3 . 能量是物理学中的重要概念，从能量角度切入，可以帮我们更深入地理解问题。在电路这一章的学习中尤其如此。在电路中，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功本质上是导体中恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功。如图1所示，截取某段电路，其两端A、B之间的电压为U，电路中电流为I，A和B之间接有用电器，电路状态稳定，电荷分布不随时间变化。已知电子的带电量为－e。
（1）电场力对自由电荷做功，驱使自由电荷定向移动形成电流，进而使用电器工作。用电器消耗的电能即为自由电荷减少的电势能。请从这一角度证明：用电器消耗电能的功率为。
（2）若A、B之间接入了具有内阻的电动机，如图2所示。
a.请从能量转化的角度证明：，其中r为电动机的内阻。
b.若电动机由电动势的电源驱动，当电动机以的恒定速度向上提升质量为4kg的重物时，电动机两端电压，电路中的电流强度。不计各处摩擦及导线的电阻，g取。求电源的效率和发电机的内阻。
（3）该同学用电动机提升某重物，由于牵引力太小，根本拉不起来，他用手摸电动机，发现电动机很烫，试解释其中的原因。
   

5 . 电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色．透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素．如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒．当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色．下列说法正确的有（       ）

   

A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势

B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势

C．像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功

D．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功

6 . AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为、质量为的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），则（       ）
       

A．MC距离为	B．电势能增加了
C．电场强度大小为	D．减小R的阻值，MC的距离将变大

9 . 如图所示，在倾角为的足够长的绝缘固定斜面上，静止放置有质量分别为、的两金属块A、B，其中A带电量为，B不带电。现让金属块A以初速度沿斜面向下运动，一段时间后与金属块B发生弹性正碰，且碰撞后A、B带电荷量均为。已知金属块与斜面间的滑动摩擦因数为，下列说法正确的是（　　）
   

A．碰撞前，A沿斜面做匀加速直线运动

B．碰撞后，A、B都沿斜面向下运动的过程中总动量守恒

C．碰撞后，当A的速度为时，B的速度为

D．碰撞后，A、B系统的电势能先减小后不变