《2017-2018学年度高中物理 第一章 静电场 第5节 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理课时训练【含解析】教科版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年度高中物理 第一章 静电场 第5节 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理课时训练【含解析】教科版选修3-1（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、第5节 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理
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知识点
题号
1. 公式U=Ed的理解与应用
1(易),2(易),3(易),4(易)
2.示波器原理
5(易)
3.带电粒子在电场中的运动
6(易),8(中),11(难)
4.力、电综合问题
7(中),9(中),10(中)
1.关于场强的三个公式:①E=Fq;②E=kQr2;③E=Ud的适用范围,下列说法中正确的是( B )
A.三个公式都只能在真空中适用
B.公式②只能在真空中适用,公式①和③在真空中和介质中都适用
C.公式②和③只能在真空中适用,公式①在真空中和介质中都适用
D.公式
2、①③适用于任何电场,公式②只适用于点电荷形成的电场
解析:公式E=Fq为定义式,适用于任何电场,无论介质还是真空.E=Ud适用于匀强电场,无论真空还是介质均可,而E=kQr2,由F=kQqr2推出,仅适用于真空中的点电荷.选项B正确.
2.如图所示为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2 cm,则该匀强电场的场强大小和方向分别为( C )
A.E=100 V/m,竖直向下
B.E=1 V/m,竖直向上
C.E=100 V/m,水平向左
D.E=1 V/m,水平向右
解析:在匀强电场中,E=Ud=2210-2 V/m=100 V/m,电场线与等势面垂直且其方向沿电势降
3、落最快的方向,即水平向左,故C正确.
3.a,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( B )
A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V
解析:因为ab∥cd,故a-b=d-c,解得c=8 V,选项B正确.
4.(2017杭州高二检测)如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆,P为圆周上的一点,O,P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小E=1
4、00 V/m,则O,P两点的电势差可表示为( A )
A.UOP=-10sin θ(V) B.UOP=10sin θ(V)
C.UOP=-10cos θ(V) D.UOP=10cos θ(V)
解析:在匀强电场中,UOP=-ERsin θ=-10sin θ(V),选项A正确.
5.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)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是( B )
解析:示波管YY′间为信号电压,XX′为扫描电压,0～t1时间,Y板电势高,电子向Y板偏转,X′板电势高,电
5、子向X′板偏转,由此知选项C,D错误;又根据偏移量公式y=qU2mdt2,偏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0,12t1,32t1时刻偏转电压最大,偏移量也最大,选项B正确.
6.(多选)a,b,c三个α粒子(氦核24He带正电)由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定( ACD )
A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
B.b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:对a,b两粒子,由y=12at2知,t相同,选项A
6、正确.对b,c两粒子,
ycv0b,选项C正确;由动能定理得ΔEk=qU=qEy,式中电荷量q相同,偏转距离ycΔEkc,选项D正确.
7.(2017石家庄高二检测)如图所示.平行金属带电极板A,B间可看成匀强电场,场强E=1.2102 V/m,极板间距离d=5 cm,电场中C和D点分别到A,B两板的距离均为0.5 cm,B板接地,则:
(1)C和D两点的电势、两点间电势差各为多少?
(2)将点电荷q=210-2 C从
7、C点匀速移到D点时外力做多少功?
解析:(1)因正极板接地,故板间各点电势均小于零,
则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)因为匀速移动,外力所做的功等于电场力所做的功
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.如图所示,在匀强电场中取一点O,过O点作射线OA=OB=OC=OD=10 cm,已知O,A,B,C和D各点电势分别为0,7 V,8 V,7 V,5 V,则匀强电场场强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:由题知A,C两点电势相等,所以连接A,C的直线为等势线,因为电场线与等势线垂直,故场强方向与AC垂直,比较接近OB方向,由E=UBOd得场强大小E=80 V/m,方向由B指向O.故选项
9、C正确.
9.(2017潍坊高二检测)(多选)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OM=MN,P点在y轴右侧,MP⊥ON.则( AD )
A.M点的电势比P点的电势高
B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功
C.M,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:作出过点M的等势线,因电场线与等势线是正交的,且沿电场线方向电势是降低的,选项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,故应是克服电场力做功,选项B错误.由E=U/d及电场线疏密程度
10、知O,M两点间电势差应大于M,N两点间电势差,选项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轴正方向的电场力,选项D正确.
10.如图所示,A,B,C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面.现将电荷量为10-8 C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为310-6 J,将另一电荷量为10-8 C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功310-6 J.问:
(1)电场线方向及UAB,UAC,UBC的大小;
(2)若AB边长为23 cm,求电场强度的大小.
解析:(1)正点电荷从A点移到B点时,电场力做正功,故A点电势高于B
11、点,可求得UAB=Wq=310-610-8 V=300 V.负点电荷从A点移到C点,电场力做负功,A点电势高于C点,可求得UAC=Wq=300 V.因此B,C两点电势相等,UBC=0.由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线,因此,BC为一条等势线,故电场线方向垂直于BC,设D为直线BC的中点,则场强方向为由A指向D.
(2)直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度,故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得
E=UABd=3002310-2cos30 V/m=104 V/m.
答案:(1)电场线垂直BC斜向下 UAB=300 V
UAC=300 V UBC=0 (2)104 V/m
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12、1.一束电子(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θ.
则OP=y+Ltan θ
又y=12at2=12eU2dm（lv0）2
tan θ=vyv0=atv0=eU2lmv02d
在加速电场中加速过程,由动能定理,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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2017-2018学年度高中物理 第一章 静电场 第5节 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理课时训练【含解析】教科版选修3-1
