新教材同步辅导2023年高中物理章末核心训练二第二章静电场的应用粤教版必修第三册

章末核心训练（二）静电场的应用1.（多选）如图所示为阴极射线管的结构示意图，从阴极脱离出来的电子经阴极和阳极之间的加速电场加速后通过阳极上的小孔，然后在偏转电极间电场作用下发生偏转并最终打在荧光屏上形成亮点P，关于阴极射线管的工作原理，下列说法正确的是（）A.当偏转电极的电势φa<φb时，电子流将可能沿图示径迹运动并在荧光屏上形成亮点PB.若只增加阴极和阳极间的加速电压，亮点P将沿y轴远离荧光屏中心OC.若只减小偏转电极间的电压，亮点P将沿y轴靠近荧光屏中心OD.若只增加偏转电极间的电压，电子从阴极出发运动到荧光屏的时间将不变解析：当偏转电极的电势φa<φb时，在偏转电场区域电场方向上，电子受向下的电场力，故轨迹向下偏，故A错误；若只增加阴极和阳极间的加速电压U1，根据eU1＝eq\f(1,2)mv2可知，粒子获得的速度增加，故穿过偏转电场区域的时间减小，在偏转电场区域竖直分运动是匀加速直线运动，根据y＝eq\f(1,2)at2可知，其竖直方向的偏移量减小，故亮点P将沿y轴靠近荧光屏中心O，故B错误；若只减小偏转电极间的电压U2，电子穿过偏转电场区域的时间不变，电子加速度大小a＝eq\f(eU2,md)减小，在偏转电场区域竖直分运动是匀加速直线运动，根据y＝eq\f(1,2)at2可知，其竖直方向的偏移量减小，故亮点P将沿y轴靠近荧光屏中心O，故C正确；穿过偏转电场区域时，若只增加偏转电极间的电压，不影响水平分运动，故其水平分运动的时间不变，故电子从阴极出发运动到荧光屏的时间不变，故D正确；故选CD.答案：CD2.如图为两平行金属板A、B相隔6cm，分别接在36V的直流电源的正、负极上.C点在两板间且到板A的距离为2cm，正极板A接地（地面为零势面），下列说法正确的有（）A.板间的电场方向从B指向AB.B板电势比A板电势高C.C点的电势φC＝－12VD.A、B间距变化时，电场强度保持不变解析：下极板带正电，A板电势比B板电势高，板间的电场方向从A指向B，选项A、B错误；板间场强E＝eq\f(U,d)＝eq\f(36,0.06)V/m＝600V/m，则UAC＝EdAC＝600×0.02V＝12V，因A板电势为零，则C点的电势φC＝－12V，选项C正确；根据E＝eq\f(U,d)可知，A、B间距变化时，电场强度要变化，故D错误.答案：C3.医用口罩的核心层为熔喷布，其本身是一种不带电的绝缘材料.下图为熔喷布生产线上监控熔喷布厚度的装置原理图：A、B两块固定金属极板与恒压直流电源及灵敏电流表G相连，熔喷布从A、B两极板间穿过.若仅是穿过AB间的熔喷布正在变厚，则此过程中（）A.AB间电场强度增大B.AB间的电容变大C.有电流自a向b流过G表D.G表中没有电流流过解析：由于电容器与电源保持连接，则两板间的电压保持不变，仅是穿过AB间的熔喷布正在变厚，电容器两极板间距不变，由E＝eq\f(U,d)可知AB间电场强度不变，故A错误；由C＝eq\f(εS,4πkd)可知仅是穿过AB间的熔喷布正在变厚，ε变大，C变大，故B正确；当熔喷布的厚度变厚时，AB间的电容变大，由C＝eq\f(Q,U)可知极板带电量增加，有充电电流从b向a流过G表，故C、D错误.答案：B4.如图所示，水平地面上方有与其平行且关于AA′对称分布的匀强电场，A点左侧地面粗糙，右侧光滑.质量为m、电量为＋q的滑块从A点以初速度v0向左滑动，滑块电荷量保持不变，滑块与左侧水平地面间的滑动摩擦力大小为f，匀强电场场强大小E＝eq\f(3f,q)，取AA′为零势面.求：（1）滑块向左滑动的最大距离；（2）求滑块第一次在A右侧滑行时其动能和电势能相等时距A的距离；（3）分析滑块的运动情况，判断其最终停在何处，并求滑块运动全过程摩擦力做的功.解析：（1）滑块在向左滑动时，受到向右的摩擦力和电场力，设向左滑动的最大距离为s1，由动能定理可得－（f＋qE）s1＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，代入数据，解得s1＝eq\f(mveq\o\al(2,0),8f).（2）设滑块第一次返回A点时的动能为Ek，从最左端到A点用动能定理可得（qE－f）s1＝Ek－0，代入数据，解得Ek＝eq\f(mveq\o\al(2,0),4)，滑块在A右侧滑行时，根据能量守恒定律，其电势能和动能之和保持不变，设电势能等于动能时向右滑动的距离为s2，则有qEs2＝eq\f(1,2)Ek，代入数据，解得s2＝eq\f(mveq\o\al(2,0),24f).（3）若滑块在A右侧，则会向左滑动；若滑块在A左侧，则会向右滑动，所以滑块最终停在A位置.由能量守恒定律可知滑块的动能全部转化成内能，所以摩擦力做的功为Wf＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).答案：（1）