中某一點的場強(qiáng)與放入該點的試探電荷正負(fù)無關(guān)D.電場中某一點不放試探電荷時，該點場強(qiáng)等于零3.如圖所示的各電場中，A、B兩點電場強(qiáng)度相同的圖是（ ） A.B.C.D.4.如圖所示，兩個固定的等量異種電荷，在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點，則（ ）A.a點電勢比b點高B.a、b兩點場強(qiáng)方向相同C.a、b、c三點與無窮遠(yuǎn)處電勢不相等D.帶電粒子（不計重力）在a點無初速釋放，則它將在a、b連線上運動5.如圖所示的各電場中，A，B兩點電場強(qiáng)度相等的圖是（ ） A.B.C.D.6.一平行電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上，若將云母介質(zhì)移出，則電容器（ ） A.極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度變大B.極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度變大C.極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度不變D.極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度不變7.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地，靜電計所帶電量很少，可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點?，F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則說法不正確的 （）A.平行板電容器的電容值將變小B.靜電計指針張角變小C.帶電油滴的電勢能將減少D.若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變8.電源電動勢為，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電.關(guān)于路端電壓，下列說法中正確的是 （） A.因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變B.因為U=IR，所以當(dāng)R增大時，路端電壓也增大C.因為U=IR，所以當(dāng)I增大時，路端電壓也增大D.因為U=-Ir，所以當(dāng)R減小時，I增大時，路端電壓下降二、多選題9.帶電的平行板電容器與靜電計的連接如圖所示，要使靜電計的指針偏角變小，可采用的方法有（ ）A.減小兩極板間的距離B.用手觸摸極板AC.在兩板間插入電介質(zhì)D.將極板B向上適當(dāng)移動10.如圖所示，直線A為電源的UI圖線，直線B為電阻R的UI圖線，用該電源與R組成閉合電路時，則（ ）A.該電源的電動勢為6VB.電源的輸出功率為4WC.電阻R的阻值為2D.電源的內(nèi)阻為611.如圖所示，在真空中有兩個等量的正電荷 、 ，分別固定于 、 兩點， 為 、 連線的中垂線，現(xiàn)將一正電荷 由 點沿 移至無窮遠(yuǎn)，在此過程中，下列說法正確的是（ ）A.電勢能逐漸減小B.電勢逐漸升高C.受到的電場力逐漸較小D.受到的電場力先逐漸增大，后逐漸減小三、填空題12.某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示電路測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r ， 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的 圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E_V，r_.13.利用如圖1所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有A干電池兩節(jié)，每節(jié)電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻未知B直流電壓表V1、V2 ， 內(nèi)阻很大C直流電流表A，內(nèi)阻可忽略不計D定值電阻R0 ， 阻值未知，但不小于5E滑動變阻器F導(dǎo)線和開關(guān)（1）在如圖2的虛線框中作出對應(yīng)電路圖 （2）某同學(xué)利用該電路完成實驗時由于某根導(dǎo)線發(fā)生斷路故障，因此只記錄了一個電壓表和電流表的示數(shù)，如表所示：U/V2.622.482.342.202.061.92I/A0.080.120.190.200.240.28試?yán)帽砀裰械臄?shù)據(jù)在圖3中作出UI圖 （3）由(2)圖象可知，該同學(xué)測得兩節(jié)干電池總的電動勢值為_V，總內(nèi)阻為_由于計算得到的數(shù)據(jù)可以判斷能夠正確示數(shù)的電壓表應(yīng)為表_（選填“V1”或“V2”） 14.如圖所示，接地金屬球A的半徑為R，球外點電荷的電量為Q，它到球心的距離為r，則該金屬球上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小等于_四、實驗探究題15.測定電源的電動勢和內(nèi)電阻的實驗電路和UI圖象如圖所示；請回答下列問題：（1）如圖甲所示，在閉合開關(guān)之前移為防止電表過載而動滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在滑動變阻器_處（填“a”或“b”） （2）現(xiàn)備有以下器材：A干電池1個B滑動變阻器（050）C電壓表（03V）D電壓表（015V）E電流表（00.6A）F電流表（03A）其中電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_（填字母代號） （3）如圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的UI圖象由此可知這個干電池的電動勢E=_V，內(nèi)電阻r=_ 16.某興趣小組利用圖甲所示的電路測定一干電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx ， 已知電池的電動勢約為6V，電池內(nèi)阻和待測電阻的阻值都約為10，且不超過10，可供選用的實驗器材有：A電流表A1（量程0600mA，內(nèi)阻不計）；B電流表A2（量程03A，內(nèi)阻不計）；C電壓表V1（量程06V，內(nèi)阻很大）；D電壓表V2（量程015V，內(nèi)阻很大）；E滑動變阻器R（阻值0100）；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條實驗過程如下：( 1 )在連接電阻前，先選擇適合的器材，電流表應(yīng)選用_，電壓表應(yīng)選用_（填所選器材錢的字母）( 2 )按圖甲正確連接好電路后，將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小其接入電路的阻值，測出多組U和I的值，并記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線( 3 )斷開開關(guān)S，將RX改在B，C之間，A與B用導(dǎo)線直接連接，其他部分保持不變，重復(fù)步驟（2），得到另一條UI圖線，其斜率的絕對值為k( 4 )根據(jù)上面實驗數(shù)據(jù)結(jié)合圖乙可得，電池的內(nèi)阻r=_，可用k和r表示待測電阻的關(guān)系式為Rx=_ 五、綜合題17.如圖1所示變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況，如圖2中的AC、BC兩直線所示，不考慮電表對電路的影響求：（1）定值電阻R0、變阻器的總電阻R （2）出電源的電動勢和內(nèi)阻 答案解析部分一、單選題1.【答案】D 【解析】【分析】電場中電場強(qiáng)度E、電勢差U，電勢這些都是都是由電場本身決定，跟試探電荷無關(guān)，而電場力F=Eq，與試探電荷電量有關(guān)，因此答案為D?！军c評】此類題型考察對電場性質(zhì)的理解。電場決定了電勢、電勢差以及電場強(qiáng)弱，因此跟試探電荷有無、多少、正負(fù)都沒有關(guān)系。2.【答案】C 【解析】【解答】解：A、E= 是電場強(qiáng)度的定義式，運用了比值法定義，E反映電場本身的性質(zhì)，與試探電荷無關(guān)，所以不能說：E與q成反比，與F成正比故A錯誤B、場強(qiáng)的方向與正試探電荷受到的電場力的方向相同，與負(fù)試探電荷受到的電場力的方向相反，某一點場強(qiáng)方向與放入試探電荷的正負(fù)無關(guān)，故B錯誤CD、場強(qiáng)E由電場本身決定，與試探電荷正負(fù)無關(guān)，電場中某一點不放試探電荷時，該點場強(qiáng)仍存在，故C正確，D錯誤故選：C【分析】電場強(qiáng)度的定義式E= 運用比值法定義，E反映電場本身的性質(zhì)，與試探電荷無關(guān)，電場中某一點的場強(qiáng)是唯一確定的3.【答案】C 【解析】【解答】解：A、A、B是同一圓上的兩點，場強(qiáng)大小相等，但方向不同，則電場強(qiáng)度不同故A錯誤B、A、B場強(qiáng)大小不等，但方向也不同，則電場強(qiáng)度不同故B錯誤C、A、B是勻強(qiáng)電場中的兩點，電場強(qiáng)度相同，故C正確D、電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，所以A、B場強(qiáng)不等，故D錯誤故選：C【分析】電場強(qiáng)度是矢量，只有兩點的場強(qiáng)大小和方向都相同時，電場強(qiáng)度才相同根據(jù)這個條件進(jìn)行判斷4.【答案】B 【解析】【解答】解：A、兩個等量異種電荷的電場中，在它們連線的垂直平分線上的點的電勢都是零，所以a、b、c三點的電勢都相等為零，所以A錯誤B、兩個等量異種電荷的電場中，垂直平分線上所有的點的電場的方向都是平行的，所以B正確C、無窮遠(yuǎn)處電勢為零，而a、b、c三點的電勢都相等為零，所以C錯誤D、垂直平分線上所有的點的電場的方向都是平行的，電場的方向是在水平方向的，所以電荷不能在a、b連線上運動，所以D錯誤故選B【分析】根據(jù)等量異種電荷的電場和電勢的分布情況可以知道，在它們連線的垂直平分線上的點的電勢都是零，并且垂直平分線上所有的點的電場的方向都是平行的，由此可以判斷電場和電勢的變化的情況5.【答案】C 【解析】【解答】解：A、甲圖是非勻強(qiáng)電場，A處電場線較密，電場強(qiáng)度較大，A、B兩點電場強(qiáng)度大小不等、方向相同，所以電場強(qiáng)度不相同，故A錯誤；B、乙圖是非勻強(qiáng)電場，A、B兩點到負(fù)電荷的距離相等，電場強(qiáng)度大小相等，但方向不相同，所以電場強(qiáng)度不相同，故B錯誤；C、丙圖是勻強(qiáng)電場，A、B兩點電場強(qiáng)度大小相等、方向相同，則電場強(qiáng)度相等，故C正確；D、丁圖是非勻強(qiáng)電場，A、B兩點電場強(qiáng)度大小不相等、方向不同，所以電場強(qiáng)度不相同，故D錯誤；故選：C【分析】電場強(qiáng)度是矢量，只有大小和方向都相同時，兩點的電場強(qiáng)度才相同根據(jù)電場線的疏密分析電場強(qiáng)度的大小，根據(jù)電場線的切線方向確定電場強(qiáng)度的方向6.【答案】D 【解析】【解答】解：電容器接在恒壓直流電源上，則電容器兩端的電勢差不變將云母介質(zhì)移出后，介電常數(shù)減小，根據(jù)電容的決定式 C= 知，介電常數(shù)減小，電容減小由于電壓不變，根據(jù)C= 可知，電荷量Q減小由于電容器的電壓不變，板間的距離d不變，根據(jù)E= 可知，極板間的電場強(qiáng)度不變所以ABC錯誤，D正確；故選：D【分析】電容器始終與恒壓直流電源相連，則電容器兩端間的電勢差不變，將云母介質(zhì)移出后介電常數(shù)減小，根據(jù)電容器介電常數(shù)的變化判斷電容的變化以及電場強(qiáng)度的變化7.【答案】B 【解析】【分析】平行板電容器與直流電源連接，其電壓保持不變，上板充正電下板充負(fù)電，板間電場方向向下，油滴帶負(fù)電，P點的電勢高于下板的電勢將下極板豎直向下移動一小段距離，由判斷電容的變化，由判斷電場強(qiáng)度的變化由公式U=Ed分析P與下板間的電勢差變化情況，再分析P點的電勢變化，根據(jù)負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，分析油滴的電勢能的變化情況A、將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，兩板間的距離d增大，則導(dǎo)致平行板電容器的電容減小，A正確；B靜電計測量的是兩極板間的電壓等于電源的電動勢，不變，靜電計指針張角不變，B錯誤；C、極板間電壓不變，平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，P點電勢正的變大，負(fù)電荷的電勢能減小故C正確；D、若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開，電容器上的帶電量不變，再將下極板向下移動一小段距離，極板間電場強(qiáng)度不變，則帶電油滴所受電場力不變D正確；故選：B【點評】電容器的電容由兩板間距、正對面積與電介質(zhì)決定；而兩板間的電場強(qiáng)度則由電容器的電量、電介質(zhì)及正對面積決定當(dāng)開關(guān)斷開時，電容器的電量不變；而開關(guān)閉合時，電容器的電壓卻不變8.【答案】D 【解析】【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-Ir可知，當(dāng)R增加，所以電路中電流減小，所以內(nèi)阻電壓Ir減少，所以路端電壓變大，所以D?！军c評】此類題型考察了對閉合電路歐姆定律、路端電壓的理解。二、多選題9.【答案】A,B,C 【解析】【解答】解：A、減小兩極板間的距離，則d減小，則由決定式可得是容器的電容增大；則由Q=UC可知，電勢差減小，故A正確；B、由于B板接地，用手觸摸A時，故對電量有影響，電勢差減小，故B正確；C、在兩板間插入電介質(zhì)時，介電常數(shù)增大，則C增大，由由Q=UC可知，電勢差減小，故C正確；D、將極板B向上運動時，正對面積減小，則C減小，由定義式可知，電勢差增大，故D錯誤；故選：ABC【分析】根據(jù)電容的決定式C= ，分析電容的變化，再由電容的定義式分析板間電壓的變化，確定靜電計指針張角的變化10.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、D由圖線A：根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=EIr，當(dāng)I=0時，U=E，即圖線與縱軸的交點坐標(biāo)表示電源的電動勢，讀出電源的電動勢E=6V圖線A的斜率絕對值等于電源的內(nèi)阻r，由數(shù)學(xué)知識求出r= = =1故A正確，D錯誤；B、兩圖線的交點表示該電阻接在該電源上時工作狀態(tài)，讀出路端電壓為U=4V，電流I=2A，則電源的輸出功率為P=UI=8W故B錯誤C、由圖線B的斜率等于電阻R的阻值，則有R= =2故C正確故選：AC【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電源的UI圖象與縱軸交點物理意義，求出電源的電動勢兩圖線的交點表示該電阻接在該電源上時工作狀態(tài)，讀出電壓和電流，求出電源的輸出功率由圖線B的斜率求出電阻R的阻值由圖線A的斜率絕對值求出電源的內(nèi)阻11.【答案】A,D 【解析】【解答】AB.由題,q1、q2是兩個等量的正電荷，作出中垂線CD上電場線如圖：根據(jù)順著電場線電勢降低,可知正電荷q3由C點沿CD移至無窮遠(yuǎn)的過程中，電勢不斷降低，電場力做正功，其電勢能不斷減小。A符合題意，B不符合題意；CD.根據(jù)電場的疊加可知，C點的場強(qiáng)為零，而無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為零，所以由C點沿CD移至無窮遠(yuǎn)的過程中，場強(qiáng)先增大，后減小，q3受到的電場力先逐漸增大，后逐漸減小。C不符合題意，D符合題意。故答案為：AD【分析】本題考查等量同種電荷電場分布規(guī)律，根據(jù)電場線分布掌握場中各點場強(qiáng)的大小和方向的變化情況，電勢變化，特別是兩電荷連線和中垂線上各點的場強(qiáng)、電勢變化。根據(jù)等量同種電荷電場線分布規(guī)律可知，C到D，電勢逐漸降低，場強(qiáng)先增大后減小。三、填空題12.【答案】2.95；0.9 【解析】【解答】由閉合電路歐姆定律EI(Rr)得 ，可知 圖線的斜率即為電源的電動勢，縱軸上的截距的絕對值即為電源內(nèi)阻，所以得電源電動勢 ，r0.9 【分析】本題由歐姆定律得 ，分析出 圖線的斜率即為電源的電動勢，縱軸上的截距的絕對值即為電源內(nèi)阻是關(guān)鍵。13.【答案】（1）（2）（3）2.9；3.5；V1 【解析】【解答】解：（1.）根據(jù)給出的實物圖可以得出對應(yīng)的原理圖如圖所示；（2.）由圖將（I，U）作為坐標(biāo)值將各點描出，并用直線將各點相連，作圖象如圖所示；（3.）由U=EIr可知；圖象與縱軸的交點為電源的電動勢，故E=2.9V；（2.92.98V均算正確）；圖象的斜率表示電源的電動勢，r= =3.5（3.53.8均可）若示數(shù)為V2電表的，則測量的內(nèi)電阻一定包含有定值電阻R0 ， 而定值電阻大于5，故說明讀數(shù)只能是讀的V1；故答案為：2.9，3.5；V1【分析】（1）根據(jù)實物圖可得出對應(yīng)的原理圖如圖所示；（2）由表格中數(shù)據(jù)采用描點法可以將各點描于坐標(biāo)中，用直線將各點連接，若不能在一直線上，則可將各點均勻分布在直線兩邊；由圖象的截距及斜率的含義可求得電動勢和內(nèi)電阻；分析測得的內(nèi)阻數(shù)據(jù)，可知哪一電表正確接入；14.【答案】【解析】【解答】解：球外點電荷在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)，據(jù)點電荷的場強(qiáng)公式得：E= ，利用靜電平衡的特點，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，即感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的電場與球外電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等，所以E=E= 故答案為： 【分析】靜電感應(yīng)的過程，是導(dǎo)體A（含大地）中自由電荷在電荷Q所形成的外電場下重新分布的過程，當(dāng)處于靜電平衡狀態(tài)時，在導(dǎo)體內(nèi)部電荷Q所形成的外電場E與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的“附加電場E”同時存在的，且在導(dǎo)體內(nèi)部任何一點，外電場電場場強(qiáng)E與附加電場的場強(qiáng)E大小相等，方向相反四、實驗探究題15.【答案】（1）a（2）E；C（3）1.49；0.75 【解析】【解答】解：（1）閉合開關(guān)之前滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在最大值位置處，即a處（2）電源電動勢大約1.5V，因此電壓表選擇量程為3V的比較合適，故電壓表選擇C，電路中的電流較小，因此電流表選擇0.6A量程的E（3）在UI圖象中圖象與縱坐標(biāo)的交點等于電源的電動勢，所以由圖可以讀出電源的電動勢為1.49V，圖象中的斜率表示電源的內(nèi)阻，所以電源的內(nèi)阻為：r= =0.75答案為：（1）a；（2）E，C；（3）1.49，0.75【分析】（1）滑動變阻器采用限流接法，閉合開關(guān)之前滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在最大值位置處（2）明確電壓和電流的范圍，同時注意在選擇電