【知识点详解】
1. **矢量与标量**:题目中提到的物理量有电场强度(矢量)、电势差(标量)、电势能(标量)、电动势(标量)。矢量是既有大小又有方向的物理量,如电场强度;而标量只有大小,没有方向,如电势差、电势能、电动势。
2. **库仑定律**:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循库仑定律,力的大小与两电荷的乘积成正比,与两电荷间距离的平方成反比,且同号相斥,异号相吸。题目中电荷量变为原来的2倍,根据库仑定律,静电力变为原来的4倍。
3. **电场线性质**:电场线是用来形象表示电场强度方向和大小的曲线。越接近电场线密集的地方,电场强度越大。题目中未给出具体电场线分布,但根据电场线的特性,电场强度Ea、Eb、Ec的比较需要依据电场线的疏密程度。
4. **静电的应用与防护**:A是防静电措施,B是利用静电进行除尘,C是防静电,D也是防静电。因此,属于利用静电的现象是B。
5. **电容的U-Q图像**:电容器的电压U与其所带电荷量Q的关系满足Q=CU,其中C是电容,U-Q图像应是一条过原点的直线。选择正确的图像需要根据电容的定义。
6. **电流计算**:电流I等于电荷量Q除以时间t,即I=Q/t。题目中10s内通过导体横截面的电荷量为4C,所以电流I=4C/10s=0.4A。
7. **能量单位**:电子伏特(eV)是能量的单位,代表一个电子被加速到1V电位差时获得的能量。
8. **电流表和电压表的使用**:电流表并联在电路中测量电流,电压表串联测量电压。如果内阻不可忽略,电压表的读数会高于实际电压,电流表的读数会低于实际电流。
9. **电位器原理**:电位器是通过改变电阻值来调节电流或电压的设备。根据电路连接方式和滑动触头的移动方向,可以判断灯泡亮度的变化。
10. **电路并联分析**:电路中点亮的电灯增多,相当于总电阻减小,根据欧姆定律,电流增大,但由于电源电压恒定,每个电灯两端的电压会减小,因此电灯亮度变暗。
11. **电阻与U-I关系**:在U-I坐标系中,斜率代表电阻,斜率越大,电阻越大。通过比较a、b、c、d四点的斜率,可以确定电阻值最大的点。
12. **安培力方向**:通电直导线在磁场中的安培力方向由左手定则确定,拇指指向电流方向,其余四指弯曲指向磁场方向,手掌方向即为安培力方向。
13. **磁通量计算**:磁通量φ=BAS,其中B是磁感应强度,A是导线环面积,S是环面与磁场的夹角。题目中S=0.50m²,B=2.0×10^(-2)T,S=90°,所以磁通量φ=BAS=1.0×10^(-2)Wb。
14. **静电现象**:静电放电是因为不同电荷间的相互作用。小明手指带负电,靠近金属门把手时,金属作为良导体会被感应出正电荷,形成放电。
15. **电动机的工作原理**:电动机消耗的电功率P=UI,发热功率P热=I^2R,输出功率P出=P-P热。电动机工作效率η=P出/P。根据题目数据计算各项功率。
16. **质子疗法**:质子疗法利用高速质子束治疗肿瘤,质子加速需要特殊的加速设备,如粒子加速器,通过电磁场的作用使质子获得高速。
以上是高二物理期末考试试题中涉及的主要知识点,包括矢量与标量的概念、库仑定律、电场线、静电应用、电流计算、电容特性、电表使用、电位器、电路并联分析、电阻与电流关系、安培力方向、磁通量、静电放电以及电动机的工作原理。