贵州省铜仁地区思南中学2014-2015学年高二上学期期中物理试卷
一、选择题（每小题4分，共40分．每小题有一个或多个选项正确，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选的得0分）
1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是( )
A．电场线是客观存在的
B．电场线越密，电场强度越小
C．沿着电场线方向，电势越来越低
D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小
2．在静电场中，将一个电子由a点移到b点，电场力做功5eV，下面判断中正确的是( )
A．电场强度的方向一定由a指向b
B．电场强度的方向一定由b指向a
C．电子的电势能减少了5eV
D．a、b两点电势差Uab=5V
3．一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3h，待机时间100h”，则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )
A．1.8W，5.4×10﹣2W B．3.6W，0.108W
C．6.48×103W，1.94×102W D．0.6W，1.8×10﹣2W
4．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是( )
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零
D．场强大小相同的点电势不一定相同
5．如图，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是( )
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确
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6．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R1，它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的功率为P，则有( )
A．P=UI B．P=I2（R1+R2） C．P＞UI D．P＞I2（R1+R2）
7．有人在调制电路时用一个“100kΩ、W”的电阻和一个“300kΩ、W”的电阻串联，作为400kΩ的电阻使用，此时两串联电阻允许消耗的最大功率为( )
A．W B．W C．W D．W
8．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是( )
A．A、B两点电场强度相等，电势相等
B．A、B两点的电场强度不相等，电势相等
C．感应电荷产生的附加场强大小是|EA|＜|EB|
D．当电键K闭合时，电子沿导线移向大地
9．如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是( )
A．L1变亮，L2和L3皆变暗 B．L1变暗，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2变亮，L3变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
10．有一束带等量电荷的不同离子，组成的离子流，从同一点以垂直电场方向进入同一偏转电场，当飞出电场后在荧光屏上形成一个亮点，则( )
A．离子电性相同 B．离子进入电场的初速度相同
C．离子进入电场的初动能相同 D．离子飞越电场的时间相同
二、填空题（每空2分，共12分）
11．如图是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5cm，θ=53°，一带电量为﹣4×10﹣6C的微粒沿AB匀速运动，则此微粒的质量为__________kg．（取g=10m/s2）
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12．两平行板电容器的电容之比为C1：C2=3：2，带电量之比为Q1：Q2=3：1．若两个电子在电场力作用下分别从两电容器的负极板运动到正极板，两极板的电势差之比U1：U2__________．它们的动能增量之比△Ek1：△Ek2=__________．
13．一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=1mA，表头电阻Rg=500Ω，若改装成量程为Um=10V的电压表，应串联的电阻阻值为__________Ω．若将改装后的电压表再改装成量程为Um=100V的电压表，应再串联一个阻值为__________Ω的电阻．
三．实验题（每空2分，共12分）
14．某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验室提供了表中的器材．
小灯泡L（额定电压2.5V，额定电流250mA） 直流电源E（电动势3V，内阻不计）
电流表A1（量程300mA，内阻约0.5Ω） 电流表A2（量程500mA，内阻约0.2Ω）
电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ） 电压表V2（量程6V，内阻约6kΩ）
滑动变阻器（最大阻值约10Ω） 开关S，导线若干
（1）为了使实验误差尽可能小，应选用的电流表是__________，电压表是__________．
（2）若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路．如图1所示，请在图中完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在 0～2.5V范围连续变化，且尽可能减少实验误差．实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最__________ 端．（填“左”或“右”）
（3）该同学在正确完成实验后得到如图2所示的伏安特性曲线，他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电压的增大而增大”的规律．请你分析图线再写出一条规律：__________．
四、计算题（本题共36分，15、16题每题8分，17、18题每题10分）解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
15．如图所示，电源电动势E=6V，电源内阻不计．定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ．
（1）若在ab之间接一个C=100μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电量；
（2）若在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表，求电压表的示数．
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16．用一个额定电压为12V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示．求：
（1）在正常发光时，灯泡的电功率为多大？
（2）合上开关后，需要0.5s灯泡才能达到正常亮度，说明灯泡未达到正常亮度时电流比正常发光时的要大，计算灯泡电流的最大值．
（3）将灯泡与一电动机串联后接到20V电压上，电动机内阻为0.8Ω，灯泡恰好正常发光，电动机输出功率为多少？
17．如图所示，相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正电粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入，并打在N极板的正中央．不计重力，现欲把N极板远离M极板平移，使原样射入的粒子能够射出电场，就下列两种情况求出N极板至少移动的距离．
（1）电键S闭合；
（2）把闭合的电键S打开后．
18．如图所示，光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下，滑到最低位置B时，球对轨道的压力为2mg．求：
（1）小球所受电场力的大小和方向．
（2）带电小球在滑动过程中的最大速度．
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贵州省铜仁地区思南中学2014-2015学年高二上学期期中物理试卷
一、选择题（每小题4分，共40分．每小题有一个或多个选项正确，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选的得0分）
1．关于同一电场的电场线，下列表述正确的是( )
A．电场线是客观存在的
B．电场线越密，电场强度越小
C．沿着电场线方向，电势越来越低
D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小
考点：电场线；电势．
分析：电场线是为了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线电势降低．
解答： 解：A、电场线是人为引入，假象的线，并非真实存在的，故A错误；
B、电场线的疏密表示场强的强弱，电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱，故错误；
C、沿电场线电势降低，电势的高低与电场线的疏密无关，故C正确；
D、电势能的高低通过电场力做功来判断，沿电场线运动，电场力不一定做正功，电势能不一定减小，故D错误．
故选C．
点评：本题着重通过电场线考察了对电势、场强、电势能概念的理解情况，要理解它们的区别以及大小的决定因素．
2．在静电场中，将一个电子由a点移到b点，电场力做功5eV，下面判断中正确的是( )
A．电场强度的方向一定由a指向b
B．电场强度的方向一定由b指向a
C．电子的电势能减少了5eV
D．a、b两点电势差Uab=5V
考点：电势差与电场强度的关系；电势能．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：电子在电场中移动时，根据电场力做功不能确定场强方向．电场力做正功多少，电子的电势能就减小多少．由公式U=求出a、b两点电势差Uab．
解答： 解：
AB、电子由a点移到b点，电场力做功5eV，电子的位移方向不一定沿a到b，电场强度的方向不一定由b指向a．故A、B错误．
C、由于电场力对电子做功5eV，则电子的电势能就减少了5eV．故C正确．
D、a、b两点电势差Uab===﹣5V．故D错误．
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故选：C
点评：在应用公式U=解题时，U、W、q都要代入符号求解，还要注意电荷移动的方向和电势差的顺序．
3．一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3h，待机时间100h”，则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )
A．1.8W，5.4×10﹣2W B．3.6W，0.108W
C．6.48×103W，1.94×102W D．0.6W，1.8×10﹣2W
考点：电源的电动势和内阻．
专题：恒定电流专题．
分析：由图中所提供的“3.6V，500mA•h”，根据功和电功率的有关知识，可求通话时消耗的功率和待机时消耗的功率．
解答： 解：由图中所提供的电池的容量为“3.6V，500mA•h”，
则通话时消耗的功率为P1==600mW=0.6W，
待机时消耗的功率为P2==18mW=1.8×10﹣2W．
故选：D．
点评：根据电池铭牌提供的数据要能够从其中找出有用的信息，并且要能够正确的理解电池的容量3.6V，500mA•h．
4．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是( )
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电势为零的地方场强也一定为零
C．场强为零的地方电势也一定为零
D．场强大小相同的点电势不一定相同
考点：电势；电场强度．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：场强与电势没有直接关系．场强越大的地方电势不一定越高，场强为零的地方电势不一定为零．电势为零是人为选取的．
解答： 解：A、沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场线密的地方，电场强度大，电场线疏的地方电场强度小．电势高的地方电场强度不一定大，电场强度大的地方，电势不一定高．故A错误．
B、电势为零是人为选取的，则电势为零的地方场强可以不为零．故B错误．
C、场强为零的地方电势不一定为零，电势为零是人为选取的．故C错误．
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D、在匀强电场中，场强处处相等，但沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以场强大小相同的点电势不一定相同，故D正确．
故选D．
点评：对于电势与场强的大小关系：两者没有关系，可根据电势高低看电场线的方向，场强大小看电场线疏密来理解．
5．如图，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是( )
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确
考点：带电粒子在匀强电场中的运动；电容器的动态分析．
专题：带电粒子在电场中的运动专题．
分析：粒子运动过程只有电场力做功，根据动能定理列出末动能与电场力做功的关系，判断末速度的大小．
解答： 解：粒子运动过程只有电场力做功，
根据动能定理：eU=mv2，
A、两板间距离越大，场强E=越小，加速时间越长，因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故A错误．
B、两板间距离越小，场强E=越大，加速度越大，因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故B错误．
C、根据动能定理：eU=mv2，虽然极板间距发生变化，但是电压不变，所以最后的末速度大小不变，故C正确．
故选：C
点评：电场力做功仅与加速的电压高低有关，当极板间的间距发生变化时要首先判断极板间的电压是否发生变化．
6．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R1，它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的功率为P，则有( )
A．P=UI B．P=I2（R1+R2） C．P＞UI D．P＞I2（R1+R2）
考点：电功、电功率．
专题：恒定电流专题．
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分析：在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．
解答： 解：A、C、电吹风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小应该是用P=IU来计算，所以总功率P=IU，所以A正确，而C错误．
B、D、电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为I2（R1+R2），吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率，所以B错误，D正确．
故选：AD．
点评：对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
7．有人在调制电路时用一个“100kΩ、W”的电阻和一个“300kΩ、W”的电阻串联，作为400kΩ的电阻使用，此时两串联电阻允许消耗的最大功率为( )
A．W B．W C．W D．W
考点：电功、电功率．
专题：恒定电流专题．
分析：两电阻串联，电流相等，最大电流不能超过额定电流的最大值，根据P=I2R求出最大功率．
解答： 解：根据P=I2R知，“300kΩ，W”的电阻的额定电流小，所以该电路中的电流不能超过该电阻的额定电流，Im=，则最大总功率P总=Im2（R1+R2）==×W=W．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
点评：解决本题的关键知道串联电路电流相等，最大电流不能超过额定电流最小的电阻，以及掌握功率的公式P=I2R．
8．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是( )
A．A、B两点电场强度相等，电势相等
B．A、B两点的电场强度不相等，电势相等
C．感应电荷产生的附加场强大小是|EA|＜|EB|
D．当电键K闭合时，电子沿导线移向大地
考点：静电场中的导体；电势．
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专题：电场力与电势的性质专题．
分析：枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会定向移动移动．当点电荷移走后，电荷恢复原状．
解答： 解：A、枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故A正确．
B、A、B两点场强相等，且都为零，故B错误．
C、点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强，在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，叠加后电场为零，所以感应电荷产生的附加电场EA＞EB故C错误．
D、当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D错误．
故选：A
点评：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体．
9．如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是( )
A．L1变亮，L2和L3皆变暗 B．L1变暗，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2变亮，L3变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
考点：闭合电路的欧姆定律．
专题：恒定电流专题．
分析：电路中电灯L2与变阻器串联后与灯泡L3并联，最后再与L1串联；当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，变阻器电阻R减小，总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律判断干路电流的变化情况，然后逐步判断各个各个部分的电流和电压情况．
解答： 解：当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律干路电流增加，故灯泡L1变亮；
并联电路的电压U并=U﹣IRL1，故并联电路电压变小，灯泡L3变暗；
干路电流增加，而通过灯泡L3的电流变小，故通过灯泡L2的电流增加，则灯泡L2变亮；故ABC错误，D正确．
故选：D．
点评：本题是动态分析问题，通常按照局部→整体→局部的思路进行分析，也可直接根据串联电路分压规律进行分析．
10．有一束带等量电荷的不同离子，组成的离子流，从同一点以垂直电场方向进入同一偏转电场，当飞出电场后在荧光屏上形成一个亮点，则( )
A．离子电性相同 B．离子进入电场的初速度相同
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C．离子进入电场的初动能相同 D．离子飞越电场的时间相同
考点：带电粒子在匀强电场中的运动．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：飞出电场后在荧光屏上形成一个亮点，说明了这些粒子具有相等的偏转量，写出粒子偏转量的公式，即可找到合适的物理量．
解答： 解：A：粒子的偏转方向相同，因此必须具有相同的电性．故A正确；
BCD：粒子的加速度：a==，穿越电场的时间：t=，偏转量：y=．
据题，这些离子的电荷量q相等，L、E和y相等，说明mv2相等，离子进入电场的初动能相同，而初速度、运动时间不一定相同．故C正确，BD错误．
故选：AC
点评：该题考查带电粒子在电场中的偏转物体，属于该知识点中的基本题型．写出加速度与穿越电场的时间的表达式，进而求出偏转量即可．属于简单题
二、填空题（每空2分，共12分）
11．如图是某匀强电场的等势面示意图，A、B两点相距5cm，θ=53°，一带电量为﹣4×10﹣6C的微粒沿AB匀速运动，则此微粒的质量为2×10﹣4kg．（取g=10m/s2）
考点：带电粒子在混合场中的运动．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：微粒沿AB匀速运动，所受的重力与电场力平衡．先根据A、B两点间的距离和电势差求出场强，再由平衡条件求解微粒的质量．
解答： 解：设匀强电场的场强大小为E，则：
E====500V/m
因微粒匀速运动，则有mg=qE，
则得：m==kg=2.0×10﹣4kg；
故答案为：2×10﹣4
点评：本题要掌握场强与电势差关系公式U=Ed，知道d是沿电场线方向的距离，即两个等势面间的距离．
12．两平行板电容器的电容之比为C1：C2=3：2，带电量之比为Q1：Q2=3：1．若两个电子在电场力作用下分别从两电容器的负极板运动到正极板，两极板的电势差之比U1：U22：1．它们的动能增量之比△Ek1：△Ek2=2：1．
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考点：电容；电势差．
专题：电容器专题．
分析：由C=可得从而求得电势差之比．动能之比等于电场力做功之比．
解答： 解：由 可得==
动能之比等于做功之比：则==
故答案为：2：1 2：1
点评：明确是容的表达式及电场力做功的表达式，不难
13．一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=1mA，表头电阻Rg=500Ω，若改装成量程为Um=10V的电压表，应串联的电阻阻值为9.5×103Ω．若将改装后的电压表再改装成量程为Um=100V的电压表，应再串联一个阻值为9×104Ω的电阻．
考点：把电流表改装成电压表．
专题：实验题．
分析：把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值．
解答： 解：把电流表改装成10V的电压表需要串联电阻阻值：R=﹣Rg=﹣500=9.5×103Ω，
把电压表改装成100V的电压表需要再串联电阻的阻值：R′=﹣R﹣Rg=﹣9.5×103﹣500=9×104Ω；
故答案为：9.5×103；9×104．
点评：本题考查了电压表的改装，知道电压表的改装原理、应用串联电路特点与欧姆定律可以解题，本题是一道基础题．
三．实验题（每空2分，共12分）
14．某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验室提供了表中的器材．
小灯泡L（额定电压2.5V，额定电流250mA） 直流电源E（电动势3V，内阻不计）
电流表A1（量程300mA，内阻约0.5Ω） 电流表A2（量程500mA，内阻约0.2Ω）
电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ） 电压表V2（量程6V，内阻约6kΩ）
滑动变阻器（最大阻值约10Ω） 开关S，导线若干
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（1）为了使实验误差尽可能小，应选用的电流表是A1，电压表是V1．
（2）若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路．如图1所示，请在图中完成其余的电路连接，要求小灯泡两端的电压能在 0～2.5V范围连续变化，且尽可能减少实验误差．实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最左 端．（填“左”或“右”）
（3）该同学在正确完成实验后得到如图2所示的伏安特性曲线，他从图线中得到“通过小灯泡的电流随电压的增大而增大”的规律．请你分析图线再写出一条规律：小灯泡的电阻随温度的升高而增大．
考点：描绘小电珠的伏安特性曲线．
专题：实验题．
分析：题①中根据小灯泡的额定电流大小来选择电压表的量程，根据测定伏安特性曲线实验可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；题②画出“分压外接”电路图即可；题③根据图象的认识可明确电流及电阻的变化．
解答： 解：（1）由题意及图中的坐标可知，电流最大值约为250mA；故电流表选择A1；电压最大值为2.5V，则电压表选择V1；
（2）要电压范围要求从零开始调节，故电压表选择分压式接法；灯泡内阻一般较小；故电流表选用外接法；实物图如图所示；
（3）由图可知，随电压的增大，电流增大；而在I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的电阻随温度的升高而增大；
故答案为：（1）A1；V1；（2）如图所示；（3）小灯泡的电阻随温度的升高而增大．
点评：本题应明确：①应根据待测电阻的额定电压来选择电压表量程；②当实验要求电流从零调或当变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节．
四、计算题（本题共36分，15、16题每题8分，17、18题每题10分）解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
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15．如图所示，电源电动势E=6V，电源内阻不计．定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ．
（1）若在ab之间接一个C=100μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电量；
（2）若在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表，求电压表的示数．
考点：闭合电路的欧姆定律；电容．
专题：恒定电流专题．
分析：（1）电路稳定后，电容器的电压等于R2的电压．对于电路结构，电容器相当开关断开．求出电压，即可求出电容器的电量．
（2）在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表，电压表相当一个电阻，电路结构是电压表与R2并联，再与R1串联．根据欧姆定律求出电压表的示数．
解答： 解：（1）设电容器上的电压为Uc．则
电容器的带电量Q=CUC，代入解得：Q=4×10﹣4C
（2）设电压表与R2并联后电阻为R并=
则电压表上的电压为：UV=E
解得：UV=3V
答：（1）电容器上所带的电量为4×10﹣4C；
（2）若在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表，电压表的示数为3V．
点评：对于电容器，关键在于电压的计算，当电容器与电阻并联时，电容器等于并联电阻的电压．对于有一定内阻的电压表，看成可测量电压的电阻．
16．用一个额定电压为12V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示．求：
（1）在正常发光时，灯泡的电功率为多大？
（2）合上开关后，需要0.5s灯泡才能达到正常亮度，说明灯泡未达到正常亮度时电流比正常发光时的要大，计算灯泡电流的最大值．
（3）将灯泡与一电动机串联后接到20V电压上，电动机内阻为0.8Ω，灯泡恰好正常发光，电动机输出功率为多少？
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考点：电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．
专题：恒定电流专题．
分析：（1）由图读出电压为12V时电阻，求出在正常发光时，灯泡的电功率．
（2）金属的电阻率随温度升高而增大．灯泡未达到正常亮度时，灯丝温度低，电阻小，电压一定时，电流比正常发光时的电流大．由图读出最小的电阻值，再求出电流的最大值．
（3）由串并联电路规律及功率公式可求得电动机的输出功率．
解答： 解：（1）正常发光时U=12V，由图读出R=8Ω
则P==18W
（2）灯泡未达到正常亮度时，灯丝温度低，电阻小，电压一定，由I=得，电流大．刚合上开关的瞬间，电阻的最小值Rmin=1Ω，电流的最大值Imax==12A．
（3）灯泡正常发光时，流过灯泡的电流I=
电动机两端的电压U=U总﹣UL=20﹣12=8V；
UI=I2r+P出
解得：P出=10.2W；
答：（1）在正常发光时，灯泡的电功率为18W；
（2）灯泡未达到正常亮度时，灯丝温度低，电阻小，电压一定，电流大．电流的最大值为12A．
（3）输出功率为10.2W．
点评：本题考查基本的读图能力．对于金属电阻与温度的关系要记牢，与半导体的区别要抓住．
17．如图所示，相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正电粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入，并打在N极板的正中央．不计重力，现欲把N极板远离M极板平移，使原样射入的粒子能够射出电场，就下列两种情况求出N极板至少移动的距离．
（1）电键S闭合；
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（2）把闭合的电键S打开后．
考点：带电粒子在匀强电场中的运动．
专题：带电粒子在电场中的运动专题．
分析：以一定速度垂直进入偏转电场，由于速度与电场力垂直，所以粒子做类平抛运动．这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动．根据运动学公式解题．
解答： 解：（1）S1闭合时，两极板间电压U不变，有
d=，d+x1=
得
解得：x1=d
（2）断开S后，两极板间场强E不变，
于是d=，
得，
解得：x2=3d
答：（1）若开关S始终闭合，则这个距离应为d；
（2）若在开关S断开后再移动N板，这个距离又应为3d
点评：带电粒子在电场中偏转时做匀加速曲线运动．应用处理类平抛运动的方法处理粒子运动，关键在于分析临界条件，同时注意当电荷量不变时，只改变两板间的距离，则E不变．
18．如图所示，光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下，滑到最低位置B时，球对轨道的压力为2mg．求：
（1）小球所受电场力的大小和方向．
（2）带电小球在滑动过程中的最大速度．
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考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．
专题：动能定理的应用专题．
分析：（1）设小球运动到最底位置B时速度为v，小球从A处沿槽滑到最底位置B的过程中，根据动能定理结合向心力公式联立方程即可求解；
（2）小球在滑动过程中最大速度的条件：是小球沿轨道运动过程某位置时切向合力为零，设此时小球和圆心间的连线与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系及动能定理即可求解．
解答： 解：（1）设小球运动到最底位置B时速度为v，此时有：
设电场力方向向右，则有：
解得：F=，方向与假设相符，水平向右
（2）速度最大时，合力与速度方向垂直
设此时重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为θ，有：
，，
解得：
答：（1）小球受到电场力的大小为，方向水平向右；
（2）带电小球在滑动过程中的最大速度为．
点评：本题主要考查了动能定理及向心力公式的直接应用，要注意电场力方向的判断，难度适中．
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