1 . 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。
   

2 . 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

3 . 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

4 . 如图所示，OA为竖直绝缘墙面，A点固定电荷量为的小球，电荷量为的小球B通过轻绳与O点相连，小球B处于静止状态。已知，将小球A视为场源电荷，小球B视为试探电荷，若小球B的电荷量逐渐减小，则在B靠近A的过程中（　　）
   

A．小球B受到的静电力大小逐渐减小	B．小球B所处位置的电场强度逐渐减小
C．小球B所处位置的电势逐渐减小	D．小球B的电势能不变

5 . 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

6 . 如图所示，相距为d的两平行金属板的电容为C，带电量为Q。有一长为L的绝缘轻杆，两端各固定电荷量分别为q和＋q的小球，不计两球的重力和两球间的库仑力。现将杆从平行于极板的位置I缓慢移动到垂直于极板的位置II，再从位置II缓慢移动到无穷远处。则（     ）

   

A．从位置I移到位置II的过程中，电场力对两球做功为零

B．从位置I移到位置II的过程中，两球与电容的总电势能减小

C．从位置II移到无穷远处的过程中，两球与电容的总电势能不变

D．从位置I移到无穷远处的过程中，克服电场力做功

7 . 如图所示，空间中A、B、C、、、六个点恰好为竖直正三棱柱的顶点，在点固定有正电荷，点固定有正电荷，点固定有负电荷，带电量。以下说法正确的是（　　）

A．A、B两点的电场强度相同，电势也相同

B．若将自点竖直向上移动至B点，则其所受静电力逐渐减小

C．若将自点竖直向上移动至C点，则其电势能逐渐增大

D．若将自点竖直向上移动至B点，则其电势能始终不变

8 . 范德格拉夫静电加速器结构如图所示，其工作原理是先通过传送带将正电荷传送到金属球壳（电荷在金属球壳均匀分布），使金属球与地面间产生几百万伏的高压，然后利用高压给绝缘管中的带电粒子加速。在加速管顶端点无初速度释放一带电粒子，粒子经过两点到达管底（为中点）。不计粒子重力，仅考虑球壳产生电场的影响，下列说法正确的是（　　）

A．点电势比点电势高

B．粒子从点到点的过程中电势能增大

C．粒子在点的加速度大于在点的加速度

D．粒子在与间的动能变化量相同

9 . 如图，光滑绝缘水平面上，由1、2、3三个带电量均为+q、质量均为m的相同金属小球，用长为L的三根绝缘细绳连接，A、B、C分别为其中心，O为三角形中心，已知单个点电荷q周围空间的电势，r为到点电荷的距离，则下列说法正确的是（　　）

A．O点的电场强度不为零，且方向向上

B．若L长度可调节，则A、O两点的电势可能相等

C．系统的总电势能为

D．若B处剪断，则之后小球1的最大速度为

10 . 在水平向右的匀强电场中，带电小球A、B用一根绝缘轻绳连接，另一根绝缘轻绳将A悬挂在O点，A、B的质量均为，电量分别为和。对B施加拉力使系统平衡时A、B的位置如图所示，其中绳水平，构成正三角形。已知重力加速度大小为，匀强电场场强大小为，A、B间的作用力忽略不计。现撤去拉力，由于空气阻力的作用，A、B最终会再次处于静止状态，则A、B再次静止后（　　）

A．绳的拉力大小为

B．绳的拉力大小为

C．与撤去前相比，系统电势能和系统重力势能都减小

D．与撤去前相比，A球的总能量增加，B球的总能量减少