精品解析：上海市上海财经大学附属北郊高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

上海财经大学附属北郊高级中学2024学年第一学期期中考试 高二年级物理（等级）试卷 生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 1. 某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A. B. q C. D. 2. 关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B. 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C. 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 3. （1）做静电实验时，应保持空气__________（填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的：_________________________________。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的__________。（填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 【答案】1. B 2. A 3. ①. 干燥 ②. 库仑建立了点电荷模型（带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略）解决了带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离的问题 ③. ①③⑤⑥ 【解析】 【1题详解】 两个电荷充分接触后再分开，所带电荷量先中和再平分，所以B球的电荷量 故选B。 【2题详解】 AD．根据电荷守恒定律可知摩擦起电不会产生电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒失去了电子，丝绸得到了电子，故A正确，D错误； BC．同理，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒得到了电子，毛皮失去了电子，不会产生电荷，故BC错误。 故选A。 【3题详解】 （1）[1]做静电实验时，为了避免水汽带走电荷，应保持空气干燥； （2）[2]略； （3）[3]静电除尘、静电复印、静电喷涂都是利用了静电； 飞机轮胎用导电橡胶制成是为了防止静电，油罐车的接地链条也是为了防止静电； 电子点火器利用了尖端放电，也是静电的应用。 故选①③⑤⑥。 闪电，是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）。通常是暴风云（积雨云）产生电荷，底层带负电，顶层带正电，而且还在地面产生正电荷，跟着云移动。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端，企图和带负电的云层相遇。最后正负电荷终于克服空气的阻碍而连接上，产生出一道明亮夺目的闪光。 4. 如图，带负电的雨滴从雷雨云底部落到地面的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 雷雨云与地面之间形成匀强电场 B. 雨滴在向电势低的方向移动 C. 雨滴的电势能逐渐减少 D. 电场力对雨滴做负功 5. 某次雷雨时一次闪电从云层向地面输送了的负电荷，已知元电荷。在这个过程中，到达地面的电子数量为（　　） A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 6. 模拟避雷针的实验装置如图，金属板M、N分别接高压电源的正、负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。下列说法正确的是（　　） A. A、B金属柱同时产生放电现象 B. B金属柱先产生放电现象 C. A金属柱先产生放电现象 D. 先产生放电现象的可能是A金属柱，也可能是B金属柱 7. 科学家曾捕捉到的一种奇异的“颠倒闪电”，这种闪电被称为“blue jet”，它不是从云层向地面放电，而是从平流层底部直冲向平流层顶部。利用大气空间相互作用监测器（ASIM），科学家还发现蓝色闪光持续时长约为10毫秒。已知一次闪电的电荷量约为500库仑，平流层是距地表约10~50公里处的大气层，假设其底部和顶部之间电势差约为伏特，放电区域直径为10公里，则（　　） A. 该区域平流层的等效电阻约为 B. 该区域平流层的平均漏电电流约为 C. 该区域平流层的平均电阻率约为 D. 该区域平流层的平均电阻率约为 【答案】4. C 5. B 6. C 7. AC 【解析】 【4题详解】 A．雷雨云与地面上的电荷分布都不是均匀的，则两者之间形成的电场不是匀强电场，选项A错误； BCD．地面带正电，则带负电的雨滴在向电势高的方向移动，电场力对雨滴做正功，雨滴的电势能逐渐减少，选项BD错误，C正确。 故选C。 【5题详解】 到达地面的电子数量为 故选B。 【6题详解】 根据尖端放电原理，越尖锐的位置电荷量越多，越容易放电，A金属柱的顶端比较尖，所以A金属柱先产生放电现象，所以C正确，ABD错误。 故选C。 【7题详解】 B．该区域平流层的平均漏电电流约为 选项B错误； A．该区域平流层的等效电阻约为 选项A正确 ； CD．根据 其中 该区域平流层的平均电阻率约为 选项C正确，D错误。 故选AC。 喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体的字形输入信号加以控制。带电后的微滴以初速度垂直于场强方向进入偏转电场，经电场偏转后打到纸上，显示出字迹。无信号输入时墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽，流回墨盒。已知偏转板的板长为l，两板间的距离为d，两板间的电压为U，偏转板右端与纸的距离为L。（不计空气阻力和重力，电场只局限在两偏转板内部，忽略边缘电场的不均匀性） 8. 墨汁微滴在偏转电场中运动时（　　） A. 由较高的等势面向较低的等势面运动 B. 电势能逐渐增大 C. 动能逐渐减小 D. 电势能与动能之和保持不变 9. 为了使纸上的字体放大原来的20%，在不改变其它条件的情况下，下面可行的办法是（　　） A. 将两板间的电压增大 B. 将两板间的电压增大 C. 将偏转板的板长增大 D. 将偏转板的板长增大 10. 若保持两偏转板与恒压直流电源相连接，并保持两偏转板的正对面积不变，将两偏转板的间距缓慢拉到，则在此过程中（　　） A. 偏转板所带的电荷量减少 B. 偏转板间的场强增大 C. 两偏转板构成的电容器的电容增大 D. 拉动偏转板的力做负功 11. 若一个墨汁微滴通过带电室时带上的电荷量为q（设），微滴打到纸上的点距原射入方向的距离为y，求这个微滴的质量。 【答案】8. D 9. B 10. A 11. 【解析】 【8题详解】 A．墨滴带负电，以初速度垂直于场强方向进入偏转电场，则所受电场力与场强方向相反，即墨滴向正极板偏转，可知由较低的等势面向较高的等势面运动，故A错误； BCD．墨滴做类平抛运动，只有电场力做正功，电势能减小，动能增大，而电势能与动能之和保持不变，故BC错误，D正确。 故选D。 【9题详解】 AB．墨滴在偏转电场做类平抛运动，有 墨滴离开偏转电场后做匀速直线运动，由相似三角形可得 联立可得 为了使纸上的字体放大原来的20%，即偏移量放大为倍，则将两板间的电压增大0.2U，可以满足，故A错误，B正确； CD．将偏转板的板长增大1.2l或增大增大0.2l，都不能满足放大为倍，故CD错误。 故选B。 【10题详解】 C．若保持两偏转板与恒压直流电源相连接，即电容器的电压不变，并保持两偏转板的正对面积不变，将两偏转板的间距缓慢拉到2d，由可知，电容变为原来的，即电容变小，故C错误； A．电容器的电压不变，由可知，偏转板所带的电荷量减少，故A正确； B．电容器的电压不变，由可知，偏转板间的场强减小，故B错误； D．电容器的两极板带等量异种电荷，拉动偏转板的力需要克服两板间的电场吸引力做功，外力做正功，故D错误。 故选A。 【11题详解】 根据 可得 一位荷兰的物理学家在1746年发明的菜顿瓶是世界上第一个电容器，因最先在荷兰莱顿试用故得名“莱顿瓶”。 12. 如图的电路，研究电容器的放电过程。实验时，先将开关S掷向1，充电完毕后，将开关掷向2，传感器将信号传入计算机屏幕上，显示出电流或电压随时间变化的图线。 （1）电容的定义式是，下列物理量的表达式中，也是用其他物理量的比来定义且为标量的是（ ） A. 电场强度 B.加速度 C. 电势 D.电阻 （2）实验中所使用的电容器电容大小为1500μF，额定电压为20V，所使用的电源输出电压为10V，则在该实验中电容器存储的最大电荷量为________。 （3）用q表示电容器上极板所带的电荷量，UC表示电容器两端的电压，I表示电路中的电流，电容器在放电过程中的图像正确的有（ ） A.B.C.D.. （4）由图可知，传感器1为________（选填A． 电流 B． 电压）传感器。为使得电容器的放电时间延长便于观察，实验中所使用的可变电阻阻值应适当________（选填A．调大 B．调小）。 13. 如图，平行板电容器的两个极板与水平面成一定角度，两极板与一直流电源相连（图中电源省略）。若一带电粒子恰能沿图中所示水平虚线向左通过电容器，则在此过程中，该粒子电势能逐渐________，机械能逐渐________。（均选填“不变”“增大”“减小”） 【答案】12. ①. C ②. 1.5×10-2C ③. BD ④. A ⑤. A 13. ①. 减小 ②. 增大 【解析】 【12题详解】 （1）[1]A．该式为电场强度的定义式，采用比值定义法，但电场强度为矢量，故A错误； B．该式为加速度的决定式，即牛顿第二定律表达式，不是比值定义法，故B错误； C．该式为电势的定义式，为比值定义法，且电势为标量，故C正确； D．该式为电阻定律，不是比值定义法，故D错误。 故选C。 （2）[2]由于电源所使用的输出电压为10V，根据电容的定义式可得该实验中电容器存储的最大电荷量为 （3）[3]电容器在放电过程中其所带电荷量逐渐减小，两极板电压减小，电流减小，且均减小的越来越慢。 故选BD。 （4）[4]由图可知，传感器1串联在电路中，是电流传感器，传感器2与电阻并联，是电压传感器； [5]若调大定值电阻阻值，使得回路中电流减小，从而延长放电时间。 【13题详解】 [1][2]根据题意，带电粒子受到竖直向下的重力和垂直于极板指向左上方的电场力。带电粒子向左运动，所以电场力做正功，根据功能关系可知，电势能减小，机械能增大。 电阻率的测量 14. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 使用游标卡尺和_________（填器材名称）测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，则测得的长度为_________cm，直径为_________mm。 15. 按图（c）连接电路后，实验操作如下： ①将滑动变阻器R1的阻值置于最_________（选填“大”或“小”）处：将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0； ②将电阻箱R2的阻值调至最大处；S2拨向接点2；保持_______不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω； ③得圆柱体的电阻为_________Ω。相应的电阻率为_________。（保留三位有效数字） 16. 电阻定律适用于浓度均匀的电解液溶液。 （1）某种导电溶液，在1s内有2个二价正离子通过某一横截面，同时有4个电子（电子电荷量为e）反向通过同一横截面，则该导电溶液中的电流为（ ） A．0 B．4e C．6e D．8e （2）如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某种电解液，且P、Q加上电压后，其U—I图线如图乙所示，当U=10V时，求电解液的电阻为_________Ω，电阻率ρ是_________。 17. 在如图所示的电路中，电源电压U恒为12V，滑动变阻器R的总阻值为30Ω，小灯L上标有“6V，0.3A”的字样。先将滑动变阻器R的滑片P移到b端，闭合电键S，求： （1）此时电流表的示数I1。 （2）将滑动变阻器的滑片P向上移动，当小灯正常发光时，电流表的示数I2为0.3A，这时滑动变阻器上滑片P与a端之间的阻值RPa为多大？ 【答案】14. ①. 螺旋测微器 ②. 5.00 ③. 5.314 15. ①. 大 ②. 滑动变阻器R1的阻值 ③. 1280 ④. 0.567 16. ①. D ②. 2000 ③. 40 17. （1）0.4A；（2） 【解析】 【14题详解】 [1]使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径。 [2]根据游标卡尺的读数可得，测得的长度为 [3]根据螺旋测微器的读数可得，测得的直径为 【15题详解】 ①[1]为了保护电路中的电流表，则需将滑动变阻器R1的阻值置于最大处。 ②[2]S2拨向接点1和2时电路中的电流都为，为确保电阻箱R2的阻值与圆柱体的电阻阻值相同，则S2拨向接点2时，要保持滑动变阻器R1的阻值不变。 ③[3][4]故测得圆柱体的电阻R为，根据电阻定律可得，圆柱体的电阻率为 【16题详解】 （1）[1]在1s内通过某一横截面的电荷量为 则根据电流的定义式可得，该导电溶液中的电流为。 故选D。 （2）[2]由图可知当U=10V时，则额电解液的电阻为 [3]根据电阻定律可得，电解液的电阻率为 【17题详解】 （1）滑动变阻器R的滑片P移到b端时，灯泡被电流表短路，电路中只有滑动变阻器的最大电阻，则此时电流表的示数为 （2）小灯泡正常发光时，滑片P与a端之间的电流为 滑片P与a端之间的电压为 则滑片P与a端之间的电阻为 18. 心脏病发作还是触电致死？ 提示：本题中可能用到的公式： ①半径为R的球体，体积，表面积； ②带电量为的点电荷，以无穷远为零势能面，距其r处的电场强度大小为，电势为，其中k表示静电力常量。 一天上午，一野餐男子赤脚走到靠近输电线支撑塔的湿地上，突然倒下。该男子在目击者赶到时正处于心室纤维性颤动中，并在救护车到来前就去世了。之后遇难者家属对电力公司提出法律诉讼，声称遇难者是由于支撑塔电流泄露而触电致死。 为了更加精细地描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j。某点处的电流密度，方向为该点处的电流方向，大小为垂直于该方向上单位面积内的电流大小。 （1）如图所示，圆柱形均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流，则导体内的电流密度大小为________。设导体材料的电阻率为，材料内某一点处附近极小范围内的电场可视为匀强电场，则该点的电场强度大小用电流密度j可表示为_______。 （2）电力公司的调查记录显示，该男子遇害时支撑塔确实有漏电故障。假定大小为i的电流从漏电杆通过半径为b的半球体电极均匀地传入地面，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处，如图所示。大地的电阻率为ρ，遇难者距漏电杆的距离为r。遇难者处的： ①电流密度大小为________； ②电场强度大小为_______； ③联系提示②，通过类比，可以求得该点与半球形电极边缘间的电势差大小为_______。 （3）经调查发现，上一问中各物理量的具体参数为： ，，，。如图所示电流向上通过遇难者的一只脚，横过其躯干（包括心脏），并向下通过另一只脚的导电通路。两脚间距，湿地上每只脚与地面的接触电阻均约为，电流在人体中通路的等效电阻约为，通过躯干的电流达到即可引发心脏的纤维性颤动，请通过计算，确认该男子的死亡是因为心脏病发作还是触电________。 【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥. 心脏病 【解析】 【详解】（1）[1]根据题意得 [2]根据 所以电场强度为 （2）[3]根据题意得电流密度大小为 [4]电场强度大小为 [5]类比点电荷周围电场强度与电势的表达式：带电量为的点电荷，以无穷远为零势能面，距其r处的电场强度大小为，电势为，可得 该点与半球形电极边缘间的电势差大小为 （4）[6]人体两脚间的电阻为 人体两脚间的电压为 所以通过人体的电流为 因此确认该男子的死亡是因为心脏病不是触电。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海财经大学附属北郊高级中学2024学年第一学期期中考试 高二年级物理（等级）试卷 生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 1. 某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A. B. q C. D. 2. 关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B. 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C. 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 3. （1）做静电实验时，应保持空气__________（填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的：_________________________________。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的__________。（填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 闪电，是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）。通常是暴风云（积雨云）产生电荷，底层带负电，顶层带正电，而且还在地面产生正电荷，跟着云移动。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端，企图和带负电的云层相遇。最后正负电荷终于克服空气的阻碍而连接上，产生出一道明亮夺目的闪光。 4. 如图，带负电的雨滴从雷雨云底部落到地面的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 雷雨云与地面之间形成匀强电场 B. 雨滴在向电势低的方向移动 C. 雨滴的电势能逐渐减少 D. 电场力对雨滴做负功 5. 某次雷雨时一次闪电从云层向地面输送了的负电荷，已知元电荷。在这个过程中，到达地面的电子数量为（　　） A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 6. 模拟避雷针的实验装置如图，金属板M、N分别接高压电源的正、负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。下列说法正确的是（　　） A. A、B金属柱同时产生放电现象 B. B金属柱先产生放电现象 C. A金属柱先产生放电现象 D. 先产生放电现象的可能是A金属柱，也可能是B金属柱 7. 科学家曾捕捉到的一种奇异的“颠倒闪电”，这种闪电被称为“blue jet”，它不是从云层向地面放电，而是从平流层底部直冲向平流层顶部。利用大气空间相互作用监测器（ASIM），科学家还发现蓝色闪光持续时长约为10毫秒。已知一次闪电的电荷量约为500库仑，平流层是距地表约10~50公里处的大气层，假设其底部和顶部之间电势差约为伏特，放电区域直径为10公里，则（　　） A. 该区域平流层的等效电阻约为 B. 该区域平流层的平均漏电电流约为 C. 该区域平流层的平均电阻率约为 D. 该区域平流层的平均电阻率约为 喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体的字形输入信号加以控制。带电后的微滴以初速度垂直于场强方向进入偏转电场，经电场偏转后打到纸上，显示出字迹。无信号输入时墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽，流回墨盒。已知偏转板的板长为l，两板间的距离为d，两板间的电压为U，偏转板右端与纸的距离为L。（不计空气阻力和重力，电场只局限在两偏转板内部，忽略边缘电场的不均匀性） 8. 墨汁微滴在偏转电场中运动时（　　） A. 由较高的等势面向较低的等势面运动 B. 电势能逐渐增大 C. 动能逐渐减小 D. 电势能与动能之和保持不变 9. 为了使纸上的字体放大原来的20%，在不改变其它条件的情况下，下面可行的办法是（　　） A. 将两板间的电压增大 B. 将两板间的电压增大 C. 将偏转板的板长增大 D. 将偏转板的板长增大 10. 若保持两偏转板与恒压直流电源相连接，并保持两偏转板的正对面积不变，将两偏转板的间距缓慢拉到，则在此过程中（　　） A. 偏转板所带的电荷量减少 B. 偏转板间的场强增大 C. 两偏转板构成的电容器的电容增大 D. 拉动偏转板的力做负功 11. 若一个墨汁微滴通过带电室时带上的电荷量为q（设），微滴打到纸上的点距原射入方向的距离为y，求这个微滴的质量。 一位荷兰的物理学家在1746年发明的菜顿瓶是世界上第一个电容器，因最先在荷兰莱顿试用故得名“莱顿瓶”。 12. 如图的电路，研究电容器的放电过程。实验时，先将开关S掷向1，充电完毕后，将开关掷向2，传感器将信号传入计算机屏幕上，显示出电流或电压随时间变化的图线。 （1）电容的定义式是，下列物理量的表达式中，也是用其他物理量的比来定义且为标量的是（ ） A. 电场强度 B.加速度 C. 电势 D.电阻 （2）实验中所使用的电容器电容大小为1500μF，额定电压为20V，所使用的电源输出电压为10V，则在该实验中电容器存储的最大电荷量为________。 （3）用q表示电容器上极板所带的电荷量，UC表示电容器两端的电压，I表示电路中的电流，电容器在放电过程中的图像正确的有（ ） A.B.C.D.. （4）由图可知，传感器1为________（选填A． 电流 B． 电压）传感器。为使得电容器的放电时间延长便于观察，实验中所使用的可变电阻阻值应适当________（选填A．调大 B．调小）。 13. 如图，平行板电容器的两个极板与水平面成一定角度，两极板与一直流电源相连（图中电源省略）。若一带电粒子恰能沿图中所示水平虚线向左通过电容器，则在此过程中，该粒子电势能逐渐________，机械能逐渐________。（均选填“不变”“增大”“减小”） 电阻率的测量 14. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 使用游标卡尺和_________（填器材名称）测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，则测得的长度为_________cm，直径为_________mm。 15. 按图（c）连接电路后，实验操作如下： ①将滑动变阻器R1的阻值置于最_________（选填“大”或“小”）处：将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0； ②将电阻箱R2的阻值调至最大处；S2拨向接点2；保持_______不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω； ③得圆柱体的电阻为_________Ω。相应的电阻率为_________。（保留三位有效数字） 16. 电阻定律适用于浓度均匀的电解液溶液。 （1）某种导电溶液，在1s内有2个二价正离子通过某一横截面，同时有4个电子（电子电荷量为e）反向通过同一横截面，则该导电溶液中的电流为（ ） A．0 B．4e C．6e D．8e （2）如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某种电解液，且P、Q加上电压后，其U—I图线如图乙所示，当U=10V时，求电解液的电阻为_________Ω，电阻率ρ是_________。 17. 在如图所示的电路中，电源电压U恒为12V，滑动变阻器R的总阻值为30Ω，小灯L上标有“6V，0.3A”的字样。先将滑动变阻器R的滑片P移到b端，闭合电键S，求： （1）此时电流表的示数I1。 （2）将滑动变阻器的滑片P向上移动，当小灯正常发光时，电流表的示数I2为0.3A，这时滑动变阻器上滑片P与a端之间的阻值RPa为多大？ 18. 心脏病发作还是触电致死？ 提示：本题中可能用到的公式： ①半径为R的球体，体积，表面积； ②带电量为的点电荷，以无穷远为零势能面，距其r处的电场强度大小为，电势为，其中k表示静电力常量。 一天上午，一野餐男子赤脚走到靠近输电线支撑塔的湿地上，突然倒下。该男子在目击者赶到时正处于心室纤维性颤动中，并在救护车到来前就去世了。之后遇难者家属对电力公司提出法律诉讼，声称遇难者是由于支撑塔电流泄露而触电致死。 为了更加精细地描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j。某点处的电流密度，方向为该点处的电流方向，大小为垂直于该方向上单位面积内的电流大小。 （1）如图所示，圆柱形均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流，则导体内的电流密度大小为________。设导体材料的电阻率为，材料内某一点处附近极小范围内的电场可视为匀强电场，则该点的电场强度大小用电流密度j可表示为_______。 （2）电力公司的调查记录显示，该男子遇害时支撑塔确实有漏电故障。假定大小为i的电流从漏电杆通过半径为b的半球体电极均匀地传入地面，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处，如图所示。大地的电阻率为ρ，遇难者距漏电杆的距离为r。遇难者处的： ①电流密度大小为________； ②电场强度大小为_______； ③联系提示②，通过类比，可以求得该点与半球形电极边缘间的电势差大小为_______。 （3）经调查发现，上一问中各物理量的具体参数为： ，，，。如图所示电流向上通过遇难者的一只脚，横过其躯干（包括心脏），并向下通过另一只脚的导电通路。两脚间距，湿地上每只脚与地面的接触电阻均约为，电流在人体中通路的等效电阻约为，通过躯干的电流达到即可引发心脏的纤维性颤动，请通过计算，确认该男子的死亡是因为心脏病发作还是触电________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $