高中物理电学部分涵盖了许多关键概念,包括电场力、电势、电势能、电容器、滑动变阻器、电流、电压、磁感应强度、安培力以及磁通量。下面对这些知识点进行详细解释:
1. 电场力与功:电场力对电荷做的功取决于电荷移动路径上的电势差。如题中所述,如果一个正电荷从高电势移向低电势,电场力做负功;反之,如果从低电势移向高电势,电场力做正功。因此,选项C(电场力先做正功再做负功)可能是正确的。
2. 电势与电势能:电势是一个位置相关的量,表示单位正电荷在该点具有的电势能。在电势高的地方,正电荷的电势能大,负电荷的电势能小。所以,对于点和b点,若点的电势高,正电荷+q在该点的电势能较大,选项B可能是正确的。
3. 同种电荷间的相互作用:两个带有同种电荷的小球会相互排斥,导致它们之间的角度取决于电量的大小。电量较大的小球会产生更大的力,使悬线的夹角更大,选项B可能是正确的。
4. 接触后的电荷分布:两个相同小球接触后,电荷会平均分配,所以如果原来电量不同,接触后两球电量相等,原来的电荷分布不平衡状态会改变,可能导致夹角变化,选项C可能是正确的。
5. 电容器的特性:题目中的电容器标识表明这是一个固定电容,有极性区分,使用时需注意正负极连接,选项B是正确的。
6. 滑动变阻器的影响:滑动变阻器可以改变电路中的电阻,中点连接时,负载电阻的一半会分得电压的一半,但当滑片移动时,电压分配会变化。选项B(Rf的电压小于U/2)可能是正确的。
7. 断开滑动变阻器:如果断开b端,Rf的电压将在0到U/2之间变化,因为滑动变阻器不再影响Rf的电压,选项D可能是正确的。
8. 变阻器增加对电流和电压的影响:增加R的阻值会减小通过电源的电流,但会增加路端电压,选项B和C是正确的。
9. 电流与电压的变化:R的阻值增加,其两端电压可能增加,但通过R的电流会减少,选项A和B是正确的。
10. 电源功率与效率:总功率和效率的变化取决于电源的具体类型和负载情况,但通常来说,效率提高可能伴随着总功率的降低,选项A是正确的。
11. 磁感应强度:磁感应强度的大小与导线受力不成正比,当导线不受力时,磁感应强度不一定为零,而磁感线的密度可以反映磁感应强度的大小,选项C是正确的。
12. 磁感应强度方向:磁感应强度的方向是小磁针静止时北极的指向,与电流受力方向垂直,选项B是正确的。
13. 安培力:通电导线在磁场中受力的方向与电流和磁场垂直,选项C和D是正确的。
14. 磁通量:磁通量与磁场强度和线圈面积的乘积以及磁场与线圈平面的夹角有关,磁感应强度大并不意味着磁通量大,选项A是错误的。
这些知识点构成了高中物理电学的基础,理解和掌握它们对于解决实际问题至关重要。在学习过程中,学生需要通过大量的习题来加深理解,并能灵活应用这些原理去解释和预测物理现象。