【物理】浙江省寧波市三鋒教研聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中聯(lián)考試題（解析版）

2023學(xué)年第一學(xué)期寧波三鋒教研聯(lián)盟期中聯(lián)考高二年級物理學(xué)科試題一．選擇題I（本題共13個小題，每小題3分，共39分，每小題列出的四個備選選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列四組物理量中均為標(biāo)量的是（）A.路程速度 B.電流磁感應(yīng)強(qiáng)度C.電勢磁通量 D.加速度電場強(qiáng)度【答案】C【解析】既有大小又有方向，相加時遵循平行四邊形定則或三角形定則的物理量稱為矢量。只有大小沒有方向，相加時按照算術(shù)法則相加的物理量稱為標(biāo)量。則速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、加速度、電場強(qiáng)度均為矢量，路程、電流、電勢、磁通量均為標(biāo)量。故選C。2.下列陳述與事實相符的是（）A.法拉第提出分子電流假說 B.卡文迪許發(fā)現(xiàn)了電生磁的規(guī)律C.庫侖最早測得元電荷e的數(shù)值 D.赫茲用實驗證實了電磁波的存在【答案】D【解析】A．安培提出分子電流假說，故A錯誤；B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電生磁的規(guī)律，故B錯誤；C．密立根最早測得元電荷e的數(shù)值，故C錯誤；D．赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故D正確。故選D。3.請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法不正確的是（）A.高壓輸電導(dǎo)線表面要很光滑，以避免因尖端放電而損失電能B.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面沒有電荷C.避雷針避雷可以將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地D.接觸帶有精密電子元件的電路板時，最好先用手接觸一下金屬水管或其它接地金屬【答案】B【解析】A．高壓輸電導(dǎo)線表面要很光滑，以避免因尖端放電而損失電能，故A正確；B．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面存在感應(yīng)電荷，使得其內(nèi)部的感應(yīng)電場與外部電場等大反向，故B錯誤；C．避雷針避雷可以將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地或?qū)⒋蟮氐呢?fù)電荷與其中和，故C正確；D．人體通常會帶靜電，接觸帶有精密電子元件的電路板時，最好先用手接觸一下金屬水管或其它接地金屬，否則人體的靜電會損壞電路元件，故D正確。故選B。4.2016年9月25日，被譽(yù)為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡（簡稱FAST）在貴州省平塘縣落成啟用，開始接收來自宇宙深處的電磁波。中國天眼的存在，使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星，對探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義。如果為天眼配備一部發(fā)射功率為P的發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的無線電波波長為λ。那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】光子能量為設(shè)該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量是n，則有可得5.如圖所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上原小磁針最后平衡的位置是（）A.N極豎直向上 B.N極豎直向下C.N極沿軸線向左 D.N極沿軸線向右【答案】D【解析】帶負(fù)電的金屬環(huán)勻速旋轉(zhuǎn)時，形成的電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，根據(jù)右手螺旋定則可知環(huán)軸線上磁場的方向向右，故原小磁針靜止時N極沿軸線向右。故選D。6.USB電風(fēng)扇體積小、便于攜帶，并且采用了新型的無刷直流電機(jī)。目前，USB電風(fēng)扇已經(jīng)成了上班族、學(xué)生黨的常備利器。如圖所示，這款電風(fēng)扇的直流電機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電機(jī)恰好能正常工作，下列說法正確的是（）A.風(fēng)扇正常工作時，同一扇葉上各點線速度相等B.電機(jī)消耗的總功率為EIC.電源的輸出功率為D.電源的效率為【答案】D【解析】A．風(fēng)扇正常工作時，同一扇葉上各點的角速度相等，根據(jù)可知各點的線速度不相等，故A錯誤；B．電機(jī)兩端電壓為U，流過電動機(jī)的電流為I，則電動機(jī)消耗的總功率為UI，故B錯誤；C．電源的電動勢為E，流過電源的電流為I，則電源的總功率為P總=EI內(nèi)阻發(fā)熱功率為P熱=I2r則電源的輸出功率為P出=P總-P熱=故C錯誤；D．電源的效率為故D正確。故選D。7.如圖所示，真空中有兩個點電荷和，分別固定在x坐標(biāo)軸的x=0和x=6cm的位置上。以下說法正確的是（）A.x坐標(biāo)軸上，電場強(qiáng)度為零的位置有兩處B.x坐標(biāo)軸上x=12cm處電場強(qiáng)度為零C.x坐標(biāo)軸上，x＞12cm區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向D.x坐標(biāo)軸上，電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向的區(qū)域只有0<x<6cm【答案】C【解析】A．因，則x坐標(biāo)軸上，電場強(qiáng)度為零的位置有一處，在Q2的右側(cè)，選項A錯誤；B．x坐標(biāo)軸上電場強(qiáng)度為零的位移距離Q2為L，則解得L=6cm即在x=12cm處電場強(qiáng)度為零，選項B錯誤；C．x坐標(biāo)軸上，x＞12cm區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度方向與正電荷在該區(qū)域內(nèi)的場強(qiáng)方向相同，即沿x軸正方向，選項C正確；D．x坐標(biāo)軸上，電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向的區(qū)域為0<x<6cm和x＞12cm區(qū)域，選項D錯誤。8.體脂率是指人體內(nèi)脂肪重量在人體總體重中所占的比例，又稱體脂百分?jǐn)?shù)，它反映人體內(nèi)脂肪含量的多少。如圖甲所示是來測量脂肪積累程度的儀器，其原理是根據(jù)人體電阻的大小來判斷脂肪所占比例（體液中含有鈉離子、鉀離子等，而脂肪不容易導(dǎo)電），測試電路如圖乙所示。測量時，閉合開關(guān)，測試者分握兩手柄.體型相近的兩人相比，體脂率低者（）A.測試電路中電流表示數(shù)小 B.測試電路中電壓表示數(shù)大C.測試電路中電源消耗的總功率大 D.測試電路中電源的工作效率大【答案】C【解析】AB．體脂率低者電阻較小，則電路電流較大，電流表示數(shù)大，r、R1、R2兩端電壓較大，則電壓表示數(shù)較小，故AB錯誤；C．根據(jù)功率的計算公式可知由于電流變大，則測試電路中電源消耗的總功率大，故C正確；D．根據(jù)效率的計算公式有可知測試電路中電源的工作效率小，故D錯誤；9.過度肥胖常常會伴隨高血壓、高血脂癥、動脈硬化、冠心病、糖尿病、膽囊炎等疾病。據(jù)報道，我國每年心源性猝死案例高達(dá)55萬，而心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過AED自動除顫機(jī)給予及時治療。某型號AED模擬治療儀器的電容器電容是15μF，充電至9kV時充電完成。如果電容器在2ms時間內(nèi)完成放電，則下列說法不正確的是（）A.電容器擊穿電壓等于9kVB.電容器充滿電的電容是15μF，當(dāng)放電量為一半時，電容器的電容仍是15μFC.電容器充電后的電量為0.135CD.電容器放電過程的平均電流強(qiáng)度為67.5A【答案】A【解析】A．電容器的擊穿電壓大于9kV，選項A錯誤，符合題意；B．電容器的電容與所帶電量無關(guān)，則電容器充滿電的電容是15μF，當(dāng)放電量為一半時，電容器的電容仍是15μF，選項B正確，不符合題意；C．電容器充電后的電量為選項C正確，不符合題意；D．電容器放電過程的平均電流強(qiáng)度為選項D正確，不符合題意。10.如圖所示為測定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表（零刻度在中間）和電源串聯(lián)成閉合回路，當(dāng)壓力F作用于可動膜片電極上時，膜片發(fā)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對膜片開始施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏）（）A.向右偏到某一刻度后回到零刻度 B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不動 D.向左偏到某一刻度后不動【答案】A【解析】根據(jù)可知當(dāng)d減小時電容C增大，電容與電源相連其兩端電壓不變，由可知電容上存儲的電荷量將變大，因此電容器要充電，指針先右偏。充電結(jié)束后電流表中不再有電流，指針重新回到零刻度，故A正確，BCD錯誤。11.雷電擊中地面或高壓輸電線掉落到地面時，都會在以落地點為中心的一定區(qū)域內(nèi)的地面上形成一個強(qiáng)電流場，如果有人站在這個區(qū)域內(nèi)，雙腳間會存在一定的電勢差，叫作“跨步電壓”，如圖所示，一條電勢遠(yuǎn)高于地面的高壓直流輸電線掉落在地面上的O點（O點附近地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布均勻），圖中O、A、B、C在同一直線上，BD是過B點圓的切線，AB=BC=BD，電線落地時恰好有人單腳著地站在B點，則以下說法正確的是（）A.圖中的虛線是等勢線，其中A、B、C三點中，C點的電勢最高B.地面上電子由C向O定向移動C.為了安全，人應(yīng)該沿BD方向邁大步快速脫離D.A、B、C、D四點間電勢差大小關(guān)系為UAB=UBC=UBD【答案】B【解析】A．根據(jù)題意可知圖中的虛線是等勢線，因為O點的電勢最高，且逐步往外電勢慢慢降低，即電勢的高低順序依次是O、A、B、D、C，故A錯誤；B．在地面上，電子帶負(fù)電，受力的方向與電場線的方向相反，即沿著CO方向，故電子由C到O定向移動，故B正確；C．當(dāng)人的步伐越大時，根據(jù)公式U=Ed定性分析出電壓的大小會隨著步伐的增大而增大，這樣更加不安全，故C錯誤；D．在電場中，因為AB=BC=BD，且隨著半徑的增大，電場強(qiáng)度逐漸變小，則UAB＞UBC，而因為BD＜BC，則UBC＞UBD，故D錯誤；12.如圖所示，長為L的細(xì)線拴一個帶電為+q質(zhì)量為m的小球，球處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E，小球恰好能夠在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。則下列說法正確的是（）A.小球在最高點的速度大小為B.當(dāng)小球運(yùn)動到最高點時電勢能最小C.小球運(yùn)動到最低點時，動能為D.從最高點到最低點過程中，小球的機(jī)械能增加量為2EqL【答案】D【解析】A．小球恰好能夠在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則在最高點由其所受重力和靜電力的合力提供向心力，則有可得故A錯誤；B．小球向上運(yùn)動時，靜電力做負(fù)功，電勢能增加，當(dāng)小球運(yùn)動到最高點時電勢能最大，故B錯誤；C．小球從最高點到最低點的過程中根據(jù)動能定理得解得小球運(yùn)動到最低點時，動能為故C錯誤；D．根據(jù)功能關(guān)系可得從最高點到最低點過程中，小球的機(jī)械能增加量為故D正確。故選D。13.空間P、Q兩點處固定電荷量絕對值相等的點電荷，其中Q點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢線分布如圖所示，a、b、c、d、e為電場中的5個點，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則（）A.e點的電勢大于0B.a點和b點的電場強(qiáng)度相同C.b點的電勢低于d點的電勢D.負(fù)電荷從a點移動到c點，電場力做負(fù)功【答案】D【解析】A．根據(jù)電場線與等勢面垂直關(guān)系，可判斷P點處為負(fù)電荷，無窮遠(yuǎn)處電勢為0，e點在PQ連線的中垂線上，則，A錯誤；B．a(chǎn)、b兩點電場強(qiáng)度大小相同，方向不同，則a、b兩點電場強(qiáng)度不同，B錯誤；C．從Q到P電勢逐漸降低，則，C錯誤；D．由，負(fù)電荷從a到c電場力做負(fù)功，D正確。故選D。二．選擇題II（本題共3小題，每小題2分，共6分，每小題列出的四個備選選項中至少有一個是符合題目要求的，全部選對的得2分，選對但不全的得1分，有選錯的得0分）14.對麥克斯韋電磁理論理解正確的是（）A.穩(wěn)定的磁場不產(chǎn)生電場B.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生出穩(wěn)定的磁場C.均勻變化的磁場產(chǎn)生出均勻變化的電場D.周期性變化的電場產(chǎn)生出周期性變化的磁場【答案】AD【解析】ABC．均勻變化的磁場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，而非均勻變化的電場產(chǎn)生非均勻變化的磁場，穩(wěn)定的電場不會產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的磁場也不會產(chǎn)生電場，故A正確，BC錯誤；D．周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，故D正確。故選AD。15.某同學(xué)使用如圖所示的三組器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A.甲圖，AB導(dǎo)線上下運(yùn)動時，發(fā)現(xiàn)有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.乙圖，將如圖所示條形磁鐵從同一位置快速向下插入線圈和慢速插入線圈的過程中，磁通量的變化量相同C.丙圖，閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程，由于導(dǎo)線沒有做切割磁感線的運(yùn)動，故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.丙圖，閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片P向左或向右移動，電流計指針均能偏轉(zhuǎn)【答案】BDB．乙圖，將如圖所示條形磁鐵從同一位置快速向下插入線圈和慢速插入線圈的過程中，磁通量的變化量相同，B正確；C．丙圖，閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程，電流發(fā)生變化，A線圈中產(chǎn)生的磁場變化，即穿過B線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C錯誤；D．丙圖，閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片P向左或向右移動，穿過B線圈的磁通量都會發(fā)生變化，電流計指針均能偏轉(zhuǎn)，D正確；故選BD。16.某地有一風(fēng)力發(fā)電場，共有風(fēng)力發(fā)電機(jī)20臺，發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動時可形成直徑為40m的圓面。某日該地區(qū)的風(fēng)速是6m/s，風(fēng)向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，已知空氣的密度為1.23kg/m3，假如該風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將通過此圓面內(nèi)空氣動能的10%轉(zhuǎn)化為電能。取3。下列說法正確的是（）A.每秒沖擊每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動形成圓面的空氣體積約為B.每秒沖擊每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動形成圓面的空氣動能約為C.每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率約為D.該發(fā)電場工作3.2h，發(fā)電量約為【答案】CD【解析】A．每秒沖擊每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動形成圓面的空氣體積約為B．每秒沖擊每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動形成圓面的空氣動能約為選項B錯誤；C．每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率約為選項C正確；D．該發(fā)電場工作3.2h，發(fā)電量約為選項D正確。故選CD。非選擇題部分三．非選擇題（本題共6小題，共55分）17.（1）甲同學(xué)在實驗室測定金屬導(dǎo)體電阻率，游標(biāo)卡尺測量長度如圖1所示，可知其長度為L=______cm；（2）如圖2所示，用螺旋測微器測金屬的直徑的測量值d=______mm；如果測得該金屬導(dǎo)體的電阻為R，則這種金屬材料的電阻率表達(dá)式為=______（用、R、d、L表示）（3）乙同學(xué)練習(xí)多用電表的使用。某次實驗中，多用電表表盤如圖3所示，如果他用歐姆擋“×100”測量，則讀數(shù)為______Ω；如果用“直流5V”擋測量，則讀數(shù)為______V；（4）丙同學(xué)利用多用電表測量圖4和圖5所示電路中小燈泡正常工作時的有關(guān)物理量。以下操作正確的是（）A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋，閉合開關(guān)，利用圖4電路測量小燈泡兩端的電壓B．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋，閉合開關(guān)，利用圖4電路測量小燈泡的電阻C．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，閉合開關(guān)，利用圖5電路測量通過小燈泡的電流D．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，把圖5中紅、黑表筆接入電路的位置互換，閉合開關(guān)，測量通過小燈泡的電流【答案】（1）10.950（2）3.470（3）8003.30（4）AC【解析】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為L=109mm+0.05×10mm=109.50mm=10.950cm（2）[2]根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為d=3mm+0.01×47.0mm=3.470mm[3]由電阻定律可得解得圓柱體材料的電阻率為（3）[4]根據(jù)歐姆擋測電阻的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為80×100Ω=800Ω[5]直流5V的精度為0.1V，則該電壓讀數(shù)為3.30V。（4）[6]A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋，測電壓時，電表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)“紅進(jìn)黑出”規(guī)律，紅表筆與電源正極一側(cè)連接，A正確；B．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋，電源應(yīng)由歐姆表內(nèi)部提供，此時應(yīng)該將待測電阻與外部電源脫離接觸，B錯誤；CD．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適電流擋，測量電流時，電表應(yīng)該串聯(lián)接入電路之中，根據(jù)“紅進(jìn)黑出”規(guī)律，紅表筆與電源正極一側(cè)連接，C正確，D錯誤。故選AC。18.某同學(xué)準(zhǔn)備測量一電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）該同學(xué)用多用電表的直流電壓“”擋進(jìn)行測量，結(jié)果指針偏轉(zhuǎn)如圖甲所示，則該電池的電動勢約為__________V。（2）為較精確測量電池電動勢和內(nèi)阻、除待測電池、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，實驗室還提供了下列器材供選用，要盡可能準(zhǔn)確測量電池的電動勢和內(nèi)阻，請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模篲________（填寫選項前的字母）、A.電流表（，內(nèi)阻為）B.電流表（，內(nèi)阻約為）C.電壓表（，內(nèi)阻未知）D.電壓表（，內(nèi)阻未知）E.滑動變阻器F.滑動變阻器（3）在用伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中?？紤]到電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差，實驗電路圖應(yīng)選擇圖中的____________（填“乙”或“丙”）。（4）根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丁所示的圖像，則電池的電動勢___________V，內(nèi)電阻___________。【答案】（1）（2）ACE（3）乙（4）0.7【解析】（1）[1]題圖甲，選0~250V表盤，則讀數(shù)為（2）[2]在備選器材中選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模弘娏鞅磉x擇內(nèi)阻是已知的A，電壓表選擇量程是0~3V的C，滑動變阻器選擇總阻值較小的E。故選ACE。（3）[3]因電流表的內(nèi)阻已知，故實驗電路圖應(yīng)選擇圖乙。（4）[4][5]根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了題圖丙所示的圖像，由圖可知電池的電動勢電源內(nèi)阻19.如圖所示，電路中電源電動勢為6V，內(nèi)阻為2Ω。電阻R1=4Ω，R2=R3=8Ω，求：（1）若將cd端短路，求電路中的路端電壓是多少；（2）若將cd兩端接28μF的電容器，求電路穩(wěn)定時電容器的帶電量；（3）在cd兩端接一未知電阻，使ab之間消耗的功率最大，求此最大功率?！敬鸢浮浚?）4.8V；（2）9.6×10-5C；（3）1.5W【解析】（1）若將cd端短路，則電路中R2和R3并聯(lián)，再和R1串聯(lián)，外電路總電阻為電路總電流為電路的路端電壓為（2）若將cd兩端接電容器，電路穩(wěn)定時，R1，R3串聯(lián)，R2沒有電流經(jīng)過。電容器兩端電壓即R3兩端電壓，即故電路穩(wěn)定時電容器的帶電量為（3）在cd兩端接電阻，使得ab兩端的電阻等于R1+r時，ab之間消耗的功率最大。即解得故ab之間消耗的功率最大為20.恒定電路中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動，但有的流走了，另外的又來補(bǔ)充，電荷的分布是穩(wěn)定的，不隨時間變化，電場的分布也不會隨時間變化。這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，叫作恒定電場。由于在恒定電場中，任何位置的電荷分布和電場強(qiáng)度都不隨時間變化，它的基本性質(zhì)與靜電場相同。在靜電場中所講的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場中同樣適用。（1）在圖1的串聯(lián)電路中，I1、I2、I3分別表示流過電路中1、2、3各點的電流。請根據(jù)恒定電場的上述特點和電流的定義式，證明：I1=I2=I3；（2）在圖1的串聯(lián)電路中，如果以φ0、φ1、φ2、φ3分別表示電路中0、1、2、3各點的電勢，以U01、U12、U23、U03分別表示0與1、1與2、2與3、0與3之間的電勢差（電壓），請用電勢差跟電勢的關(guān)系，證明：；（3）電流做功的實質(zhì)是：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功。一段橫截面積為S、長為l的直導(dǎo)體，單位體積內(nèi)有n個自由電荷，自由電荷的電量為e。該導(dǎo)體通有恒定電流時I，導(dǎo)體兩端的電勢差為U，假設(shè)自由電荷定向移動的速率均為v。a.由于導(dǎo)體中電荷的分布是穩(wěn)定的，設(shè)在任意時間t內(nèi)，通過這段導(dǎo)體任意截面的電量都為q。如圖2所示，相當(dāng)于有電量為q的自由電荷從導(dǎo)體的一端到了另一端。根據(jù)電流做功的實質(zhì)：導(dǎo)體中的恒定電場對這些自由電荷的靜電力做的功就等于電流做功。請根據(jù)以上信息，證明：任意時間t內(nèi)電流做功。b.導(dǎo)體中存在恒定電場，導(dǎo)體中全部電荷都受到電場力的作用，某段時間內(nèi)，有的電荷流走了，另外的電荷又來補(bǔ)充，導(dǎo)體中電荷的總量是不變的。根據(jù)電流做功的實質(zhì)：任意時間t內(nèi)，恒定電場對導(dǎo)體中全部自由電荷的靜電力做的功等于電流做功。請根據(jù)以上信息，證明：任意時間t內(nèi)電流做功【答案】（1）證明見解析；（2）證明見解析；（3）證明見解析【解析】（1）因為電荷的分布是穩(wěn)定里的，所以任意時間t內(nèi)，流過回路任意截面的電量是相同的，則有，根據(jù)電流的定義式可證（2）根據(jù)電勢差與電勢的關(guān)系，，相加可得（3）a.在任意時間t內(nèi)，通過這段導(dǎo)體任意截面的電量都為q，相當(dāng)于有電量為q的自由電荷從導(dǎo)體的一端到了另一端。導(dǎo)體兩端的電勢差為U，導(dǎo)體中的恒定電場對這些自由電荷的靜電力做的功其中可證b.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度為導(dǎo)線中全部電荷數(shù)為每個自由電荷受到的電場力為恒定電場對導(dǎo)線中全部電荷的靜電力為恒定電場對導(dǎo)線中全部電荷靜電力做的功其中可證21.如圖所示，兩平