高中物理竞赛经典题库-电学填空题66个

七、电学填空题集粹（66个）1．如图3-51所示，在厚金属板Ｍ附近放置一个负点电荷Ｑ，比较图中ａ、ｂ、ｃ三点的场强Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ大小关系为________；电势Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃ高低关系为________．图3-512．带电量为ｑ１、ｑ２，质量分别为ｍ１和ｍ２的两带异种电荷的粒子，其中ｑ１＝2ｑ２，ｍ１＝4ｍ２，均在真空中．两粒子除相互之间的库仑力外，不受其它力作用．已知两粒子到某固定点的距离皆保持不变，由此可知两粒子一定做________运动，该固定点距两带电粒子的距离之比Ｌ１∶Ｌ２＝________．3．在一次雷雨闪电中，两块云之间的电势差均为10９Ｖ，从一块云移到另一块云的电量均为30Ｃ，则在这次闪电中放出的能量是________Ｊ．4．如图3-52所示，在电场为竖直方向的匀强电场中，质量为ｍ、带电量为－ｑ的质点Ｐ，沿直线ＡＢ斜向下运动，直线ＡＢ与竖直方向间的夹角为θ，若ＡＢ长度为Ｌ，则Ａ、Ｂ两点间的电势差为________．图3-525．用三个完全相同的金属环，将其相互垂直放置，并把相交点焊接起来成为如图3-53所示的球形骨架，如整个圆环的电阻阻值为4Ω，则Ａ、Ｃ间的总电阻阻值ＲＡＣ＝________．（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ为六个相交焊接点，图中Ｂ点在外，Ｄ点在内）图5-536．电路如图3-54所示，Ｒ１＝Ｒ３＝Ｒ，Ｒ２＝2Ｒ，若在ｂ、ｄ间接入理想电压表，读数为________；若在ｂ、ｄ间接入内阻为Ｒ的电压表，读数为________．图5-547．如图3-55所示的图线，ａ是某电源的Ｕ-Ｉ图线，ｂ是电阻Ｒ的Ｕ-Ｉ图线，这个电源的内电阻等于________，用这个电源和两个电阻Ｒ串联成闭合电路，电源输出的电功率等于________．图3-558．如图3-56所示电路中，已知Ｒ１＝100Ω，右边虚线框内为黑盒，情况不明，今用电压表测得ＵＡＣ＝10Ｖ，ＵＣＢ＝40Ｖ．则Ａ、Ｂ间总电阻ＲＡＢ是________．图5-569．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态．如图3-57所示是电饭锅电路的示意图，Ｓ是感温材料制造的开关，Ｒ１是电阻，Ｒ２是加热用的电阻丝，那么当开关Ｓ接通时，电饭锅所处的工作状态为________．如果要使Ｒ２在保温状态时的功率是加热状态时的1／9，那么Ｒ１／Ｒ２＝________．图3-5710．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，这个自动扶梯在输入电压为380Ｖ的电动机带动下以0．40ｍ／ｓ的恒定速率向斜上方运动，电动机的最大输出功率为5．0ｋＷ，不载人时电动机中的电流为5．0Ａ，若载人时扶梯的运动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为________．（设人的平均质量为60ｋｇ，ｇ＝10ｍ／ｓ２）11．某段陡峭的河床，上、下游水面高度差为2．0ｍ，上游河水水速为2．0ｍ／ｓ，水面宽为4．0ｍ，平均水深为1．0ｍ，若将该段河水的机械能全部转化为电能，发电功率可达________ｋＷ．发电时若发电机输出功率仅为上述功率的一半，一昼夜发电机输出电能约为________ｋＷ·ｈ．（取两位有效数字）12．如图3-58所示电路中，电池的电动势，内阻为ｒ，接在电池两端的电阻为Ｒ．各量都用国际单位表示，将电量为ｑ的正电荷由Ａ点沿路径ＡＲＢ移到Ｂ点，电场力做的功等于________．而将此正电荷由Ａ点沿电池的内电路移动到Ｂ点，电场力做的功等于________．图3-5813．如图3-59所示电路，电源电动势为，内电阻为ｒ，Ｒ０为定值电阻，变阻器的最大阻值为Ｒ，已知Ｒ＞Ｒ０＞ｒ．图3-59（1）当变阻器阻值调至Ｒ１＝________时，电源输出的最大功率为Ｐ１＝________．（2）当变阻器阻值调至Ｒ２＝________时，变阻器上消耗的最大功率为Ｐ２＝________．14．如图3-60所示的电路中，电源由6个电动势０＝1．5Ｖ，内电阻ｒ０＝0．1Ω的相同电池串联而成，定值电阻Ｒ１＝4．4Ω、Ｒ２＝6Ω，Ｒ２允许消耗的最大电功率Ｐｍａｘ＝3．375Ｗ，Ｒ３是可变电阻，若Ｒ３＝12Ω时，电源的输出功率Ｐ＝________，若要使Ｒ２消耗功率达到最大电功率，则Ｒ３阻值应调至________Ω．图3-6015．如图3-61所示电路中，电源电动势＝6Ｖ，内阻ｒ＝0．5Ω，Ｒ１＝500Ω，Ｒ２＝5Ω，Ｒ３＝3000Ω，电流表内阻ＲＡ＝20Ω，电压表内阻ＲＶ＝500ｋΩ，合上开关Ｓ接通电源，试估算出电压表示数为________Ｖ，电流表示数为________Ａ．图3-6116．如图3-62所示电路，电源电动势＝6Ｖ，内阻ｒ＝1Ω，电阻Ｒ１＝3Ω，Ｒ２＝2Ω，电容器的电容Ｃ＝0．5μＦ．开关Ｓ是闭合的．现将开关Ｓ断开，则断开Ｋ后，电源释放的电能为________．图3-6217．某大楼安装了一台升降机，该升降机在电压为380Ｖ的电动机带动下以1ｍ／ｓ的恒定速率沿竖直方向上升，电动机的最大输出功率为9．1ｋＷ．不载人时测得电动机中的电流为5安，若载人时升降机的速率和不载人时相同，则这台升降机载10人时，电动机的输出功率为________ｋＷ，这台升降机可同时乘载的最多人数为________人（设人的平均质量为60ｋｇ，ｇ＝10ｍ／ｓ２，电动机的内阻和一切摩擦不计）．18．一个定值电阻接到电压为U的交流电路上时，流过它的电流为Ｉ，如果将一台理想变压器的原线圈接到同一交流电路，副线圈接该定值电阻，这时原线圈的电流为Ｉ／4，则这时通过该电阻的电流为________；当副线圈上改接阻值为原电阻4倍的电阻时，变压器的输入功率为________．19．一降压变压器副线圈中有一个抽头如图3-63所示，已知线圈匝数之比ｎ１∶ｎ２∶ｎ３＝54∶3∶1．当Ｓ接1时电压表读数为16Ｖ，灯泡正常发光．当Ｓ接2时电流表的读数减少了32．4ｍＡ，这一过程中原线圈的输入电压Ｕ１不变．由此可求得灯泡的额定功率为________．图3-6320．如图3-64，电压为Ｕ的两平行带电板间相距4ｒ，两板正中间有半径为ｒ的金属网状圆筒，圆筒内有垂直纸面的匀强磁场，上板在圆筒正中心的上方有一小孔Ｂ，则圆筒中心点Ｏ的电场强度为________．若一带正电ｑ，质量为ｍ的微粒（不计重力），从小孔处以初速为零进入电场，并从Ａ点进入金属网，从Ｄ点离开金属网，ＣＤ是金属网的水平直径的连线，则ＡＢ两点的电势差为________；金属网中的磁感强度为________．图3-6421．在真空中半径为ｒ＝3×10－２ｍ的圆形区域内，有一匀强磁场，磁场的磁感强度Ｂ＝0．2Ｔ，方向如图3-65所示．一带正电粒子以速度ｖ０＝1．2×10６ｍ／ｓ的初速度从磁场边界上的直径ａｂ一端ａ点射入磁场，已知该粒子荷质比ｑ／ｍ＝10３Ｃ／ｋｇ，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的最长时间为________．图3-6522．如图3-66所示，铜棒ａｂ长0．1ｍ，质量为6×10－２ｋｇ，两端与长为1ｍ的轻铜线相连．静止于竖直平面上．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度Ｂ＝0．5Ｔ．现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动．已知最大偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________Ｊ；通电电流的大小为________Ａ．（不计空气阻力，ｓｉｎ37°＝0．6，ｃｏｓ37°＝0．8，ｇ取10ｍ／ｓ２）图3-6623．如图3-67所示，边长为20ｃｍ的正方形单匝线圈ａｂｃｄ靠墙根斜放，线圈平面与地面间夹角为30°，该区域有Ｂ＝0．2Ｔ方向水平向右的匀强磁场，现将ｃｄ边向右拉，ａｂ边经0．1秒着地，那么该过程中线框里产生的平均感应电动势的大小为________Ｖ．图3-6724．如图3-68所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与ｘ轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为________；它们离开磁场时的速度方向互成________角．图3-6825．一个带电粒子Ａ在强磁场中做匀速圆周运动，运动半径为Ｒ，在某点与一静止的带电粒子Ｂ发生了碰撞而结合在一起后运动半径仍为Ｒ，但转动方向相反，如图3-69所示．则Ａ、Ｂ两粒子所带电量大小之比ｑＡ∶ｑＢ＝________．碰撞前后做圆周运动的周期Ｔ１和Ｔ２的关系是Ｔ１________Ｔ２（填“＜”、“＝”或“＞”）．图3-6926．绝缘的光滑半圆形轨道竖直放置在电场强度为5×10４Ｖ／ｍ的匀强电场中，如图3-70所示，电场线竖直向下，在环壁的最高点Ａ处有一质量为2×10－５ｋｇ、带电量为2．0×10－９Ｃ的小球，由静止开始滑下，轨道半径为2ｍ，则通过最低点Ｃ时，小球对环的压力为________Ｎ（ｇ取10ｍ／ｓ２）．图3-7027．空间有一个水平向里的有界匀强磁场，如图3-71所示，一刚性正方形线圈，质量为ｍ，边长为ｌ，从磁场上方距磁场上界ｈ１处自由落下（线圈总沿竖直面运动）．若线圈刚好匀速穿过磁场区域，则有界磁场的宽度ｈ２＝________；线圈穿过磁场过程中产生的内能为________．图3-7128．两块面积为Ｓ的平行板，彼此相距ｌ，板间通入已电离的气流，气流速度为ｖ，两板间存在一磁感强度为Ｂ的磁场，磁场方向与气流垂直，如图3-72所示．把两板与外电阻Ｒ连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流，这个装置就是磁流体发电机．设气体的导电率（电阻率的例数）为σ，流过外电阻Ｒ的电流强度Ｉ应等于________．图3-7229．如图3－65所示，实线表示电场线，虚线是一带负电粒子的运动轨迹，根据运动轨迹可知Ａ、Ｂ、Ｃ三点的电势高低为；电荷在Ａ、Ｂ、Ｃ三点电势能高低为．图3－65图3－66图3－6730．如图3－66所示，Ａ点有一正电荷，Ｂ点有一负电荷，Ｃ、Ｄ、Ｅ将ＡＢ线段4等分．如图所示，Ｃ点处的电场强度为5Ｎ／Ｃ，Ｃ、Ｅ点处的电场强度为3Ｎ／Ｃ，在Ｃ、Ｅ之间放一长度为CE的不带电的导体棒．则导体棒上的感应电荷产生的电场在Ｄ点处的电场强度大小为，方向从Ｄ指向．31．将一个＋10－8Ｃ的点电荷从电场外移到电场中Ａ点，要克服电场力做功6×10－6Ｊ，则Ａ点的电势ＵＡ＝．如果将这个点电荷从电场外移到Ｂ点，电场力作功2×10－6Ｊ，则Ａ、Ｂ两点相比较点电势较高，这两点的电势差是．32．如图3－67所示，匀强电场中有三点Ａ、Ｂ、Ｃ，它们的连线构成一个直角三角形，其中AC＝4ｃｍ，ＢＣ＝3ｃｍ，已知把一个电量为－2.0×10－9Ｃ的负电荷从Ａ点移到Ｃ和从Ａ点移到Ｂ，电场力做的功都是8.0×10－9Ｊ，由此可知场强的大小为Ｖ／ｍ，方向是；ＢＣ两点的电势差ＵＢＣ＝．33．如图3－68所示电路中，电源电动势为12Ｖ，内电阻为1Ω，Ｒ1＝1Ω，Ｒ2＝6Ω，电动机线圈电阻为0.5Ω．若开关闭合后通过电源的电流为3Ａ，则Ｒ1上消耗电功率为Ｗ，电动机消耗电功率为Ｗ．图3－68图3－69图3－7034．如图3－69所示电路由8个不同的电阻组成，已知Ｒ1＝12Ω，其余电阻阻值未知，测得Ａ、Ｂ间的总电阻为4Ω．今将Ｒ1换成6Ω的电阻，则Ａ、Ｂ间的总电阻变为Ω．（提示：用等效替代法）35．有一条长350ｋｍ的海底电缆ＡＢ，现发现由于其绝缘外皮在某处受到外来损伤导致绝缘性能变坏，为探查其受损地点，现作如下测量：（1）如图3－70所示，使Ｂ端开路，在Ａ端与地之间接入电动势为200Ｖ的电池（电池内阻和接地电阻均不计），设Ｃ为电缆上的破损地点，Ｒ为Ｃ与地间的漏电电阻，测得Ｂ端对地的电压为40Ｖ；（2）使Ａ端开路，在Ｂ端与地之间接入电动势为200Ｖ的电池，测得Ａ端对地的电压为50Ｖ（图略），根据以上测量结果可以计算出破损地点Ｃ距Ａ端的距离AC＝ｋｍ．36．如图3－71所示是一个较复杂电路中的一部分电路，其中Ｒ1＝1Ω，Ｒ2＝6Ω，Ｒ3＝2Ω，Ｉ1＝0.1Ａ，Ｉ2＝0.2Ａ，则流过电流表Ａ的电流大小是，方向是．（填“由ａ到ｂ”或“由ｂ到ａ”）图3－71图3－7237．如图3－72所示，＝10Ｖ，Ｒ1＝4Ω，Ｒ2＝6Ω，Ｃ＝30μＦ，