2022年人教版物理选修3-1课后答案 .pdf

第一章第一节1 答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。2 答：由于 A、B 都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A 带上的是负电荷，这是电子由B 移动到 A 的结果。其中，A 得到的电子数为81019106.25 101.610n，与 B 失去的电子数相等。3 答：图 1 4 是此问题的示意图。导体B 中的一部分自由受A 的正电荷吸引积聚在B 的左端，右端会因失去电子而带正电。A 对 B 左端的吸引力大于对右端的排斥力，A、B 之间产生吸引力。4 答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。因为，在把A、B 分开的过程中要克服A、B 之间的静电力做功。这是把机械转化为电能的过程。第二节1 答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。所以，先把A 球与 B 球接触，此时，B 球带电2q；再把 B 球与 C 球接触，则B、C 球分别带电4q；最后，B 球再次与 A 球接触，B 球带电3()2248Bqqqq。2 答：1 92291222152(1.6 10)9.0 10230.4(10)q qeFkkNNrr（注 意，原 子 核 中 的 质 子 间 的 静 电 力 可 以 使 质 子 产 生2 921.410/m s的加速度！）3 答：设A、B两球的电荷量分别为q、q，距离为r，则22kqFr。当用 C 接触 A 时，A 的电荷量变为2Aqq，C 的电荷量也是2cqq；C 再与接触后，B 的电荷量变为224Bqqqq；此时，A、B 间的静电力变为：2222112288ABqqq qqFkkkFrrr。在此情况下，若再使A、B间距增大为原来的2 倍，则它们之间的静电力变为211232FFF。1 6 所示。4q共受三个力的4 答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图为a、2a、a，所 以作用，由于1234qqqqq，相互间距离分别2122qFFka，2222qFka。根据平行四边形定则，合力沿对角线的连线向外，且大小是21222212cos452qFFFka。由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。5 答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图17。静电斥力taFmg2255tan12135，又，22tanqFkmgr，所以，38950.6 1010tan120.15.3 109.0 10mgqrCCkABmgFTFaaaa1q2q3q4q1F2F3F第三节1 答：A、B 两处电场强度之比为1ABFEqnFEnq。A、C 两处电场强度之比为ACFEqnFEnq。2 答：电子所在处的电场强度为1991121121.6 109.010/5.1 10/(5.310)eEkNCNCr，方向沿着半径指向外。电子受到的电场力为111985.1 101.6 108.210FeENN，方向沿着半径指向质子。3 答：重力场的场强强度等于重力与质量的比值，即mggm，单位是牛顿每千克，方向竖直向下。4 答：这种说法是错误的。例如，如图19 所示，有一带电粒子以平行于金属板的初速度射入电场，它沿电场线的方向做匀加速运动，而沿初速度方向做匀速运动，它的运动轨迹是曲线。也就是说，它的运动轨迹与电场线不重合。5（1）因为电场线的疏密程度反映电场强度的强弱，所以，B 点的电场最强，C 点的电场最弱。（2）A、B、C 三点的电场强度的方向如图110 所示。（3）负电荷在A、B、C 三点时的受力方向如图 110 所示。6 答：小球受到重力、电场力 F，轻绳拉力TF的作用而处于平衡状态，tan30EqFmgmg，它的受力情况如图111 所示。由图可知，2681.0 1010tan30/2.9 10/2.0 10mgENCNCq。7 答：因为12QQ，所以，在1Q左侧的x轴上，1Q产生的电场的电场强度总是大于2Q产生的电场的电场强度，且方向总是指向x轴负半轴，在0 x和6xcm之间，电场强度总是指向x轴的正方向。所以，只有在2Q右侧的x轴上，才有可能出现电场强度为0 的点。（1）设该点距离原点的距离为x，则12220(6)QQkkxx，即224(6)0 xx，解得14xcm（不合题意，舍去）和12xcm。所以，在212xcm处电场强度等于0。（2）在x坐标轴上06xcm和12xcm的地方，电场强度的方向总是沿x轴的正方向的。第四节1 答：896 10154 10pAAEVVq；10922 10153 10pAAEqJJ。2 答：（1）pAAEq，pBBEq。因为pApBEE。所以AB，可见A 点电势比B 点高。（2）pCpCCEEqq，pDpDBEEqq。因为pCpDEE。所以CD，可见 D 点电势比C 点高。（3）0pEEEq，0pFpFFEEqq，可见FE，故 F 点的电势比E 点高。小结：（1）在电场中，同一正试探电荷的电势能越大的点，电势越高；同一正试探电荷在电势越高的点，电势能越大。（2）在电场中，同一负试探电荷的电势能越大的点，电势越低；同一负试探电荷在电势越高的点，电势能越小。（3）正的试探电荷电势能为负值的点的电势小于负的试探电荷电势能为负值的点的电势。3 答：（1）沿着电场线的方向，电势是逐渐降低的，所以M 点的电势比N 点高。（2）先假设正试探电荷从M 点沿着与电场线始终垂直的路径移动到与P 在同一条电场线上的M，这一过程静电力不做功。再把这一电荷从M移动到 P 点，全过程静电vAEBECEAFBFCFmgFTF文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 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答：因为电场线总是电势高的等势面指向电势低的等势低的等势面，所以，由课本图1.52 可知：（1）B 点的电势高于A 点的电势，把负电荷从A 移到 B 静电力做正功，电势能减少，负电荷在A 点的电势能较大。（2）负电荷从B 移动到 A 时，静电力做负功。（3）0ABU，0BAU第 6 节电势差与电场强度的关系1 答：两板间的电场强度3429.010/9.010/10 10UEVmVmd。尘埃受到的静电力7421.6 109.0 101.4 10FqENN。静电力对尘埃做功2241.4 100.5 10107.0 10WFdJJ2 答：（1）看电场线方向知，D 点电势比C 点电势高，422 10(5)101000CDCDUEdVV（2）B 板接地时，422 103 10600CCBEdVV，422 108 101600DDBEdVV，1000CDCDUV。A 板接地时，422 10(7)101400CCAEdVV，422 10(2)10400DDAEdVV，1000CDCDUV，可见，不管哪一板接地，CDU都是1000V。（3）19161.6 10(1000)1.6 10CDCDWeUJJ，如果电子先移到E 点再移到D 点，静电力做的功不会改变。这是因为静电力做功与路径无关，只与初末位置有关。3 答：空气击穿时的电势差683 101003 10UEdVV。雷击就是一种空气被击穿的现象。文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 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答：点火器的放电电极做成针状是利用尖端放电现象，使在电压不高的情况下也容易点火。验电器的金属杆上固定一个金属球是防止出现尖端放电现象，使验电器在电压较高时也不会放电（漏电）4 答：因为超高压输电线周围存在很强的电场，带电作业的工人直接进入这样的强电场就会有生命危险。如果工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服，这身工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，使高压电线周围的电场被工作服屏蔽起来，工人就可以安全作业了。第 8 节电容器的电容1（1）把两极板间距离减小，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。（2）把两极间相对面积减小，电容减小，电荷量不变，电压变大，静电计指针偏角变大。（3）在两极板间插入相对介电常数较大的电介质，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针偏角变小。2 答：由4SCkd得93622443.149.0 100.1 102 1022.6SkdCmm此面积约为窗户面积的10 倍3 答：（1）保持与电池连接，则两极间电压不变，121193 102.7 10QUCCC，两极板间距离减半则电容加倍，1292 3 10QUCC。极板上电荷量增加了112.7 10QQC（2）移去电池后电容器所带电荷量不变，9QUVC，两极板距离减半后4.52QUVC，即两极板间电势差减小了4.5V。4 答：设电容器所带电荷量为Q，因QCU，并且4SCkd，所以4QSUkd，4QUSkd。又因为UEd，所以4QUEkdS。可见，电场强度与两极间距离无关，只与电容器所带电荷量和极板面积有关。第 9 节带电粒子在电场中的运动1 答：解法一：19172 1.6 10902.9 10kkEEqUJJ；解法二：UEd，172.9 10UWEqdqdqUJd；解法三：UEd，qEam，22vad，21712.9 102kEmvqUJ，可见，第一种方法最简单。2 答：如果电子的动能减少到等于0 的时候，电子恰好没有到达N 极，则电流表中就没有电流。由动能定理0kmWE，WeU得：2102kmeeUEm v。1963022 12.5 1.6 10/2.10 10/0.91 10eeUvm sm sm。3 答：设加速电压为0U，偏转电压为U，带电粒子的电荷量为q，质量为m，垂直进入偏转电场的速度为0v，偏转电场两极间距离为d，极板长为l，则：带电粒子在加速电场中获得初动能20012mvqU，粒子在偏转电场中的加速度qUadm，在偏转电场中运动的时间为0ltv，粒子离开偏转电场时沿静电力方向的速度0yqUlvatdmv，粒子离开偏转电场时速度方向的偏转角的正切200tanyvqUlvdmv。（1）若电子与氢核的初速度相同，则tantaneHHemm。（3）若电子与氢核的初动能相同，则tan1taneH。文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 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答：如果用导线把两个带异号电荷的导体相连，导线中的自由电子会在静电力的作用下定向移动，使带负电荷的导体失去电子，带正电荷的导体得到电子这样会使得两导体周围的电场迅速减弱，它们之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡因此，导线中的电流是瞬时的如果用导线把电池的正负极相连，由于电池能源断地把经过导线流到正极的电子取走，补充给负极，使电池两极之间始终保持一定数量的正、负电荷，两极周围的空间（包括导线之中）始终存在一定的电场导线中的自由电子就能不断地在静电力的作用下定向移动，形成持续的电流说明：由于电池的内阻很小，如果直接用导线把电池的正负极相连，会烧坏电池，所以实际操作中决不允许这么做这里只是让明白电池的作用而出此题2 答：19191.6 11.0 101.610qItnee3 答：在电子轨道的某位置上考察，电子绕原子核运动的一个周期内有一个电子通过电子运动周期2 rTv，等效电流22eeevITrrv（说明：我们可以假想在电子轨道的某处进行考察，在安全装置示断有电子从同一位置通过还可以结合圆周运动和静电力的知识，根据电子与原子核之间的静电力提供向心力，进一步求得电子绕核运动的速度、周期）第 2 节电动势1 答：电源电动势相同，内阻不同（说明：解决本题要理解电池电动势大小与电池正负极材料和电解的化学性质有关也就是说，与非静电力性质有关两种电池尽管体积大小不同，但电池内的材料相同，非静电力性质相同，所以，电动势相同而内阻就是电源内部物质对电流的阻碍，和其他导体的电阻一样与导体的形状、体积都有关系2 答：10s 内通过电源的电荷量0.3 103.0qItCC（说明：化学能转化为电能的数值就是把这些电荷从低电势能的极板移送到高电抛能极板的过程中，非静电力做的功1.53.04.5WEqJJ）3 答：乘积EI的单位是瓦特因为EqWEIPtt，所以EI表示非静电力做功的功率，也是电源将其他能转化为电能的电功率如果3EV，2IA，则6EIW，表示每秒有6J 其他形式的能转化为电能（说明：本题也可以从量纲的角度来考虑，要求学生从物理量的复合单位的物理意义入手进行思考）第 3 节欧姆定律1 答：因1122IUIU，所以1122502mA12.5mA10mA8UIIU，因此不能用这个电流表来测量通过这个电阻的电流（说明：也可以先求通过的电流为10mA 时，电阻两端的电压值（40V），再将所得的电压值与50V 比较，从而做判断2 答：abcdRRRR说明：用直线将图中的4 个点与坐标原点连接起来，得到4 个电阻的伏安特性曲线在同一条直线文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 ZB8U9S4P1B7文档编码:CD3V2Y6V4J9 HG1Q10E9O9R2 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