2022-2022学年湖南省师范大学附中高二（上）期中物理试卷（文科） 一、单项选择题（共15小题，每小题4分，满分60分）1．在两块带等量异种电荷的平行金属板M、N之间，垂直于金属板放置一个原来不带电的金属棒AB，如图所示，当达到静电平衡后，以下说法中不正确的是（ ）A．金属棒上A、B两端所带电荷等量异种B．由于静电感应，金属棒的A端带正电荷C．由于静电感应，金属棒的A端带负电荷D．去掉金属棒后，金属棒AB两端不带电 2．关于元电荷与点电荷，下列正确的说法是（ ）A．元电荷就是点电荷B．元电荷电量为1C，目前被认为是自然界中电荷的最小单元C．只有体积很小且带电量很小的电荷，才能看作点电荷D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理 3．由库仑定律可知，真空中两个集中的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F=k，式中k为静电力常量，若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（ ）A．kg•A2•m3B．kg•A﹣2•m3C．N•m2•C﹣2D．N•m2•A﹣2 4．在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P，P点与q1的距离为r，把一个电量为q2的试探电荷放在P点，它受的静电力为F，则P点电场强度的大小等于（ ）-21-\nA．B．C．kD．k 5．某电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）A．a点场强和c点场强相同B．c点场强大于b点场强C．若将一检验电荷+q由a点移至b点，它受到的电场力增大D．若将一电子放在d点，它受到的电场力方向沿着d点的电场方向 6．如图，为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（ ）A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由放电极指向集尘极C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 7．下列做法中是为了防止静电产生的危害的是（ ）A．在高大的建筑物顶端装上避雷针B．小汽车顶上装有一根露在外面的小天线C．在高大的烟囱中安装静电除尘器D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆 -21-\n8．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标的含义，下列说法正确的是（ ）A．工作人员加油时间不能穿脱衣服是为了防止汽油溅到身上B．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．制作这些图标的依据是感应起电原理 9．下列说法中正确的是（ ）A．电流的方向就是电荷移动的方向B．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C．电流都是由电子的移动形成的D．电流是有方向的量，所以是矢量 10．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断．由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别．那么熔丝熔断的可能性较大的是（ ）A．横截面积大的地方B．横截面积小的地方C．同时熔断D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方 11．通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为，则在时间t内产生的热量为（ ）A．4QB．2QC．D． -21-\n12．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下面四个物理量表达式中，不属于比值法定义式的是（ ）A．电阻R=B．加速度a=C．电场强度E=D．电流强度I= 13．如图所示，Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷，MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足，下列说法不正确的是（ ）A．若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电场强度一定相等B．若两电荷是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的C．若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度方向不同D．若两电荷是同种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，与HG上各点相比是最大的 14．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（ ）A．UB．C．RD． 15．某同学从电子市场购买一款手机电池板如图所示，他根据电池板上的标识，所做判断正确的是（ ）-21-\nA．该电池的电动势为4.2VB．该电池的电动势为3.7VC．该电池一次充电能储存的最大电荷量为2CD．该电池一次可以提供的最大电能为7.4×103J 二、填空题（每空2分，共20分）16．自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是 ，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是 ． 17．家用的燃气灶常常安装电子点火器，如图，电子点火器的放电电极做成了针尖形．这样做的目的是为了利用 现象． 18．平行板电容器两极板间的距离和介质确定后，当两极板的正对面积增大时，其电容 （填“增大”、“减小”或“不变”）b平行板电容器两极板的正对面积和介质确定后，当两极板间距离增大时，其电容 （填“增大”、“减小”或“不变”）． 19．导体中的电流是5μA，那么在3.2S内有 C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于 个电子通过该截面． -21-\n20．一个标明“1kΩ，10W”的电阻，允许加在这个电阻两端的最大电压为 ．当这个电阻两端的电压为40V时，它消耗的实际功率为 ．（设电阻阻值不随温度变化） 21．带电小球带电量为+q，用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中，场强为E，平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角，重力加速度为g．则小球质量为m= ． 三、计算题（共20分）22．P是点电荷Q电场中的一点，P到点电荷Q的距离r=0.1m．将一个电荷量q=1.0×10﹣10C的点电荷放到P点，受到的电场力F=9.0×10﹣5N，已知静电力常量K=9.0×109N•m2/C2．求：（1）点电荷Q在P处的电场强度的大小（2）点电荷Q的电荷量． 23．（12分）（2022秋•湖南校级期中）用一个额定电压为U=12V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化图象如图所示．求：（1）在正常发光时，灯泡的电功率为多大？（2）将灯泡与一电动机串联后接到U′=20V电源上，电动机内阻为R′=0.8Ω，灯泡恰好正常发光，电动机发热功率为多少？电动机输出机械功率为多少？ 2022-2022学年湖南省师范大学附中高二（上）期中物理试卷（文科）-21-\n参考答案与试题解析 一、单项选择题（共15小题，每小题4分，满分60分）1．在两块带等量异种电荷的平行金属板M、N之间，垂直于金属板放置一个原来不带电的金属棒AB，如图所示，当达到静电平衡后，以下说法中不正确的是（ ）A．金属棒上A、B两端所带电荷等量异种B．由于静电感应，金属棒的A端带正电荷C．由于静电感应，金属棒的A端带负电荷D．去掉金属棒后，金属棒AB两端不带电【考点】静电场中的导体．【分析】根据静电平衡可知，同一个导体为等势体，导体上的电势处处相等，再由感应带电，可确定棒的正负极．【解答】解：A、达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，金属棒上A、B两端所带电荷等量异种；由于正电荷在左边，所以棒A带负电，B带正电，所以AC正确，B错误．D、去掉金属棒后，金属棒AB两端的电荷完全中和，都不带电．故D正确．本题选择错误的，故选：B．【点评】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉． 2．关于元电荷与点电荷，下列正确的说法是（ ）A．元电荷就是点电荷B．元电荷电量为1C，目前被认为是自然界中电荷的最小单元C．只有体积很小且带电量很小的电荷，才能看作点电荷D．两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理【考点】元电荷、点电荷．-21-\n【分析】点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电体电荷量均是元电荷的整数倍．【解答】解：A、元电荷是带电量的最小值，点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点，不是看物体的体积大小和电量大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，故AC错误；B、元电荷是带电量的最小值，大小是1.6×10﹣19C，故B错误；D、两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理，故D正确；故选：D【点评】本题关键是对点电荷、元电荷的概念要有清晰的认识，同时要明确它们之间的区别，这是理清概念的一种重要方法． 3．由库仑定律可知，真空中两个集中的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F=k，式中k为静电力常量，若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（ ）A．kg•A2•m3B．kg•A﹣2•m3C．N•m2•C﹣2D．N•m2•A﹣2【考点】库仑定律．【分析】力学单位制规定了物理量的单位，同时根据物理量间的公式也可以分析单位之间的关系．【解答】解：根据F=k可得：k=，根据距离的单位是m，电量的单位是C，力的单位N，可得k的单位是N•m2•C﹣2由于F=ma，q=It，所以k=根据质量的单位是kg，加速度的单位m/s2，距离的单位是m，电流的单位是A，时间的单位s，可得k的单位是kg•A﹣2•m3•s﹣4，故C正确，ABD错误；故选：C．-21-\n【点评】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，由物理公式推导出的单位叫做导出单位． 4．在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P，P点与q1的距离为r，把一个电量为q2的试探电荷放在P点，它受的静电力为F，则P点电场强度的大小等于（ ）A．B．C．kD．k【考点】电场强度；库仑定律．【分析】电量为q1的点电荷是场源电荷，在P点产生的电场强度的大小可根据公式E=k可以确定．电量为q2的电荷是试探电荷，在P点所受的电静电力为F，根据电场强度的定义式E=也可以确定P点电场强度的大小．【解答】解：据题，电量为q1的点电荷是场源电荷，在P点产生的电场强度的大小为E=k．电量为q2的电荷是试探电荷，在P点所受的电静电力为F，则P点电场强度的大小也能为E=．故AD错误，BC正确．故选：BC．【点评】本题要掌握电场强度的两个公式：E=和E=k，并要理解这两个公式适用，知道式中q是试探电荷，Q是场源电荷． 5．某电场线分布如图所示，以下说法正确的是（ ）A．a点场强和c点场强相同B．c点场强大于b点场强C．若将一检验电荷+q由a点移至b点，它受到的电场力增大-21-\nD．若将一电子放在d点，它受到的电场力方向沿着d点的电场方向【考点】电势差与电场强度的关系．【专题】定性思想；图析法；电场力与电势的性质专题．【分析】电场线的疏密反映电场的强弱；电场线的切线表示场强的方向．电场力与场强的关系为F=qE．负电荷所受的电场力方向与场强方向相反．【解答】解：A、根据电场线的切线方向表示场强的方向，可知a点和c点的场强方向不同，所以场强不同．故A错误．B、电场线密的地方场强大，b点处电场线密，所以b点的场强比c点的大，故B错误．C、由a点移至b点，场强增大，由F=qE知，同一检验电荷所受的电场力增大，故C正确．D、若将一电子放在d点，由于电子带负电，则电子受到的电场力方向与d点的电场方向相反．故D错误．故选：C【点评】本题关键要掌握电场线的物理意义：电场线表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向． 6．如图，为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（ ）A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由放电极指向集尘极C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【考点】*静电的利用和防止．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】从静电除尘机理出发即可解题．由于集电极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极．而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，根据F=Eq即可得出结论．-21-\n【解答】解：A、尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；B、由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B错误；C、负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C错误；D、根据F=Eq可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确．故选：D．【点评】本题考查是关于静电的防止与应用，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例． 7．下列做法中是为了防止静电产生的危害的是（ ）A．在高大的建筑物顶端装上避雷针B．小汽车顶上装有一根露在外面的小天线C．在高大的烟囱中安装静电除尘器D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆【考点】*静电的利用和防止．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】本题考查是关于静电的防止与应用，从各种实例的原理出发就可以判断出答案．静电危害是由于相互间不断摩擦，从而产生大量的静电，不及时导走，会出现放电危害．【解答】解：A、当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故A正确；B、小汽车顶上装有一根露在外面的小天线是收音机天线，不是避雷针；故B错误；C、静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故C错误；D、汽车制造厂车间里进行静电喷漆，属于静电的应用；故D错误；故选：A．【点评】静电在生产生活中无处不在，我们有些是加以利用，而有些时候是要防止静电的危害的；在学习中要注意区分． 8．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标的含义，下列说法正确的是（ ）-21-\nA．工作人员加油时间不能穿脱衣服是为了防止汽油溅到身上B．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．制作这些图标的依据是感应起电原理【考点】*静电的利用和防止．【分析】加油站中由于静电会引起汽油的燃烧发生危险，故应避免一些引起静电的行为．【解答】解：A、穿衣，脱衣会产生静电，从而引起油料燃烧的危险．故A错误；B、用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，从而引起油料燃烧的危险．故B错误；C、化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险；故C正确；D、这些图标都是为了减少因摩擦产生的静电，属于静电的防止，不是感应起电；故D错误；故选：C【点评】由于在干燥的季节，由于摩擦引起的静电会引发易燃物体的燃烧，故在加油站等地应避免产生静电，或及时将静电导走． 9．下列说法中正确的是（ ）A．电流的方向就是电荷移动的方向B．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C．电流都是由电子的移动形成的D．电流是有方向的量，所以是矢量【考点】电流、电压概念．【专题】恒定电流专题．【分析】电流的方向就是正电荷定向移动的方向．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极．电流都是由自由电荷的定向移动形成的．电流有方向，但电流的运算不遵守平行四边形定则，是标量．【解答】解：A、物理学上规定，电流的方向与正电荷移动的方向相同．故A错误．-21-\nB、在直流电源的外电路上，电流从电源正极流出进入负极．故B正确．C、电流都是由自由电荷的定向移动形成的，不一定是由电子定向移动形成的，也可以由正电荷移动形成的．故C错误．D、电流有方向，表示流向，但电流的运算不遵守平行四边形定则，是标量．故D错误．故选B【点评】本题中要注意电流的方向与矢量的方向意义不同，其运算按代数法则，电流不是矢量，是标量． 10．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断．由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别．那么熔丝熔断的可能性较大的是（ ）A．横截面积大的地方B．横截面积小的地方C．同时熔断D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方【考点】电阻定律．【分析】本题的关键是根据电阻定律可知，在长度相同的地方，横截面积小的地方电阻较大，再根据焦耳定律不难判断横截面积小的地方熔丝熔断的可能性较大．【解答】解：通过熔丝的电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt和电阻定律R=可知，在长度L相同的地方，横截面积越小电阻R越大，则产生的热量就越多，就越容易烧断，所以B正确，ACD错误．故选：B【点评】本题关键是明确超导体、导体、半导体、绝缘体的概念，明确其区别，基础题目． 11．通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为，则在时间t内产生的热量为（ ）A．4QB．2QC．D．【考点】焦耳定律．【专题】恒定电流专题．-21-\n【分析】根据Q=I2Rt去求电阻变为2R，电流强度变为，在时间t内产生的热量．【解答】解：根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的，时间不变，则热量变为原来的，即．故C正确．故选：C．【点评】解决本题的关键掌握焦耳定律热量的公式Q=I2Rt． 12．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下面四个物理量表达式中，不属于比值法定义式的是（ ）A．电阻R=B．加速度a=C．电场强度E=D．电流强度I=【考点】电场强度．【分析】电容、电阻等均采用比值定义法，明确比值定义法的性质及其特点进行作答．【解答】解：A、导体的电阻R=，属于比值定义法，电阻与电压及电流均无关，故A错误；B、加速度中a取决于力的大小，不属于比值定义法，故B正确；C、电场强度E=；属于比值定义法，电场强度与电场力，及电量均无关，故C错误；D、电流强度的定义式中，I与两板间的电量及时间均无关，属于比值定义法，故D错误；故选：B．【点评】用比值定义法所定义的物理量有：电场强度、加速度、电阻、电流强度等等，注意它们均是由本身的性质决定的，和定义它们的物理量无关． 13．如图所示，Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷，MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足，下列说法不正确的是（ ）A．若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电场强度一定相等B．若两电荷是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的-21-\nC．若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度方向不同D．若两电荷是同种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，与HG上各点相比是最大的【考点】电场的叠加．【分析】若两电荷是异种电荷，根据顺着电场线方向降低，分析电势的高低；在两电荷的连线上，O点场强最小，在连线的中垂线上O点的场强最大；若两电荷是同种电荷，根据电场的对称性分析电场强度的关系，电场线越密，场强越大．【解答】解：A、若两电荷是异种电荷，根据电场线分布的对称性可知，OM中点与ON中点处的电场强度大小相等，方向相同，所以电场强度相同，故A正确．B、若两电荷是异种电荷，在两电荷的连线上，O点电场线最疏，电场强度与MN上各点相比是最小的．在HG线上，O点的电场线最密，与HG上各点相比电场强度是最大的．故B正确．C、若两电荷是同种电荷，根据电场线分布的对称性可知，OM中点与ON中点处的电场强度大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故C正确．D、若两电荷是同种电荷，O点的电场强度大小是0，与电场中其他各点相比都是最小的，故D不正确．本题选择不正确的，故选：D．【点评】本题关键是要明确两个等量同种电荷和异种电荷电场线的分布情况，掌握沿着场强方向，电势越来越低，抓住对称性是解答本题的关键． 14．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（ ）A．UB．C．RD．【考点】电流、电压概念．【专题】恒定电流专题．【分析】给出的图象是q﹣t图象，其斜率为I=，所以斜率代表的是电流，再由欧姆定律可得出正确答案．-21-\n【解答】解：根据电流强度的定义公式I=；可知q﹣t图象的斜率代表的就是电流；根据欧姆定律，有：I=，故斜率也代表电流．故选：B．【点评】本题应能找出图象中所提供的信息是本题的关键，也是识图题的共同特点，注重公式的灵活运用． 15．某同学从电子市场购买一款手机电池板如图所示，他根据电池板上的标识，所做判断正确的是（ ）A．该电池的电动势为4.2VB．该电池的电动势为3.7VC．该电池一次充电能储存的最大电荷量为2CD．该电池一次可以提供的最大电能为7.4×103J【考点】电源的电动势和内阻．【分析】本题考查对电池性能的认识，由图可得出电池的电动势及总电量，由W=UIt求出电池提供的最大电能．【解答】解：A、由图可知，电池的电动势为3.7V，充电电压为4.2V，故A错误；B正确；C、由图可知，该电源的电量为q=2000mA•h=2000×3.6C=7200C，则最大电能W=UIt=Uq=3.7×7200J=2.664×104J；故CD错误；故选：B．【点评】本题考查对电源铭牌信息的认识及电功的计算，注意理解电量的单位mAh与C的关系．-21-\n 二、填空题（每空2分，共20分）16．自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷是 负电 ，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是 正电 ．【考点】电荷守恒定律；元电荷、点电荷．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】当用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒带正电荷，丝绸带负电荷；当用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带负电荷，毛皮带正电荷．【解答】解：自然界中只存在两种电荷，用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒带正电荷，丝绸带负电荷，用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带负电荷，毛皮带正电荷．故答案为：负电，正电．【点评】本题是基础的题目，考查的就是学生对基本内容的掌握的情况，在平时要注意多积累． 17．家用的燃气灶常常安装电子点火器，如图，电子点火器的放电电极做成了针尖形．这样做的目的是为了利用 尖端放电 现象．【考点】*静电的利用和防止．【分析】利用尖端放电原理：因为电荷集中于形状比较尖端的地方，进行分析即可．【解答】解：尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密度区．故燃气热水器中安装的电子点火器往往把放电电极做成针形．验电器的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状，是为了防止放电．它们都与尖端放电有关．故答案为：尖端放电【点评】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，它属于一种电晕放电．它的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电场强度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电．如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕．-21-\n 18．平行板电容器两极板间的距离和介质确定后，当两极板的正对面积增大时，其电容 增大 （填“增大”、“减小”或“不变”）b平行板电容器两极板的正对面积和介质确定后，当两极板间距离增大时，其电容 减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）．【考点】电容器的动态分析．【专题】电容器专题．【分析】根据电容的决定式C=判断电容的变化．【解答】解：根据电容的决定式C=知，当两极板的正对面积增大时，其电容增大．当两极板间距离增大时，其电容减小．故答案为：增大，减小．【点评】解决本题的关键掌握电容的决定式，知道影响电容的因素． 19．导体中的电流是5μA，那么在3.2S内有 1.6×10﹣5 C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于 1.0×1014 个电子通过该截面．【考点】电流、电压概念．【专题】恒定电流专题．【分析】已知电流和通电时间，根据电流的定义式I=求出3.2s内通过导体横截面的电荷量．每个电子的电荷量大小为e=1.6×10﹣19C，由n=求出相当于电子的数目．【解答】解：根据电流的定义式I=得，3.2S内通过导体横截面的电荷量q=It=5×10﹣6×3.2C=1.6×10﹣5Cn===1.0×1014（个）故答案为：1.6×10﹣5，1.0×1014【点评】本题中用到元电荷e，其数值为e=1.6×10﹣19C，是自然界最小的电荷量，所有带电体的电荷量都是它的整数倍． 20．一个标明“1kΩ，10W”的电阻，允许加在这个电阻两端的最大电压为 100V ．当这个电阻两端的电压为40V时，它消耗的实际功率为 1.6W ．（设电阻阻值不随温度变化）-21-\n【考点】电功、电功率．【专题】恒定电流专题．【分析】当电阻通过的电流达到最大时，功率达到额定功率，由P=I2R求出电阻允许通过最大的工作电流，由欧姆定律求出电阻两端最大电压．当电阻两端加上电压40V时，电阻不变，由P=求出实际功率．【解答】解：由P=I2R得，电阻允许通过最大的工作电流：，允许加在电阻两端的最大电压是Um=ImR=0.1×1000V=100V．当电阻两端加上电压40V，该电阻实际功率为：由P==故答案为：100V，1.6W【点评】对于纯电阻电路，欧姆定律成立，求解功率下列三个公式可通用： 21．带电小球带电量为+q，用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中，场强为E，平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角，重力加速度为g．则小球质量为m= ．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；库仑定律．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】对小球受力分析，根据共点力平衡得出电场力和重力的关系，从而得出小球的质量．【解答】解：根据共点力平衡得，mgtan30°=qE解得m=．故答案为：．【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．-21-\n 三、计算题（共20分）22．P是点电荷Q电场中的一点，P到点电荷Q的距离r=0.1m．将一个电荷量q=1.0×10﹣10C的点电荷放到P点，受到的电场力F=9.0×10﹣5N，已知静电力常量K=9.0×109N•m2/C2．求：（1）点电荷Q在P处的电场强度的大小（2）点电荷Q的电荷量．【考点】库仑定律；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）由电场强度的定义式可以直接计算；电场强度是电场本身的决定的，与试探电荷无关；（2）Q和q之间的库仑力即q受到的电场力，代入库仑定律可以计算出Q的电量．【解答】解：（1）根据场强的定义式E=代入数据得：（2）根据库仑定律F=k得：=1.0×10﹣6C答：（1）点电荷Q在P处的电场强度的大小为9×105N/C．（2）点电荷Q的电荷量为1.0×10﹣6C．【点评】该题可以有电场强度的定义式和库仑定律的公式直接计算，计算时要注意数量级不能弄错． 23．（12分）（2022秋•湖南校级期中）用一个额定电压为U=12V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化图象如图所示．求：（1）在正常发光时，灯泡的电功率为多大？（2）将灯泡与一电动机串联后接到U′=20V电源上，电动机内阻为R′=0.8Ω，灯泡恰好正常发光，电动机发热功率为多少？电动机输出机械功率为多少？-21-\n【考点】电功、电功率．【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）由串并联电路规律及功率公式可求得电动机的发热功率；由P=UI求得总功率；根据能量守恒关系可求得输出功率．【解答】解：（1）正常发光时U=12V，由图读出R=8Ω则有：P==18W（2）灯泡正常发光时，流过灯泡的电流为：I=发热功率为：PQ=I2r=1.52×0.8=1.8W；电动机两端的电压为：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）电动机的发热功率为1.8W，输出功率为10.2W．【点评】本题考查基本的读图能力．能从图中读出对应的电阻和电压，再根据题意正确选择功率公式进行分析求解． -21-
