山东省聊城市第四中学高中物理期末复习《电场和电流》2 新人教版选修3-1
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【知识点详解】 1. **电阻定律与电阻变化**: - 电阻的大小与材料、长度、横截面积以及温度有关。题目中的铝线在拉伸后,横截面积变小,长度增加,导致电阻增大。根据电阻定律 \( R = \rho \frac{L}{A} \),其中 \( \rho \) 是电阻率,L 是长度,A 是横截面积,当直径变为原来的 \( \frac{1}{10} \),横截面积变为原来的 \( \frac{1}{100} \),长度则会相应延长,因此电阻会大幅增加,答案为D,100千欧。 2. **电阻并联与串联的功率关系**: - 串联电路中,电阻的总和等于各个电阻之和,而并联电路中,总电阻等于各个电阻倒数之和的倒数。串联时功率为P,当四个电阻并联,其等效电阻减小为原来的 \( \frac{1}{4} \),因此功率会变为原来的16倍,答案为D,16P。 3. **电路中的电流变化**: - 当可变电阻 R 的滑片移动时,会影响整个电路的总电阻。若 R 变小,总电阻减小,根据欧姆定律 \( I = \frac{V}{R} \),电流 I1 和 I2 都会增大;若 R 变大,总电阻增加,电流 I1 减小,而 I2 因为 R2 未变,所以 I2 会相对增大,故选B。 4. **电源输出功率与负载电阻的关系**: - 电源输出功率最大时,负载电阻等于电源内阻。题目中电源内阻为 2Ω,当输出功率为 4W 时,可变电阻 R 应等于内阻,答案为B,2Ω。 5. **电动机的工作原理**: - 电动机的总功率等于输入功率,而提升重物消耗的功率等于重力势能的增加,即重力乘以速度。根据题目给出的数据,电动机的总功率是电动势乘以电流,提升重物的功率是500N*0.9m/s,所以电动机消耗的总功率为550W,提升功率为450W。电动机线圈的电阻可以通过欧姆定律计算,电流乘以电压减去机械功率等于热功率,即 \( I^2R = P_{电能} - P_{机械} \),所以R为 \( \frac{(E-Iv)^2}{4P} \),答案为C,3Ω。 6. **电荷平衡与静电力**: - 当两个带同种电荷的小球张角相等时,表明它们受到的库仑力和重力达到平衡。因为角度相等,所以两球的静电力臂相等,由库仑定律和力矩平衡,两球的电量关系可能满足 \( \frac{m_1}{m_2} = \frac{q_1^2}{q_2^2} \),但无法仅凭此确定电量的具体值,答案可能是B或D。 7. **电荷系统平衡**: - 三个点电荷系统平衡,意味着任意两点电荷的连线中点的电场力为零。若丙在甲乙连线的外侧,且电量大于q,才能使甲乙两点电荷受到的电场力合力为零。因此,丙带正电且电量大于q,答案为B。 8. **电场中的能量转换**: - 在电场中运动的带电粒子,动能、电势能和重力势能之间存在转换。对于小球,从最高点到最低点,重力做正功,电场力也可能做功。但题目中并未明确电场力的方向,无法直接得出电场力做功与动能、电势能的关系,所以不能确定选项。 9. **带电液滴在电场中的运动**: - 带负电的液滴在电场中下落减速至静止,表明电场力与重力方向相反,对液滴做负功,减少其动能并转化为电势能。若液滴带正电,电场力与重力同向,液滴将加速下落,但题目中没有提供足够的信息来确定液滴的具体速率。 10. **电容器中油滴的动态变化**: - 打开电容器两极板,电场强度发生变化,油滴受到的电场力也改变。如果油滴原来静止,那么油滴将继续保持静止,因为力矩平衡。若油滴原本加速,打开极板后,油滴将减速,但题目中未提供油滴初始状态,所以无法判断油滴的具体运动。同时,电荷会从高电势流向低电势,因此电流计中电流由a流向b,答案为D。 11. **电场力与加速度关系**: - 场强与加速度成正比,电场力做功与电势能变化的关系遵循 \( W = \Delta E_p \)。由题目可知,从 A 到 B 电势能的减少相同,但电场力不同,所以加速度之比为100:1。移动电子时,电场力做功等于电势能变化,可计算出功。 12. **质子与α粒子加速**: - 为了让质子和α粒子获得相同动能,需要克服的电势能相同。由于质子带一个单位正电荷,α粒子带两个单位正电荷,所以质子所需的电势差是α粒子的一半,即 \( U_1 : U_2 = 1 : 2 \)。 13. **电容与电量**: - 电容器的电量与两端电压和电容成正比,即 \( Q = CV \)。根据题目中给出的电阻和电容值,可以计算出每个电容上的电量。 14. **电阻率的测量**: - 读取螺旋测微器的精度读数,计算金属丝的直径。设计伏安法实验电路,通常采用分压式或电流表内接法,根据欧姆定律计算电阻率。实验中注意选择合适的电流表和电压表,以避免读数误差。 以上就是基于题目内容解析的多个物理知识点,包括电阻定律、电场力、电势能、电路分析、电容器、电动力学等多个方面的知识。
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