2018年高中物理 第一章 静电场《匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理》课时跟踪训练 教科版选修3-1.doc

1.5匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波器原理课时跟踪训练(满分60分 时间30分钟)一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得5分，选不全得3分，错选不得分，共40分)1在场强E2.0102 V/m的匀强电场中，有相距d3.0102 m的A、B两点，则A、B两点间电势差可能为（ ）A8 VB6 VC4 VD0解析：设A、B连线与场强方向夹角为，则UABEdcos，0时，UABEd6 V，90时，UAB0，故A、B间可能的电势差值为0 V6 V，B、C、D均正确，A错误。答案：BCD2如图1所示，三个电势分别为1、2、3的等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，电场力做正功W1，若由c经b移到d，电场力做正功W2，则（ ）图1AW1W2 12BW1W2 12CW1W2 12解析：由WUq可知，W1W2。由WcdUcdq，Wcd0，q0，可知Ucd0，故123，D正确。答案：D3如图2所示，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（ ）图2解析：A、B中点电势为6 V，该点与C点为等势点，因此场强垂直该连线指向低电势一侧，故选D。答案：D4如图3所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，且C点为AB的中点。设电荷在电场中只受静电力作用，若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少了Ep；若在C点无初速地释放等量的负电荷，则负电荷向A运动，电势能减少了Ep。则下列判断正确的是（ ）图3AEpEpBEpEpCEpEpD无法判断解析：由图可知该电场为非匀强电场，根据电场线的分布和UEd知，UACUCB，所以有qUACqUCB，即在CB段移动电荷电场力做功多，电势能减少的就多，B项对。答案：B5如图4所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R0.1 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。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E100 V/m，则O、P两点的电势差可表示为（ ）图4AUOP10sin(V)BUOP10sin(V)CUOP10cos(V)DUOP10cos(V)解析：本题考查了电势高低的判断和两点间电势差的计算，本题的突破点有二：其一沿电场方向电势降低，其二两点间电势差为UEd。因为沿电场方向电势降低，所以O点电势比P点电势低，故UOPERsin(V)1000.1sin(V)10sin(V)，即选项A正确。答案：A6如图5所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空。A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v。下列说法中正确的是（ ）图5A如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为vB如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2C如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为vD如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/2解析：由Uemv2可得：v ，可见电子离开K时的速度与A、K间距无关，A正确，B错误；若电压U减半，则速度为v，C正确，D错误。答案：AC7(2012枣庄高二检测)细胞膜的厚度等于700 nm(1 nm109 m)，当膜的内外层之间的电压达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/mB膜内电场强度为1.04106 V/mC每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6.41020 JD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解析：由公式E5.71105 V/m，所以A正确，B错误。由公式WqU1.61019 C0.4 V6.41020 J，C正确，D错误。答案：AC8示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图6所示。如果在荣光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ ）图6A极板X应带正电B极板X应带正电C极板Y应带正电D极板Y应带正电解析：由题意可知，在XX方向上向X方向偏转，X带正电，A对B错；在YY方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错。答案：AC二、非选择题(共20分)9(8分)一束电子流在经U5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图7所示。若两极板间距离d1.0 cm，板长l5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？图7解析：在加速电压一定时，偏转电压U越大，电子在极板间的偏距就越大。当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出时，两极板间的偏转电压即为题目要求的最大电压。加速过程中，由动能定理有：eUmv进入偏转电场后，电子在平行于板面的方向上做匀速运动lv0t在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度a偏距yat2能飞出的条件y解式得U V4.0102 V即要使电子能飞出，所加电压最大为400 V。答案：400 V10(12分)如图8所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1106 C的负电荷由A点沿水平线移至B点，静电力做了2106 J的功，A、B间的距离为2 cm。问：(1)匀强电场场强多大？方向如何？(2)A、B两点间的电势差多大？若B点电势为1 V，A点电势为多少？图8解析：(1)移动负电荷从A到B电场力做正功，负电荷受到的电场力的方向沿电场的反方向，所以电场方向斜向上。由公式WqElcos60得：E V/m200 V/m。(2)A、B间的电势差为：UElcos6020021020.5 V2 V，因A点电势低，UAB2 V。由UABAB得：ABUAB1 V(2 V)1 V。答案：(1)200 V/m；斜向上方；(2)2 V；1 V