【知识点详解】
1. **库仑定律**:题目中提到的两个金属球因带电而相互排斥,根据库仑定律,两个带电体之间的力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。当两球接触后分开,它们的电荷会平均分配,因此它们之间的相互作用力也会改变。
2. **电场强度公式**:E=F/q 描述了电场强度与作用力和检验电荷的关系,但电场强度E是电场本身的属性,与检验电荷q的大小无关,仅与产生电场的源电荷及位置有关。选项C正确表达了这一点。
3. **平行板电容器**:电容器的电量Q由电容器的电容C和两端电压U决定,Q=CU。当极板移动时,如果电容器连接电源,Q不会变;若断开电源,Q不变但极板距离改变,会导致电场强度E变化,从而影响电压U。题目中电容器与电源断开,故Q不变,但U和E会随极板距离改变。
4. **电阻率**:电阻率ρ是材料固有的属性,与导体的形状无关,仅与材料和温度有关。选项A和B错误,C的表述不全面,因为电阻取决于电阻率、长度和横截面积。D正确,某些合金如锰铜、康铜等的电阻率受温度影响很小。
5. **电路分析**:滑动变阻器会影响电路的总电阻,进而影响各支路的电流。题目中没有给出电路的具体连接方式,但根据常识,滑动变阻器可能改变并联或串联电路的总电阻,从而影响各灯泡的亮度。
6. **电动机的工作原理**:电动机的输出功率P出等于输入功率P入减去发热功率P热,即P出=P入-I^2R。由此计算,题目中的电动机的输出功率是P出=2W。
7. **安培力公式**:安培力F=BILsinθ,其中B是磁感应强度,I是电流,L是电流的有效长度,θ是电流方向与磁场方向的夹角。当θ=90°时,安培力最大。题目中给出的电流和磁感应强度以及导线长度,使得安培力的最大值为0.2N,故0.4N是不可能的。
8. **粒子在磁场中的运动**:粒子在磁场中沿圆周运动,电荷的正负决定了其受力方向,进而决定了运动方向。从径迹可以看出,粒子在从a到b的过程中动能减小,说明电场力与运动方向相反,因此粒子带负电。
9. **感应电流条件**:产生感应电流的必要条件是闭合电路中磁通量发生变化。选项中只有当线圈切割磁感线时,磁通量会发生变化,才可能产生感应电流。
10. **电磁感应**:感应电流的磁场方向由楞次定律确定,不一定与原磁场方向相反;闭合线圈在变化的磁场中,只有当磁通量变化时才产生感应电流;磁通量变化越快,感应电动势越大,这是法拉第电磁感应定律;磁通量变化大,感应电动势不一定大,还取决于变化时间。
11. **电磁学历史**:法拉第发现了电磁感应现象,安培提出了分子电流假说,而电流磁效应是奥斯特发现的。选项A和C正确,B错误,电场是真实存在的物理场,D错误。
12. **电场线和粒子运动**:电场线的疏密表示电场强度的大小,负电荷会逆着电场线方向运动。a点的电场线更密,加速度较大,动能较小,而电场线方向从b指向a,说明b点电势低于a点。
13. **闭合电路欧姆定律**:在闭合电路中,电流I=ε/R总(总电阻),路端电压U=ε-Ir(内阻电压)。电流越大,路端电压越小,反之外电阻越大,路端电压越大。选项C和D正确。
14. **电子在磁场中的运动**:电子做匀速直线运动,说明它不受洛伦兹力的作用,因此此区域没有垂直于电子速度的磁场。
以上知识点涵盖了高中物理中电场、磁场、电磁感应、电路分析、电容器、电动机、电阻率、粒子在电场磁场中的运动等多个重要概念和规律。