2025人教高中物理同步讲义练习必修三第九章 静电场及其应用 章末检测题（人教版2019必修第三册）（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习必修三第九章静电场及其应用章末检测题（人教版2019必修第三册）（含答案）第九章静电场及其应用章末检测题一、单选题1．橡胶板置于绝缘水平桌面上，某同学戴着绝缘手套先用毛皮摩擦橡胶板，使橡胶板带负电，然后手握绝缘手柄将铝板靠近橡胶板，铝板的下表面与橡胶板上凸起的接地铁钉接触，并在其上表面撒上细纸屑，迅速上抬铝板至某一位置后，可以看到细纸屑从铝板上飞溅出来，这就是“静电飞花”实验。下列说法正确的是（

）A．铝板未与橡胶板接触所以始终不带电B．纸屑是因为带正电相互排斥而不断飞散C．铝板与铁钉接触时，电子从大地通过铁钉流向铝板D．铝板与铁钉接触时，铝板上、下表面带等量异种电荷2．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电斥力为F。若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量保持不变，它们间的距离变为2r，则它们之间的静电斥力将变为（）A． B． C．F D．2F3．在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C，均可视为质点，如图所示。若它们恰能处于平衡状态，那么这三个小球所带电荷量及电性的关系可能的是（）A．，， B．，， C．，， D．，，4．若田径场跑道是圆形，在跑道上等间距的三个点A、B、C（其中C点为正南点）上各固定一个带均匀等量正电荷的篮球，如图所示。设单个带电篮球在田径场中心产生的电场强度大小为，则这三个带电篮球在跑道上的正北点产生的合场强大小E为（）A． B． C． D．5．如图所示，这是静电除尘机原理示意图（俯视图），废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃只在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线（方向未标），不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则下列说法中正确的是（）A．尘埃在迁移过程中做匀变速运动B．尘埃在迁移过程中的加速度不断变化C．每个尘埃的运动轨迹都与一条电场线重合D．尘埃在图中A点所受的电场力小于其在B点所受的电场力6．如图所示，长为L的绝缘轻杆一端用铰链与带电物体甲相连，另一端连接带电小球乙，甲位于粗糙绝缘的水平面上，甲带负电。当该区域有水平向左的匀强电场时，甲、乙和轻杆所构成的整体保持静止。下列判断正确的是（）A．乙可能带负电B．地面对甲一定有摩擦力C．地面对甲的支持力一定等于甲、乙的重力之和D．乙可能只受两个力的作用7．电磁学中将两相距很近的等量异号点电荷所组成的带电系统称为电偶极子。如图所示的电偶极子模型，带电量为q的两异号点电荷相距为。以两者连线为x轴，以两者连线的中垂线为y轴建立坐标系。坐标轴上有两点和，其中，，静电力常量为，则（

）A．点电场强度方向沿x轴正向 B．点电场强度的大小约为C．点电场强度方向沿轴正向 D．点电场强度的大小约为8．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（）A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害B．燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了静电屏蔽C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应绝缘良好D．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料是为了静电屏蔽二、多选题9．如图，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是（）A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合10．如图所示，电荷量为的球1固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态，此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动，g为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（

）A．带负电B．运动至a点的速度大小为C．运动至a点的加速度大小为D．运动至ab中点时对斜面的压力大小为11．如图所示，内壁光滑、足够长的绝缘细玻璃管水平固定，管内固定着两个电荷量分别为、的带电小球M、N，管内位于小球N右侧的P点与M、N两小球共线，且M、N两小球在P点处激发的合电场的电场强度为零。若把另一带电小球E（图中未画出）放在管内P点处，小球E可能处于稳定平衡状态或不稳定平衡状态，判断方法如下：将小球E稍微偏离P点，若小球E受到合力的方向指向P点，则小球E处于稳定平衡状态，若合力方向背离P点，则小球E处于不稳定平衡状态。已知小球E的直径略小于细玻璃管的内径，所有小球均可视为点电荷。下列说法正确的是（）A．若小球E带正电，则小球E在管内P点处于稳定平衡状态B．若小球E带负电，则小球E在管内P点处于稳定平衡状态C．若小球E带负电，将其从管内P点向左移动一段距离后，由静止释放，在库仑力作用下小球E一定做往复运动D．若小球E带负电，将其从管内P点向右移动一段距离后，由静止释放，在库仑力作用下小球E一定做往复运动12．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（

）A．箔片张开B．箔片不张开C．金属球带电电荷足够大时才会张开D．金属网罩内部电场强度为零三、实验题13．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小；步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。（1）图甲中实验采用的方法是________（填正确选项前的字母）A．理想实验法

B．等效替代法

C．微小量放大法

D．控制变量法（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而________（填“增大”“减小”或“不变”）（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化，如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和分别为和60°，则为________。四、解答题14．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为＋Q的物体A和B（均可视为点电荷），它们间的距离为r，物体A和B与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，静电力常量为k。（1）A所受的摩擦力为多大？（2）如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的速度达到最大时，求A、B之间的距离。15．如图所示，一电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点。现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：（1）小球带正电还是负电？（2）小球运动到B点时的加速度大小。16．如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R，带电量为-Q，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m、带电量的绝对值为q的小球（大小不计），小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O距离为R，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求：（1）判别小球所带电荷的正负；（2）小球所处位置的场强E；

第九章静电场及其应用章末检测题一、单选题1．橡胶板置于绝缘水平桌面上，某同学戴着绝缘手套先用毛皮摩擦橡胶板，使橡胶板带负电，然后手握绝缘手柄将铝板靠近橡胶板，铝板的下表面与橡胶板上凸起的接地铁钉接触，并在其上表面撒上细纸屑，迅速上抬铝板至某一位置后，可以看到细纸屑从铝板上飞溅出来，这就是“静电飞花”实验。下列说法正确的是（

）A．铝板未与橡胶板接触所以始终不带电B．纸屑是因为带正电相互排斥而不断飞散C．铝板与铁钉接触时，电子从大地通过铁钉流向铝板D．铝板与铁钉接触时，铝板上、下表面带等量异种电荷【答案】B【解析】AD．橡胶板带负电，铝板靠近后，铝板的下表面带正电，上表面带负电，当下表面与接地铁钉接触后，上表面的负电荷会流到大地，只有下表面带正电，A错误，D错误；B．上抬铝板过程中，下表面的正电荷减小，上表面正电荷增加。纸屑因为与金属板带同种电荷（正电荷）而不断飞散，B正确；C．因下表面与接地铁钉接触时，上表面的负电荷会流到大地，C错误。故选B。2．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电斥力为F。若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量保持不变，它们间的距离变为2r，则它们之间的静电斥力将变为（）A． B． C．F D．2F【答案】A【解析】根据库仑定律有故选A。3．在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C，均可视为质点，如图所示。若它们恰能处于平衡状态，那么这三个小球所带电荷量及电性的关系可能的是（）A．，， B．，， C．，， D．，，【答案】C【解析】要使三个小球均处于平衡状态，先以A对对象，要使A平衡，B和C所带电性应相反（B、C对A的作用力方向必须相反）；同理，要使C平衡，A和B所带电性应相反；综上，电荷电性需满足“两同夹异”的规律：三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大。故选C。4．若田径场跑道是圆形，在跑道上等间距的三个点A、B、C（其中C点为正南点）上各固定一个带均匀等量正电荷的篮球，如图所示。设单个带电篮球在田径场中心产生的电场强度大小为，则这三个带电篮球在跑道上的正北点产生的合场强大小E为（）A． B． C． D．【答案】B【解析】设圆形跑道半径为，每个点电荷的电荷量为，根据题意有根据几何关系可知，A、B与正北点距离都为，这三个带电篮球在跑道上的正北点产生的合场强大小为故选B。5．如图所示，这是静电除尘机原理示意图（俯视图），废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃只在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线（方向未标），不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则下列说法中正确的是（）A．尘埃在迁移过程中做匀变速运动B．尘埃在迁移过程中的加速度不断变化C．每个尘埃的运动轨迹都与一条电场线重合D．尘埃在图中A点所受的电场力小于其在B点所受的电场力【答案】B【解析】AB．由图可知，电场是非匀强电场，则尘埃受的电场力在变化，根据牛顿第二定律可知尘埃在迁移过程中的加速度不断变化，则尘埃在迁移过程中做非匀变速运动，故B正确，A错误；C．只有电场线是直线，尘埃的初速度为零时，运动轨迹才与电场线重合，电场线是曲线，运动轨迹与电场线不重合，故C错误；D．由图根据电场线的疏密程度表示电场的大小可知，A点的电场强度大于B点的电场强度，则尘埃在图中A点所受的电场力大于其在B点所受的电场力，故D错误。故选B。6．如图所示，长为L的绝缘轻杆一端用铰链与带电物体甲相连，另一端连接带电小球乙，甲位于粗糙绝缘的水平面上，甲带负电。当该区域有水平向左的匀强电场时，甲、乙和轻杆所构成的整体保持静止。下列判断正确的是（）A．乙可能带负电B．地面对甲一定有摩擦力C．地面对甲的支持力一定等于甲、乙的重力之和D．乙可能只受两个力的作用【答案】C【解析】AD．杆一端用铰链与带电物体甲相连，杆对乙的作用力只能沿杆，若乙带负电，受力情况如图所示不论杆对乙的作用力沿杆向上还是向下，乙都不可能处于平衡状态，所以乙只能带正电，受力如上图，乙不可能只受两个力的作用，故AD错误；B．甲带负电，受力如图所示在重力、地面支持力、杆的作用力和电场力作用下，甲可能处于平衡状态，故地面对甲不一定有摩擦力，故B错误；C．甲、乙和轻杆所构成的整体保持静止，整体竖直方向受到重力和支持力，根据平衡条件可知地面对甲的支持力一定等于甲、乙的重力之和，故C正确；故选C。7．电磁学中将两相距很近的等量异号点电荷所组成的带电系统称为电偶极子。如图所示的电偶极子模型，带电量为q的两异号点电荷相距为。以两者连线为x轴，以两者连线的中垂线为y轴建立坐标系。坐标轴上有两点和，其中，，静电力常量为，则（

）A．点电场强度方向沿x轴正向 B．点电场强度的大小约为C．点电场强度方向沿轴正向 D．点电场强度的大小约为【答案】B【解析】AB．由图可知，点与正电荷的距离大于与负电荷的距离，根据可知正电荷在点的电场强度小于负电荷在点的电场强度，则点电场强度方向沿x轴负方向，根据场强叠加原则，，可知点电场强度故A错误B正确；C．根据等量异种电荷的电场分布可知，在两电荷连线的垂直平分线上的点电场强度方向沿x轴正向，故C错误；D．根据场强叠加可知点电场强度大小为故D错误。故选B。8．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（）A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害B．燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了静电屏蔽C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应绝缘良好D．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料是为了静电屏蔽【答案】D【解析】A．印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误；B．电子点火器需要瞬间高压放电，尖端电荷更容易聚集，所以燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了尖端放电，故B错误；C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应及时的把产生的静电导走，有利于消除静电，故C错误；D．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料构成金属网,起到静电屏蔽的作用，故D正确。故选D。二、多选题9．如图，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是（）A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合【答案】AB【解析】AB．感应带电，这是使物体带电的一种方法，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。金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A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，把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，故AB正确；C．先把C移走，A、B电荷恢复原状，A、B两端都不带电；若再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故C错误；D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A与B上的电荷重新中和，A上的金属箔片闭合，B上的金属箔片也闭合。故D错误；故选AB。10．如图所示，电荷量为的球1固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态，此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动，g为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（

）A．带负电B．运动至a点的速度大小为C．运动至a点的加速度大小为D．运动至ab中点时对斜面的压力大小为【答案】BD【解析】A．由题意可知三小球构成一个等边三角形，小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球1和3一定是斥力，小球1带正电，故小球3带正电，故A错误；B．小球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知，小球2对小球3做功为0；弹簧弹力做功为0，故根据动能定理有解得故B正确；C．小球3在b点时，设小球3的电荷量为q，有设弹簧的弹力为F，根据受力平衡，沿斜面方向有解得小球运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知解得故C错误；D．当运动至ab中点时，弹簧弹力为0，此时小球2对小球3的力为斜面对小球的支持力为根据牛顿第三定律可知，小球对斜面的压力大小为，故D正确。故选BD。11．如图所示，内壁光滑、足够长的绝缘细玻璃管水平固定，管内固定着两个电荷量分别为、的带电小球M、N，管内位于小球N右侧的P点与M、N两小球共线，且M、N两小球在P点处激发的合电场的电场强度为零。若把另一带电小球E（图中未画出）放在管内P点处，小球E可能处于稳定平衡状态或不稳定平衡状态，判断方法如下：将小球E稍微偏离P点，若小球E受到合力的方向指向P点，则小球E处于稳定平衡状态，若合力方向背离P点，则小球E处于不稳定平衡状态。已知小球E的直径略小于细玻璃管的内径，所有小球均可视为点电荷。下列说法正确的是（）A．若小球E带正电，则小球E在管内P点处于稳定平衡状态B．若小球E带负电，则小球E在管内P点处于稳定平衡状态C．若小球E带负电，将其从管内P点向左移动一段距离后，由静止释放，在库仑力作用下小球E一定做往复运动D．若小球E带负电，将其从管内P点向右移动一段距离后，由静止释放，在库仑力作用下小球E一定做往复运动【答案】BD【解析】A．若小球E带正电，则将E向左移动后，由场强方向得E的受力方向背离P点，不平衡，故A错误；B．若小球E带负电，则将E向左移动后，由场强方向得E的受力方向背离P点，平衡，故B正确；C．若把E移动到MN电荷之间，正负电荷之间某点的场强为0，则无法往复运动，故C错误；D．若把E向右移动，则无场强为0的点，由静止释放，在库仑力作用下小球E一定做往复运动，故D正确。故选BD。12．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（

）A．箔片张开B．箔片不张开C．金属球带电电荷足够大时才会张开D．金属网罩内部电场强度为零【答案】BD【解析】ABC．用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故B正确；AC错误；D．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零。故D正确。故选BD。三、实验题13．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小；步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。（1）图甲中实验采用的方法是________（填正确选项前的字母）A．理想实验法

B．等效替代法

C．微小量放大法

D．控制变量法（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而________（填“增大”“减小”或“不变”）（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化，如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和分别为和60°，则为________。【答案】D增大【解析】（1）[1]图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究静电力的变化情况，所采用的研究方法是控制变量法，故选D。（2）[2]本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由图可知，电荷量越大，距离越小，细线偏离竖直方向的角度越大，根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大、随着距离的减小而增大；（3）[3]对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有解得可得两次实验中A的电量之比为四、解答题14．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为＋Q的物体A和B（均可视为点电荷），它们间的距离为r，物体A和B与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，静电力常量为k。（1）A所受的摩擦力为多大？（2）如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的速度达到最大时，求A、B之间的距离。【答案】（1）；（2）【解析】（1）物体A水平方向受库仑力和静摩擦力平衡，结合库仑定律则有（2）当A、B的速度达到最大时，则A、B加速度为0，此时滑动摩擦力与库仑力等大反向解得15．如图所示，一电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点。现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：（1）小球带正电还是负电？（2）小球运动到B点时的加速度大小。【答案】（1）正电；（2）【解析】（1）依题意，可知小球从A到B先加速，后减速，则小球只能带正电；（2）设带电小球所带电荷量为q，带电小球在A点时，根据牛顿第二定律有带电小球在B点时且，联立可解得16．如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R，带电量为-Q，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m、带电量的绝对值为q的小球（大小不计），小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O距离为R，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求：（1）判别小球所带电荷的正负；（2）小球所处位置的场强E；【答案】（1）负电荷；（2）大小为或，方向为沿圆盘对称轴水平向右【解析】（1）假设小球带负电，设圆环带电的线密度为，截取圆环最高点处很短的一段，其长度为，所带电荷量为，它对小球的电场力为沿绳子指向左下方，这个电场力可以分解为竖直向下的力和沿着圆盘对称轴水平向左的力，根据对称性可知，整个圆环对小球的电场力方向为沿着圆环对称轴水平向左，小球还受到绳子拉力和重力，三力平衡，假设成立，即小球带负电。（2）受力图如下图，设绳子与对称轴的夹角为θ，则有所以，小球三力平衡，则所以有（方向为沿圆盘对称轴水平向右）根据第一问的分析和电场叠加原理，圆环上电荷在小球处的电场强度为（方向为沿圆盘对称轴水平向右）

第十二章电能能量守恒定律章末检测题一、单选题1．如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为，额定电压为U，额定电流为I。将它与电动势为E的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（）

A．电源的内电阻为 B．电源输出功率C．电动机线圈电阻的发热功率 D．电动机输出的机械功率为2．如图所示为两个导体甲、乙串联接入电路后的I-U关系图线。由图线分析可知下列选项正确的是（）

A．加在导体甲两端的电压大B．经一段时间导线甲产生的热量多C．导体乙的电阻大D．导体乙消耗的电功率小3．如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片P缓慢从b向a滑动过程中（）

A．电流表示数变小 B．电源的效率增加C．通过的电流方向为从d到c D．滑动变阻器消耗的功率一直减小4．人体含水量约，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪如图甲所示，其原理就是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，其内部电路可简化为图乙，不计电源内阻。测量时，闭合开关，测试者两手分别握手柄A、B，体型相近的两人相比，脂肪含量高者握着手柄时（

）

A．电流表的读数更大 B．电压表的读数更大C．定值电阻R两端的电压更大 D．电压表的读数与电流表的读数的比值更小5．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表均为理想电表，当的滑片向左滑动时（

）

A．电压表读数变小B．电流表读数变大C．消耗的功率变大D．电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝对值不变6．如图所示是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图．当开关闭合时，灯不亮，灯亮，电流表有读数．电压表没有示数，则故障原因可能是（）

A．断路 B．短路 C．断路 D．短路7．如图所示是一款海上风力发电机，主要安装在近海。该型号风力发电机的叶轮直径长达200m，它运行起来可以自动调节使得叶轮转动的平面始终与风向垂直，把通过此圆面空气动能的10%转化为电能，已知空气的密度为1.2kg/m3。若某段时间内，该风力发电机所在地区的风速为10m/s，则此时风力发电机的发电功率约为（）

A．1.9×106kW B．1.9×103kW C．10.9×106kW D．10.9×103kW8．太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车。已知太阳辐射的总功率约为，太阳到地球的距离约为，假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的能量损耗，某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的转化效率约为15%。如果驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为5kW，且其中的来自于太阳能电池，则所需的太阳能电池板的面积至少约为（）A． B． C． D．二、多选题9．图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知，电动机内电阻，电阻。用它以的速度竖直向上匀速提升某重物时，理想电压表示数，重力加速度g取。不计一切阻力，则提升过程中（）

A．流经电动机的电流为 B．输入电动机的电功率为C．电动机输出的机械功率为 D．重物的质量为10．图1所示电路中滑动变阻器滑片从最右端向最左端滑动，过程中记录下多组对应的电表读数并画出电压表读数U和电流表读数I的关系图像，如图2。已知电路中所有电表均为理想表，根据图像信息，下列说法中正确的是（）

A．电源电动势为3VB．电源内阻为6ΩC．滑动变阻器阻值为6Ω时，其电功率最大D．滑动变阻器接人电路的最大阻值为12Ω11．如图甲所示电路中，定值电阻与滑动变阻器串联在电动势为、内阻为的电源两端，所有电表均为理想电表，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的，两直线所示，根据图上的已知信息，判断下列说法中正确的是（）A．滑动变阻器的最大阻值是B．电源的电动势，内阻C．当滑动变阻器时，定值电阻上消耗的电功率最大D．在电流表示数逐渐减小的过程中，电源的输出效率逐渐增大12．如图所示，直线、抛物线和分别为某一直流电源外接纯电阻电路中的总功率、外电路功率、电源内阻发热功率随路端电压变化的图线，但具体对应关系未知，根据图像可判断（

）A．图像对应图线，由图知电源电动势为，内阻为B．图像对应图线，外电路电阻为时，输出功率有最大值为C．图像对应图线，由图知电源电动势为，内阻为D．图像对应图线，由图知外电路最大功率为三、实验题13．小华同学新买了两节同一型号的干电池，并用这两节干电池串联起来组成一个电源给手电筒供电，他利用如图1甲所示的电路对这个电源的电动势和内阻进行了测量．所选用的器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电压表V（量程为0～3V，内阻很大），定值电阻R0＝10.0Ω，开关，导线若干，正确完成实验操作后利用取得的多组数据得到了如图2所示的—图像，并比较准确地测得了电源的电动势和内阻。（1）测量的结果如图1乙、丙，则电压表的读数为V，电阻箱的读数为Ω；（2）根据如图2所示的—图像，求出电源电动势E＝V，内阻r＝Ω。（计算结果保留三位有效数字）14．在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻，设计了如图所示的电路图。①如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在（选填“a”或“b”）处；②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E=V，内阻r=Ω。四、解答题15．如图所示，电源的电动势，电阻，电动机绕组的电阻，电键始终闭合。当电键断开时，电阻的电功率是525W；当电键闭合时，通过电阻的电流是，求：（1）电源的内电阻；（2）当电键闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。16．在如图所示的电路中R1=4Ω，R2=R3=8Ω，C=40μF。当开关S接1时，R2上消耗的电功率为8W，当开关S接2时，电压表示数为9V，试求：（1）开关S接1时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内阻；（3）开关S接3直到电路稳定时，通过R3的电荷量。17．如图所示，图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的示数随电流表示数的变化情况如图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。（1）电压表V1的示数随电流表示数的变化图线为图中的哪一条直线（2）求定值电阻R0的阻值和滑动变阻器的总电阻R（3）求电源的电动势E和内阻r

第十二章电能能量守恒定律章末检测题一、单选题1．如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为，额定电压为U，额定电流为I。将它与电动势为E的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（）

A．电源的内电阻为 B．电源输出功率C．电动机线圈电阻的发热功率 D．电动机输出的机械功率为【答案】D【解析】A．电动机恰好正常工作，根据闭合电路欧姆定律可得电源的内电阻为故A错误；BC．电源输出功率为因为直流电动机为非纯电阻元件，可知电动机内阻上消耗的电功率小于电动机的额定功率，有即故电动机线圈电阻的发热功率为故BC错误；D．电动机输出的机械功率为故D正确。故选D。2．如图所示为两个导体甲、乙串联接入电路后的I-U关系图线。由图线分析可知下列选项正确的是（）

A．加在导体甲两端的电压大B．经一段时间导线甲产生的热量多C．导体乙的电阻大D．导体乙消耗的电功率小【答案】C【解析】C．I-U图线中，斜率的倒数表示导体的电阻，由图可知故C正确；A．根据串联电路等流分压，可得即加在导体乙两端的电压大。故A错误；B．由焦耳定律，有可知经一段时间导线乙产生的热量多。故B错误；D．根据导体甲消耗的电功率小。故D错误。故选C。3．如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片P缓慢从b向a滑动过程中（）

A．电流表示数变小 B．电源的效率增加C．通过的电流方向为从d到c D．滑动变阻器消耗的功率一直减小【答案】C【解析】A．滑动变阻器的滑片P缓慢从b向a滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆欧姆定律可知，电路的电流增大，电流表示数增大，故A错误；B．电源的效率为当滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源效率减小，故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律有当滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路的电流增大时，路端电压减小，电容器电压减小，根据电容器定义式可知电荷量在减小，电容器在放电状态，所以通过的电流方向为从d到c，故C正确；D．把R1看作电源的内阻，滑动变阻器接入电路的电阻减小，若外电路的阻值先靠近等效电源的内阻后远离等效电源的内阻，等效电源的输出功率先变大后变小，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，若滑动变阻器消耗的功率一直减小，故D错误。故选Ｃ。4．人体含水量约，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪如图甲所示，其原理就是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，其内部电路可简化为图乙，不计电源内阻。测量时，闭合开关，测试者两手分别握手柄A、B，体型相近的两人相比，脂肪含量高者握着手柄时（

）

A．电流表的读数更大 B．电压表的读数更大C．定值电阻R两端的电压更大 D．电压表的读数与电流表的读数的比值更小【答案】B【解析】由题可知脂肪含量高者不容易导电，则电阻较大，所以脂肪含量高者握着手柄，电流较小，则定值电阻R两端的电压更小，电压表示数更大，电压表的读数与电流表的读数的比值更大。故选B。5．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表均为理想电表，当的滑片向左滑动时（

）

A．电压表读数变小B．电流表读数变大C．消耗的功率变大D．电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝对值不变【答案】D【解析】AB．当的滑片向左滑动时，接入电路中的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知电流表的读数减小，根据可知电源的内电压和R1两端电压均减小，则电压表的读数为所以电压表的读数增大，故AB错误；C．消耗的功率为可知消耗的功率在减小，故C错误；D．根据闭合电路欧姆定律得电压表两端电压为由上式得为U1-I图像的斜率，即为所以电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比的绝对值不变，故D正确。故选D。6．如图所示是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图．当开关闭合时，灯不亮，灯亮，电流表有读数．电压表没有示数，则故障原因可能是（）

A．断路 B．短路 C．断路 D．短路【答案】B【解析】AC．电流表有示数，说明电路故障不可能是断路，故AC错误；BD．电压表无示数，说明电压表并联部分短路或者串联部分断路，又因为不断路，只能电压表并联部分短路。综合判断，是L1短路，故B正确，D错误。故选B。7．如图所示是一款海上风力发电机，主要安装在近海。该型号风力发电机的叶轮直径长达200m，它运行起来可以自动调节使得叶轮转动的平面始终与风向垂直，把通过此圆面空气动能的10%转化为电能，已知空气的密度为1.2kg/m3。若某段时间内，该风力发电机所在地区的风速为10m/s，则此时风力发电机的发电功率约为（）

A．1.9×106kW B．1.9×103kW C．10.9×106kW D．10.9×103kW【答案】B【解析】选取Δt时间内的一段空气柱为研究对象，其质量为产生的电能为所以风力发电机的发电功率约为故选B。8．太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车。已知太阳辐射的总功率约为，太阳到地球的距离约为，假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的能量损耗，某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的转化效率约为15%。如果驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为5kW，且其中的来自于太阳能电池，则所需的太阳能电池板的面积至少约为（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根据题意，设太阳能电池板的面积为，则太阳能电池板接受太阳能的功率为又有联立解得故选C。二、多选题9．图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知，电动机内电阻，电阻。用它以的速度竖直向上匀速提升某重物时，理想电压表示数，重力加速度g取。不计一切阻力，则提升过程中（）

A．流经电动机的电流为 B．输入电动机的电功率为C．电动机输出的机械功率为 D．重物的质量为【答案】BD【解析】A．根据欧姆定律，有故A错误；B．输入电动机的电功率为故B正确；C．电动机输出的机械功率为又解得故C错误；D．设提升重物时的质量为m，则有解得故D正确。故选BD。10．图1所示电路中滑动变阻器滑片从最右端向最左端滑动，过程中记录下多组对应的电表读数并画出电压表读数U和电流表读数I的关系图像，如图2。已知电路中所有电表均为理想表，根据图像信息，下列说法中正确的是（）

A．电源电动势为3VB．电源内阻为6ΩC．滑动变阻器阻值为6Ω时，其电功率最大D．滑动变阻器接人电路的最大阻值为12Ω【答案】AC【解析】AB．根据闭合电路的欧姆定律有变式得即图像与纵轴得截距表示电源得电动势。结合图像可知，图像得斜率为即而解得而图线斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻之和，根据以上分析可得故A正确，B错误；C．将定值电阻并入电源内阻，记为，则电源端得输出功率显然，当时电源的输出功率最大，即当时电阻R消耗得功率最大，故C正确；D．当电路中的电流为时，根据可得而解得此时显然滑动变阻器接人电路的最大阻值大于12Ω，故D错误。故选AC。11．如图甲所示电路中，定值电阻与滑动变阻器串联在电动势为、内阻为的电源两端，所有电表均为理想电表，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的，两直线所示，根据图上的已知信息，判断下列说法中正确的是（）A．滑动变阻器的最大阻值是B．电源的电动势，内阻C．当滑动变阻器时，定值电阻上消耗的电功率最大D．在电流表示数逐渐减小的过程中，电源的输出效率逐渐增大【答案】BD【解析】A．当I1=1.0A时，电流最小，回路阻值最大，故滑动变阻器的触头在最右端，此时据欧姆定律可得可得A错误；B．当I2=4.0A时，电流最大，回路阻值最小，故滑动变阻器的触头在最左端，据欧姆定律可得联立解得，B正确；C．当滑动变阻器阻值为零时，回路电流最大，据可知，定值电阻上消耗的电功率最大，C错误；D．在电流表示数逐渐减小的过程中，外电路的阻值从增大到，电源的效率随外电阻的增大而增大，D正确。故选BD。12．如图所示，直线、抛物线和分别为某一直流电源外接纯电阻电路中的总功率、外电路功率、电源内阻发热功率随路端电压变化的图线，但具体对应关系未知，根据图像可判断（

）A．图像对应图线，由图知电源电动势为，内阻为B．图像对应图线，外电路电阻为时，输出功率有最大值为C．图像对应图线，由图知电源电动势为，内阻为D．图像对应图线，由图知外电路最大功率为【答案】AD【解析】AC．电路中的总功率可知图象对应图线a；由数学知识得知，图象a的斜率大小为当U=0时，=9W联立解得由于电源内阻的发热功率为由数学知识可知，图象的对应图线b，故C错误，A正确；BD．根据功率分配关系可得则有由数学知识可知，图象的对应图线c；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为时，输出功率最大，最大输出功率为故B错误，D正确故选AD。三、实验题13．小华同学新买了两节同一型号的干电池，并用这两节干电池串联起来组成一个电源给手电筒供电，他利用如图1甲所示的电路对这个电源的电动势和内阻进行了测量．所选用的器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电压表V（量程为0～3V，内阻很大），定值电阻R0＝10.0Ω，开关，导线若干，正确完成实验操作后利用取得的多组数据得到了如图2所示的—图像，并比较准确地测得了电源的电动势和内