高中物理 课时跟踪检测（五）匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理 教科3-1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精课时跟踪检测(五)匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理1.如图1所示，在匀强电场中取一点O，过O点作射线OA＝OB＝OC＝OD＝10cm，已知O、A、B、C和D各点电势分别为0、7V、8V、7V、5V，则匀强电场场强的大小和方向最接近于（）图1A．70V/m，沿AO方向B．70V/m,沿CO方向C．80V/m，沿BO方向D．80V/m，沿CO方向解析：选C由O、A、B、C、D各点电势值可知，O点电势最低,A、C在同一等势面上,所以电场线与AC连线垂直，最接近BO方向.大小接近E＝eq\f(UBO，\x\to(OB))＝eq\f(8,0。1）V/m＝80V/m，故C正确.2．如图所示,A、B、C是匀强电场中的三个点，各点电势φA＝10V、φB＝2V、φC＝6V，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（)解析：选DA、B中点电势为6V，该点与C为等势点，因此电场强度的方向垂直该连线指向低电势一侧。3．图2（a）为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b）所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图（c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是选项中的(）图2解析：选B在0~2t1时间内,扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为正的最大值时,电子打在荧光屏上有正的最大位移,当UY为负的最大值时,电子打在荧光屏上有负的最大位移,因此一个周期内荧光屏上的图像为B。4．(多选）一台正常工作的示波管,突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是（)A．加速电压偏大 B．加速电压偏小C．偏转电压偏大 D．偏转电压偏小解析：选AD若加大加速电压，根据Uq＝eq\f（1,2)mv2可知，电子射入偏转电场的速度变大，则电子的运行时间减少，根据y＝eq\f（1,2)at2可知电子的偏转位移必定减少；同样在运行时间不变的情况下减小偏转电压，根据y＝eq\f（1，2)at2＝eq\f（1，2）eq\f（U′q,dm)t2可知电子的偏转位移也会减小,故A、D正确，B、C错误。5。(2015·全国卷Ⅰ)如图3所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等。则(）图3A．直线a位于某一等势面内，φM〉φQB．直线c位于某一等势面内,φM〉φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功解析：选B由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知，N、P两点在同一等势面上,且电场线方向为M→N，故选项B正确,选项A错误.M点与Q点在同一等势面上,电子由M点运动到Q点，电场力不做功，故选项C错误.电子由P点运动到Q点，电场力做正功,故选项D错误。6。如图4所示为示波管中偏转电极的示意图,相距为d、长度为L的极板AC、BD加上电压U后，可在两极板之间(设为真空)产生匀强电场。在左端距两板等距离处的O点，有一电荷量为－q、质量为m的粒子以某一速度沿与板平行射入，不计重力,下列说法正确的是（)图4A．入射粒子向下偏转B．入射速度大于eq\f（L,d）eq\r（\f(qU，m）)的粒子可以射出电场C．若粒子可以射出电场，则入射速度越大，动能变化越大D．若粒子可以射出电场，则射出电场时速度方向的反向延长线过O点解析：选B粒子带负电,受到竖直向上的电场力,故应向上偏转,A错误；若粒子刚好离开电场，则有L＝vt，eq\f(d，2)＝eq\f（1，2）at2，a＝eq\f(Eq,m）＝eq\f(Uq,dm)，联立可得v＝eq\f(L,d)eq\r（\f（qU，m）)，B正确；入射速度越大，偏转量越小,故电场力做功越少,则动能变化量越小，C错误；若粒子可以射出电场，速度偏转角正切值是位移偏转角正切值的2倍，则射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点，不会过O点，故D错误。7.(多选)（2015·江苏高考)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球（)图5A．做直线运动B．做曲线运动C．速率先减小后增大D．速率先增大后减小解析：选BC小球运动时受重力和电场力的作用，合力F方向与初速度v0方向不在一条直线上，小球做曲线运动,选项A错误，选项B正确.将初速度v0分解为垂直于F方向的v1和沿F方向的v2，根据运动与力的关系，v1的大小不变，v2先减小后反向增大，因此小球的速率先减小后增大，选项C正确，选项D错误。8.如图6所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么(）图6A．若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加C．微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析：选C微粒向下偏转，则微粒受到的电场力与重力的合力向下,若微粒带正电,只要电场力小于重力，就不能确定A、B板所带电荷的电性，A项错误;不能确定电场力的方向和微粒所带电荷的电性，因此不能确定电场力做功的正负，不能确定微粒从M点运动到N点电势能的变化，B项错误；由于电场力与重力的合力一定向下，因此微粒受到的合外力做正功，根据动能定理可知，微粒从M到N的过程中动能增加，C项正确；由于不能确定除重力以外的力即电场力做的是正功还是负功，根据功能原理可知，不能确定微粒从M到N过程中机械能是增加还是减少，D项错误。9.如图7所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中）。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于（)图7A.eq\f(s,2)eq\r(\f（2qE，mh)) B。eq\f(s，2)eq\r(\f（qE,mh)）C.eq\f（s,4）eq\r（\f(2qE,mh）） D.eq\f（s，4)eq\r(\f(qE,mh）)解析：选B由两粒子轨迹恰好相切，根据对称性,两个粒子的轨迹相切点一定在矩形区域的中心,并且两粒子均做类平抛运动,根据运动的独立性和等时性可得，在水平方向上：eq\f(s,2）＝v0t，在竖直方向上:eq\f（h,2）＝eq\f（1,2）at2＝eq\f(1，2）eq\f(Eq,m)t2，联立以上两式可求得：v0＝eq\f(s，2)eq\r(\f（Eq,mh））,由此可知，该题只有选项B正确，A、C、D皆错误.10.有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P点以相同速率垂直电场方向射入电场，分别落在A、B、C三点，如图8所示，则(）图8A．A球带负电，B球不带电，C球带正电B．三个小球在电场中的运动时间相等C．在电场中加速度的关系是aC>aB〉aAD．到达正极板时的动能关系是EC〈EB<EA解析：选C运用运动的分解法可知，三个小球水平方向都做匀速直线运动,由图看出，水平位移的关系为xA>xB〉xC，初速度v0相同，由位移公式x＝v0t得知，运动时间关系为tA>tB〉tC.小球在竖直方向都做匀加速直线运动，竖直位移大小y相等，由位移公式y＝eq\f（1,2)at2得到，加速度的关系为aA<aB〈aC.根据牛顿第二定律得知，三个小球的合力关系为：FA<FB<FC。三者质量相等，重力相等，则可知，A所受电场力向上，C所受电场力向下,则A带正电、B不带电、C带负电。故A、B错误，C正确。由上分析得到，电场力对A做负功，电场力对C做正功，而重力做功相等，而且重力都做正功，合力对小球做功A最小，C最大，初动能相等,则根据动能定理得知，到达正极板时动能关系EkA〈EkB〈EkC。故D错误。11。一束电子流在经U＝5000V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9所示。若两板间距d＝1。0cm，板长l＝5.0cm,那么要使电子能从平行板飞出，两个极板上最大能加多大电压？图9解析：加速过程由动能定理得eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al（2,0）。进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动,l＝v0t，在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度a＝eq\f(F,m）＝eq\f(eU′,dm），偏转距离y＝eq\f(1，2)at2，能飞出的条件为y≤eq\f（d，2）。联立以上各式解得U′≤eq\f（2Ud2,l2)＝400V，即要使电子能飞出偏转电场,所加最大电压为400V.答案：400V12。一束电子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10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eq\x\to(OP).图10解析：电子经U1的电场加速后，由动能定理可得eU1＝eq\f(mv\o\al(2，0）,2)①电子以v0的速度进入U2的电场并偏转t＝eq\f（l,v0）②E＝eq\f(U2,d)③a＝eq\f(eE,m）④v⊥＝at⑤由①②③④⑤得射出极板的偏转角θ的正切值tanθ＝eq\f（v⊥，v0)＝eq\f(U2l,2U1d）。所以eq\x\to(OP)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f