2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 第5節(jié) 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理課時(shí)訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1

《2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 第5節(jié) 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理課時(shí)訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 第5節(jié) 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理課時(shí)訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第5節(jié)　勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系　示波管原理 【測(cè)控導(dǎo)航】 知識(shí)點(diǎn) 題號(hào) 1. 公式U=Ed的理解與應(yīng)用 1(易),2(易),3(易),4(易) 2.示波器原理 5(易) 3.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 6(易),8(中),11(難) 4.力、電綜合問題 7(中),9(中),10(中) 1.關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)的三個(gè)公式:①E=Fq;②E=kQr2;③E=Ud的適用范圍,下列說法中正確的是(　B　) A.三個(gè)公式都只能在真空中適用 B.公式②只能在真空中適用,公式①和③在真空中和介質(zhì)中都適用 C.公式②和③只能在真空中適用,公式①在真空中和介質(zhì)中都適用 D.公式

2、①③適用于任何電場(chǎng),公式②只適用于點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng) 解析:公式E=Fq為定義式,適用于任何電場(chǎng),無論介質(zhì)還是真空.E=Ud適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),無論真空還是介質(zhì)均可,而E=kQr2,由F=kQqr2推出,僅適用于真空中的點(diǎn)電荷.選項(xiàng)B正確. 2.如圖所示為某勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面分布圖,每兩個(gè)相鄰等勢(shì)面相距2 cm,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向分別為(　C　) A.E=100 V/m,豎直向下 B.E=1 V/m,豎直向上 C.E=100 V/m,水平向左 D.E=1 V/m,水平向右 解析:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,E=Ud=2210-2 V/m=100 V/m,電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直且其方向沿電勢(shì)降

3、落最快的方向,即水平向左,故C正確. 3.a,b,c,d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn).電場(chǎng)線與矩形所在平面平行.已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V,b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V,d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V,如圖所示,由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為(　B　) A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V 解析:因?yàn)閍b∥cd,故a-b=d-c,解得c=8 V,選項(xiàng)B正確. 4.(2017杭州高二檢測(cè))如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R=0.1 m的圓,P為圓周上的一點(diǎn),O,P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為θ.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=1

4、00 V/m,則O,P兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為(　A　) A.UOP=-10sin θ(V) B.UOP=10sin θ(V) C.UOP=-10cos θ(V) D.UOP=10cos θ(V) 解析:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,UOP=-ERsin θ=-10sin θ(V),選項(xiàng)A正確. 5.圖(甲)為示波管的原理圖.如果在電極YY′之間所加的電壓按圖(乙)所示的規(guī)律變化,在電極XX′之間所加的電壓按圖(丙)所示的規(guī)律變化,則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是(　B　) 解析:示波管YY′間為信號(hào)電壓,XX′為掃描電壓,0～t1時(shí)間,Y板電勢(shì)高,電子向Y板偏轉(zhuǎn),X′板電勢(shì)高,電

5、子向X′板偏轉(zhuǎn),由此知選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤;又根據(jù)偏移量公式y(tǒng)=qU2mdt2,偏移量與偏轉(zhuǎn)電壓成正比,0,t1, 2t1時(shí)刻偏轉(zhuǎn)電壓為0,偏移量也為0,12t1,32t1時(shí)刻偏轉(zhuǎn)電壓最大,偏移量也最大,選項(xiàng)B正確. 6.(多選)a,b,c三個(gè)α粒子(氦核24He帶正電)由同一點(diǎn)同時(shí)垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),其軌跡如圖所示,其中b恰好飛出電場(chǎng),由此可以肯定(　ACD　) A.在b飛離電場(chǎng)的同時(shí),a剛好打在負(fù)極板上 B.b和c同時(shí)飛離電場(chǎng) C.進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),c的速度最大,a的速度最小 D.動(dòng)能的增量相比,c的最小,a和b的一樣大 解析:對(duì)a,b兩粒子,由y=12at2知,t相同,選項(xiàng)A

6、正確.對(duì)b,c兩粒子, ycv0b,選項(xiàng)C正確;由動(dòng)能定理得ΔEk=qU=qEy,式中電荷量q相同,偏轉(zhuǎn)距離ycΔEkc,選項(xiàng)D正確. 7.(2017石家莊高二檢測(cè))如圖所示.平行金屬帶電極板A,B間可看成勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=1.2102 V/m,極板間距離d=5 cm,電場(chǎng)中C和D點(diǎn)分別到A,B兩板的距離均為0.5 cm,B板接地,則: (1)C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)、兩點(diǎn)間電勢(shì)差各為多少? (2)將點(diǎn)電荷q=210-2 C從

7、C點(diǎn)勻速移到D點(diǎn)時(shí)外力做多少功? 解析:(1)因正極板接地,故板間各點(diǎn)電勢(shì)均小于零, 則UBD,UBC均大于零, 由U=Ed得 UBD=EdBD=1.21020.510-2 V=0.6 V, 即D=-0.6 V 由于 dCB=5 cm-0.5 cm=4.5 cm=4.510-2cm, 所以UCB=-EdCB=-1.21024.510-2 V=-5.4 V, 故C=-5.4 V, 所以UC D=C-D=-5.4 V-(-0.6 V)=-4.8 V. (2)因?yàn)閯蛩僖苿?dòng),外力所做的功等于電場(chǎng)力所做的功 W外=|qUC D|=210-24.8 J=9.610-2J. 答案:(

8、1)-5.4 V　-0.6 V　-4.8 V (2)9.610-2J 8.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)O,過O點(diǎn)作射線OA=OB=OC=OD=10 cm,已知O,A,B,C和D各點(diǎn)電勢(shì)分別為0,7 V,8 V,7 V,5 V,則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向最接近于(　C　) A.70 V/m,沿AO方向 B.70 V/m,沿CO方向 C.80 V/m,沿BO方向 D.80 V/m,沿CO方向 解析:由題知A,C兩點(diǎn)電勢(shì)相等,所以連接A,C的直線為等勢(shì)線,因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線垂直,故場(chǎng)強(qiáng)方向與AC垂直,比較接近OB方向,由E=UBOd得場(chǎng)強(qiáng)大小E=80 V/m,方向由B指向O.故選項(xiàng)

9、C正確. 9.(2017濰坊高二檢測(cè))(多選)如圖所示,一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對(duì)稱,O,M,N是y軸上的三個(gè)點(diǎn),且OM=MN,P點(diǎn)在y軸右側(cè),MP⊥ON.則(　AD　) A.M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高 B.將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 C.M,N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O,M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 D.在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng) 解析:作出過點(diǎn)M的等勢(shì)線,因電場(chǎng)線與等勢(shì)線是正交的,且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)是降低的,選項(xiàng)A正確.將負(fù)電荷從O點(diǎn)移到P點(diǎn)時(shí),因所處位置電勢(shì)降低,其電勢(shì)能增大,故應(yīng)是克服電場(chǎng)力做功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.由E=U/d及電場(chǎng)線疏密程度

10、知O,M兩點(diǎn)間電勢(shì)差應(yīng)大于M,N兩點(diǎn)間電勢(shì)差,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.沿y軸上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同,故從O點(diǎn)由靜止釋放的帶正電粒子運(yùn)動(dòng)中始終受到沿y軸正方向的電場(chǎng)力,選項(xiàng)D正確. 10.如圖所示,A,B,C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),某勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于該三角形平面.現(xiàn)將電荷量為10-8 C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為310-6 J,將另一電荷量為10-8 C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功310-6 J.問: (1)電場(chǎng)線方向及UAB,UAC,UBC的大小; (2)若AB邊長為23 cm,求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小. 解析:(1)正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做正功,故A點(diǎn)電勢(shì)高于B

11、點(diǎn),可求得UAB=Wq=310-610-8 V=300 V.負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,A點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn),可求得UAC=Wq=300 V.因此B,C兩點(diǎn)電勢(shì)相等,UBC=0.由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線是一簇平行直線,因此,BC為一條等勢(shì)線,故電場(chǎng)線方向垂直于BC,設(shè)D為直線BC的中點(diǎn),則場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)橛葾指向D. (2)直線AB在場(chǎng)強(qiáng)方向的距離d等于線段AD的長度,故由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式可得 E=UABd=3002310-2cos30 V/m=104 V/m. 答案:(1)電場(chǎng)線垂直BC斜向下　UAB=300 V UAC=300 V　UBC=0　(2)104 V/m 1

12、1.一束電子(不計(jì)重力)從靜止開始經(jīng)加速電壓 U1加速后,以水平速度射入水平放置的兩平行金屬板中間,如圖所示,金屬板長為l,兩板距離為d,豎直放置的熒光屏距金屬板右端為L.若在兩金屬板間加直流電壓U2時(shí),光點(diǎn)偏離中線打在熒光屏上的P點(diǎn),求OP. 解析:設(shè)電子射出偏轉(zhuǎn)極板時(shí)偏移距離為y,偏轉(zhuǎn)角為θ. 則OP=y+Ltan θ 又y=12at2=12eU2dm（lv0）2 tan θ=vyv0=atv0=eU2lmv02d 在加速電場(chǎng)中加速過程,由動(dòng)能定理,有eU1=12mv02 解得y=U2l24dU1, tan θ=U2l2U1d, 得OP=U2l(2L+l)4dU1. 答案:U2l(2L+l)4dU1 5