《2019高中物理第一章6第5节匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理随堂演练含解析教科版选修31.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中物理第一章6第5节匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理随堂演练含解析教科版选修31.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理 1下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是( ) A在相同距离上的两点，电势差大的其场强必定大 B任意两点间的电势差，等于场强大小和这两点间距离的乘积 C沿着电场线方向，任何相等距离上的电势降落必相同 D电势降落的方向必是场强方向 解析 ： 选 C.匀强电场场强处处相等，A 错任意两点间的电势差等于场强大小和这两点间沿 场强方向距离的乘积，B 错，C 对电势降落最快的方向是场强的方向，D 错 2图甲为示波管的原理图如果在电极YY之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电 极XX之间所加的电压按图丙
2、所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是( ) 解析：选 B.示波管YY间为信号电压，XX为扫描电压，0t1，Y板电势高，电子向Y板 偏转，X板电势高，电子向X板偏转，由此知 C、D 错；又根据偏移量公式yt2，偏 qU 2md 移量与偏转电压成正比，0、t1、2t1时刻偏转电压为 0，偏移量也为 0，t1、t1时刻偏转 1 2 3 2 电压最大，偏移量也最大，所以 B 对 3.如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点间的距离为d， 线段AB与电场线的夹角为，则A、B两点间的电势差为( ) AEd BEdcos C. D E d E dcos 答案：C 4(多选)喷墨打印机的简化模型如图
3、所示重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后， 以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中( ) A向负极板偏转 B电势能逐渐减小 C运动轨迹是抛物线 D运动轨迹与带电量无关 解析：选 BC.带电微滴垂直进入电场后，在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的分解 水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀加速直线运动 带负电的微滴进入电场后受到向上的静电力，故带电微滴向正极板偏转，选项 A 错误 ； 带电 微滴垂直进入电场受竖直方向的静电力作用，静电力做正功，故墨汁微滴的电势能减小，选 项 B 正确；根据xv0t，yat2及a，得带电微滴的轨迹方程为y，即运动轨迹 1 2 qE m
4、qEx2 2mv 是抛物线，与带电量有关，选项 C 正确，D 错误 5如图所示，在某一空间范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为q的油滴， 从A点以速度v竖直向上射入电场已知油滴质量为m，重力加速度为g，当油滴到达运动 轨迹的最高点B时(图中未标出)，测得它的速度大小恰为v/2，问： (1)电场强度E为多大？ (2)A点与最高点B之间的电势差为多少？ 解析：(1)油滴在竖直方向上：vgt 油滴在水平方向上： at v 2 aEq m 可得E. mg 2q (2)油滴在水平方向上：Eqxm 1 2( v 2) 2 UEx 可得：U. mv2 8q 答案：(1) (2) mg 2q mv2
5、8q 学生用书 P101(单独成册) 一、单项选择题 1 关于场强的三个公式 ： E ； Ek； E 的适用范围， 下列说法中正确的是( ) F q Q r2 U d A三个公式都只能在真空中适用 B公式只能在真空中适用，公式和在真空中和介质中都适用 C公式和只能在真空中适用，公式在真空中和介质中都适用 D公式适用于任何电场，公式只适用于点电荷形成的电场 解析 ： 选 B.公式E 为定义式， 适用于任何电场， 无论介质还是真空E 适用于匀强电场， F q U d 无论真空还是介质均可，而E，由F推出，仅适用于真空中的点电荷 kQ r2 kQq r2 2如图所示为某匀强电场的等势面分布图，每两个
6、相邻等势面相距 2 cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为( ) AE100 V/m，竖直向下 BE1 V/m，竖直向上 CE100 V/m，水平向左 DE1 V/m，水平向右 解析：选 C.在匀强电场中，E V/m100 V/m，电场线与等势面垂直且其方向 U d 2 2 102 沿电势降落最快的方向，即水平向左，故 C 正确 3a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所 在平面平行已知a点的电势为 20 V，b点的电势为 24 V，d点的电势为 4 V，如图所示， 由 此可知c点的电势为( ) A4 V B8 V C12 V D24 V 解析：选 B.
7、因为abcd，故abdc，解得c8 V. 4 如图，a、b、c是匀强电场中的三个点， 各点电势a10 V、b2 V、c6 V，a、b、c 三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( ) 解析：选 D.由题意可知：线段ab的中点的电势为 6 V，与c点等势，故应按 C、D 图进行求 解，电场的方向由电势高处指向电势低处，D 正确 5.如图所示， 匀强电场场强E100 V/m，A、B两点相距 10 cm，A、B连线与电场方 向夹角为 60，则UBA的值为( ) A10 V B10 V C5 V D5 V 解析：选 C.根据电势差与场强的关系UEd得UELABcos 601000.1c
8、os 60 V5 V，且沿电场线电势降低，AB，所以UBA5 V，所以 C 选项正确 6 如图所示， 一价氢离子( H)和二价氦离子( He)的混合体， 经同一加速电场U1同时加速后， 1 14 2 垂直射入同一偏转电场U2中， 偏转后， 打在同一荧光屏上， (不计它们之间的作用力和重力) 则它们( ) A同时到达屏上同一点 B先后到达屏上同一点 C同时到达屏上不同点 D先后到达屏上不同点 解析：选 B.设偏转极板的长度为L，板间距离为d.在加速电场中，由动能定理得：qU1mv 1 2 ；两种离子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于两种离子的比荷不 2 0 同，则v0不同，所
9、以两种离子在偏转电场中运动的时间t不同两种离子在加速电场中 L v0 的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两离子是先后离开偏转电场在偏转 电场中的偏转位移yat2 ，联立得y.同理可得到偏转角度的正切 tan 1 2 1 2 qU2 md( L v0) 2 U2L2 4U1d ，可见y和 tan 与离子的电荷量和质量无关所以出射点的位置相同，出射速度 U2L 2U1d 的方向也相同故两种离子打在屏上同一点故 B 正确，A、C、D 错误 二、多项选择题 7场强为E1.0102 V/m 的匀强电场中，有相距d2.0102 m 的a、b两点，则a、b 两点间的电势差可能为( ) A1.0
10、 V B2.0 V C3.0 V D4.0 V 解析：选 AB.a、b两等势面的最大距离d2.0102 m，故由公式UEd可得a、b间的最 大电势差Umax2 V，所以Uab2 V，故 A、B 正确 8某细胞膜的厚度等于 700 nm(1 nm109m)，当膜的内外层之间的电压达到 0.4 V 时，即 可让一价钠离子渗透，设细胞膜内的电场为匀强电场，则钠离子在渗透时( ) A膜内电场强度为 5.71105 V/m B膜内电场强度为 1.04106 V/m C每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于 6.41020 J D每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于 1.281019 J 解
11、析 ： 选 AC.由公式E 5.71105 V/m， 所以 A 正确， B 错误 由公式WqU U d 0.4 V 7 107m 1.61019 C0.4 V6.41020 J，C 正确，D 错误 9a、b、c三个粒子(氦核 He 带正电)由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨 4 2 迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定( ) A在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 Bb和c同时飞离电场 C进入电场时，c的速度最大，a的速度最小 D动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大 解析 ： 选 ACD.对a、b两粒子， 由yat2知，t相同， A 对 对b、c两粒子，ycyb， 则tc
12、tb， B 1 2 错又由xv0t知，tatb，xaxb故v0av0b而xbxc，tctb，故v0cv0b，C 对由动 能定理得EkqUqEy， 式中电荷量q相同， 偏转距离ycybya， 故EkaEkbEkc， D 对 10如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个 点，且OMMN.P点在y轴右侧，MPON.则( ) AM点的电势比P点的电势高 B将负电荷由O点移动到P点，静电力做正功 CM、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动 解析：选 AD.作出过点M的等势线，因电场线与等势线是正交的，且沿
13、电场线方向电势是降 低的，故 A 正确将负电荷从O点移到P点时，因所处位置电势降低，其电势能增大，故应 是克服静电力做功，B 错误由EU/d及电场线疏密程度知O、M两点间电势差应大于M、N 两点间电势差，C 错误沿y轴上各点场强方向相同，故从O点由静止释放的带正电粒子运 动中始终受到沿y轴正方向的静电力，D 正确 三、非选择题 11.如图所示， 带负电的小球静止在水平放置的两个平行板之间， 距下板h0.8 cm， 两板间的电势差为 300 V， 如果两板间电势差减小到 60 V， 则带电小球运动 到极板上需多长时间？刚到达极板时小球的速度是多大？(板间距为d， 取g 10 m/s2) 解析：取
14、带电小球为研究对象，设它带电荷量为q，则带电小球受重力mg和电场力qE的作 用 当U1300 V 时，小球平衡：mgq U1 d 当U260 V 时，带电小球向下极板做匀加速直线运动： mgqma U2 d 又hat2 1 2 联立式得：t4.5102 s. 2U1h （U1U2）g v0.36 m/s. 2h t 答案：见解析 12一束电子(不计重力)从静止开始经加速电压 U1加速后，以水平速度射入水平放置的两 平行金属板中间，如图所示，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右 端为L.若在两金属板间加直流电压U2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点，求OP. 解析：设电子射出偏转极板时偏移距离为y，偏转角为. 则OPyLtan 又yat2 1 2 1 2 eU2 dm( l v0) 2 tan vy v0 at v0 eU2l mvd 在加速电场中加速过程，由动能定理，有eU1mv 1 2 2 0 由解得y，tan U2l2 4dU1 U2l 2U1d 代入得OP. U2l（2Ll） 4dU1 答案：U 2l（2Ll） 4dU1