《2017-2018學(xué)年度高中物理 第一章 靜電場 第5節(jié) 勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 示波管原理課時訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1》由會員分享，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 第5節(jié) 勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 示波管原理課時訓(xùn)練【含解析】教科版選修3-1（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第5節(jié) 勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系 示波管原理
【測控導(dǎo)航】
知識點
題號
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.帶電粒子在電場中的運動
6(易),8(中),11(難)
4.力、電綜合問題
7(中),9(中),10(中)
1.關(guān)于場強的三個公式: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,公式②只適用于點電荷形成的電場
解析:公式E=Fq為定義式,適用于任何電場,無論介質(zhì)還是真空.E=Ud適用于勻強電場,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電荷.選項B正確.
2.如圖所示為某勻強電場的等勢面分布圖,每兩個相鄰等勢面相距2 cm,則該勻強電場的場強大小和方向分別為( 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:在勻強電場中,E=Ud=2210-2 V/m=100 V/m,電場線與等勢面垂直且其方向沿電勢降
3、落最快的方向,即水平向左,故C正確.
3.a,b,c,d是勻強電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點.電場線與矩形所在平面平行.已知a點的電勢為20 V,b點的電勢為24 V,d點的電勢為4 V,如圖所示,由此可知c點的電勢為( B )
A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V
解析:因為ab∥cd,故a-b=d-c,解得c=8 V,選項B正確.
4.(2017杭州高二檢測)如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一個以O(shè)為圓心、半徑R=0.1 m的圓,P為圓周上的一點,O,P兩點連線與x軸正方向的夾角為θ.若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場,場強大小E=1
4、00 V/m,則O,P兩點的電勢差可表示為( A )
A.UOP=-10sin θ(V) B.UOP=10sin θ(V)
C.UOP=-10cos θ(V) D.UOP=10cos θ(V)
解析:在勻強電場中,UOP=-ERsin θ=-10sin θ(V),選項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,則在熒光屏上會看到的圖形是( B )
解析:示波管YY′間為信號電壓,XX′為掃描電壓,0～t1時間,Y板電勢高,電子向Y板偏轉(zhuǎn),X′板電勢高,電
5、子向X′板偏轉(zhuǎn),由此知選項C,D錯誤;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時刻偏轉(zhuǎn)電壓為0,偏移量也為0,12t1,32t1時刻偏轉(zhuǎn)電壓最大,偏移量也最大,選項B正確.
6.(多選)a,b,c三個α粒子(氦核24He帶正電)由同一點同時垂直場強方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,其軌跡如圖所示,其中b恰好飛出電場,由此可以肯定( ACD )
A.在b飛離電場的同時,a剛好打在負(fù)極板上
B.b和c同時飛離電場
C.進(jìn)入電場時,c的速度最大,a的速度最小
D.動能的增量相比,c的最小,a和b的一樣大
解析:對a,b兩粒子,由y=12at2知,t相同,選項A
6、正確.對b,c兩粒子,
ycv0b,選項C正確;由動能定理得ΔEk=qU=qEy,式中電荷量q相同,偏轉(zhuǎn)距離ycΔEkc,選項D正確.
7.(2017石家莊高二檢測)如圖所示.平行金屬帶電極板A,B間可看成勻強電場,場強E=1.2102 V/m,極板間距離d=5 cm,電場中C和D點分別到A,B兩板的距離均為0.5 cm,B板接地,則:
(1)C和D兩點的電勢、兩點間電勢差各為多少?
(2)將點電荷q=210-2 C從
7、C點勻速移到D點時外力做多少功?
解析:(1)因正極板接地,故板間各點電勢均小于零,
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)因為勻速移動,外力所做的功等于電場力所做的功
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,在勻強電場中取一點O,過O點作射線OA=OB=OC=OD=10 cm,已知O,A,B,C和D各點電勢分別為0,7 V,8 V,7 V,5 V,則勻強電場場強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兩點電勢相等,所以連接A,C的直線為等勢線,因為電場線與等勢線垂直,故場強方向與AC垂直,比較接近OB方向,由E=UBOd得場強大小E=80 V/m,方向由B指向O.故選項
9、C正確.
9.(2017濰坊高二檢測)(多選)如圖所示,一電場的電場線分布關(guān)于y軸(沿豎直方向)對稱,O,M,N是y軸上的三個點,且OM=MN,P點在y軸右側(cè),MP⊥ON.則( AD )
A.M點的電勢比P點的電勢高
B.將負(fù)電荷由O點移動到P點,電場力做正功
C.M,N兩點間的電勢差大于O,M兩點間的電勢差
D.在O點靜止釋放一帶正電粒子,該粒子將沿y軸做直線運動
解析:作出過點M的等勢線,因電場線與等勢線是正交的,且沿電場線方向電勢是降低的,選項A正確.將負(fù)電荷從O點移到P點時,因所處位置電勢降低,其電勢能增大,故應(yīng)是克服電場力做功,選項B錯誤.由E=U/d及電場線疏密程度
10、知O,M兩點間電勢差應(yīng)大于M,N兩點間電勢差,選項C錯誤.沿y軸上各點場強方向相同,故從O點由靜止釋放的帶正電粒子運動中始終受到沿y軸正方向的電場力,選項D正確.
10.如圖所示,A,B,C為一等邊三角形的三個頂點,某勻強電場的電場線平行于該三角形平面.現(xiàn)將電荷量為10-8 C的正點電荷從A點移到B點,電場力做功為310-6 J,將另一電荷量為10-8 C的負(fù)點電荷從A點移到C點,克服電場力做功310-6 J.問:
(1)電場線方向及UAB,UAC,UBC的大小;
(2)若AB邊長為23 cm,求電場強度的大小.
解析:(1)正點電荷從A點移到B點時,電場力做正功,故A點電勢高于B
11、點,可求得UAB=Wq=310-610-8 V=300 V.負(fù)點電荷從A點移到C點,電場力做負(fù)功,A點電勢高于C點,可求得UAC=Wq=300 V.因此B,C兩點電勢相等,UBC=0.由于勻強電場中的等勢線是一簇平行直線,因此,BC為一條等勢線,故電場線方向垂直于BC,設(shè)D為直線BC的中點,則場強方向為由A指向D.
(2)直線AB在場強方向的距離d等于線段AD的長度,故由勻強電場中電勢差與場強的關(guān)系式可得
E=UABd=3002310-2cos30 V/m=104 V/m.
答案:(1)電場線垂直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,光點偏離中線打在熒光屏上的P點,求OP.
解析:設(shè)電子射出偏轉(zhuǎn)極板時偏移距離為y,偏轉(zhuǎn)角為θ.
則OP=y+Ltan θ
又y=12at2=12eU2dm（lv0）2
tan θ=vyv0=atv0=eU2lmv02d
在加速電場中加速過程,由動能定理,有eU1=12mv02
解得y=U2l24dU1,
tan θ=U2l2U1d,
得OP=U2l(2L+l)4dU1.
答案:U2l(2L+l)4dU1
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