高考物理 课时跟踪训练 第1部分 第一章 第5节 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理（含解析） 新人教版选修3-1

[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E＝2.0×102V/m的匀强电场中，有相距d＝3.0×10－2m的A、B两点，则A、BA．8V B．6VC．4V D．0解析：设A、B连线与场强方向夹角为θ，则UAB＝Edcosθ，θ＝0时，UAB＝Ed＝6V，θ＝90°时，UAB＝0，故A、B间可能的电势差值为0V～6V，B、C、D均正确，A错误。答案：BCD2．如图1所示，三个电势分别为φ1、φ2、φ3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() A．W1>W2φ1>φ2 图1B．W1<W2φ1<φ2C．W1＝W2φ1<φ2D．W1＝W2φ1>φ2解析：由W＝Uq可知，W1＝W2。由Wcd＝Ucd·q，Wcd>0，q>0，可知Ucd>0，故φ1>φ2>φ3，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()图2解析：A、B中点电势为6V，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ΔEp；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ΔEp′。则下列判断正确的是() 图3A．ΔEp＝ΔEp′ B．ΔEp＞ΔEp′C．ΔEp＜ΔEp′ D．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U＝Ed知，UAC＜UCB，所以有qUAC＜qUCB，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R＝0.1m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＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为()A．UOP＝－10sinθ(V) B．UOP＝10sinθ(V) 图4C．UOP＝－10cosθ(V) D．UOP＝10cosθ(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U＝Ed。因为沿电场方向电势降低，所以O点电势比P点电势低，故UOP＝－ERsinθ(V)＝－100×0.1sinθ(V)＝－10sinθ(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eq\f(\r(2),2)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Ue＝eq\f(1,2)mv2可得：v＝eq\r(\f(2Ue,m))，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eq\f(\r(2),2)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700nm(1nm＝10－9mA．膜内电场强度为5.71×105V/mB．膜内电场强度为1.04×106V/mC．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于6.4×10－20JD．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于1.28×10－19J解析：由公式E＝eq\f(U,d)＝eq\f(0.4V,7×10－7m)＝5.71×105V/m，所以A正确，B错误。由公式W＝qU＝1.6×10－19C×0.4V＝6.4×10－20J，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7所示。若两极板间距离d＝1.0cm，板长l＝5.0cm，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：eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(02)①进入偏转电场后，电子在平行于板面的方向上做匀速运动l＝v0t②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)③偏距y＝eq\f(1,2)at2④能飞出的条件y≤eq\f(d,2)⑤解①～⑤式得U′≤eq\f(2Ud2,l2)＝eq\f(2×5000×1.0×10－22,5.0×10－22)V＝4.0×102V即要使电子能飞出，所加电压最大为400V。答案：400V10．(12分)如图8所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将1×10－6的负电荷由A点沿水平线移至B点，静电力做了2×10－6J的功，A、B间的距离为2cm。问： 图8(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1V，A点电势为多少？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W＝qElcos60°得：E＝eq\f(W,qlcos60°)＝eq\f(2×10－6,1×10－6×2×10－2×