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31.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