PAGE3-第5節(jié)勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系示波管原理一、單項選擇題1.如圖所示，a、b、c、d、e五點在一條直線上，b、c兩點間的距離等于d、e兩點間的距離，在a點固定放置一個點電荷，帶電荷量為＋Q，已知在＋Q的電場中b、c兩點間的電勢差為U，將另一個點電荷＋q從d點移動到e點的過程中，下列說法正確的是()A．靜電力做功qU B．克服靜電力做功qUC．靜電力做功大于qU D．靜電力做功小于qU解析：點電荷四周的電場線是直線．由電場線的分布特點可知，離點電荷越遠，場強越弱，即d、e處的場強小于b、c處的場強，結(jié)合電場強度與電勢差的關(guān)系，可以定性推斷出Ude＜Ubc，所以Wde＜qU.又因為靜電力方向和點電荷移動方向相同，故靜電力做正功，故選D.答案：D2．下列對關(guān)系式Uab＝Ed的理解，正確的是()A．式中的d是a、b兩點間的距離B．a(chǎn)、b兩點間距離越大，電勢差越大C．d是a、b兩個等勢面的距離D．此式適用于任何電場解析：公式Uab＝Ed只適用于勻強電場，其中d為沿電場強度方向上的距離，故選項C正確．答案：C3．電子以初速度v0沿垂直場強方向射入兩平行金屬板中間的勻強電場中，現(xiàn)增大兩板間的電壓，但仍能使電子穿過該電場．則電子穿越平行板間的電場所需時間()A．隨電壓的增大而減小B．隨電壓的增大而增大C．與電壓的增大無關(guān)D．不能判定是否與電壓增大有關(guān)解析：設板長為l，則電子穿越電場的時間t＝eq\f(l,v0)，與兩極板間電壓無關(guān)．答案：C4．在質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)、α粒子(eq\o\al(4,2)He)、鈉離子(Na＋)三個粒子中分別從靜止狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的同一電場加速后，獲得動能最大的是()A．質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H) B．α粒子(eq\o\al(4,2)He)C．鈉離子(Na＋) D．都相同解析：由qU＝eq\f(1,2)mv2－0得U相同，α粒子帶2個單位的正電荷，電荷量最大，所以α粒子獲得的動能最大，故選項B正確．答案：B5.如圖所示，場強為E的勻強電場中有A、B、C三點，且AB＝BC＝d，則()A．UAB＝eq\f(\r(3),2)UBCB．UAB＝eq\f(1,2)UBCC．UAC＝eq\r(3)UABD．UAC＝3UBC解析：由U＝Ed可求出UBC＝Edcos60°＝eq\f(1,2)Ed，UAB＝Ed＝2UBC，UAC＝UAB＋UBC＝eq\f(3,2)UAB＝3UBC，故選項D正確．答案：D6.如圖，一個帶正電的小球從肯定的高度下落一段距離后以肯定的初速度垂直進入水平方向的勻強電場，下列四個選項中能正確描述粒子在電場中運動軌跡的是()解析：小球受重力、電場力作用，合力方向向右偏下，又由于初速度方向豎直向下，小球的運動軌跡向合力一側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以選項C正確．答案：C二、多項選擇題7．關(guān)于電場強度的單位，下列正確的是()A．N/C B．N·CC．m/V D．V/m解析：依據(jù)電場強度的定義式E＝eq\f(F,q)，知E的單位是N/C.由電勢差與電場強度的關(guān)系E＝eq\f(UAB,d)知，E的單位是V/m，1N/C＝1V/m.答案：AD8．在場強為E＝1.0×102V/m的勻強電場中，有相距d＝2.0×10－2m的a、b兩點，則a、bA．1.0V B．2.0VC．3.0V D．4.0V解析：由U＝Ed可知當d最大時，U最大，代入數(shù)值可得U最大值為2.0V；當a、b位于同一等勢面上時，Uab＝0，則最小值為零，故A、B可能，C、D不行能．答案：AB9.三個α粒子從同一地點沿同一方向垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，出現(xiàn)了如圖所示的運動軌跡，由此可推斷()A．在B飛離電場的同時，A剛好打在負極板上B．B和C同時飛離電場C．進入電場時，C的速度最大，A的速度最小D．動能的增加值C最小，A和B一樣大解析：由題意知，三個α粒子在電場中的加速度相同，A和B有相同的偏轉(zhuǎn)位移y，由公式y(tǒng)＝eq\f(1,2)at2得，A和B在電場中運動時間相同，由公式v0＝eq\f(x,t)得vB>vA，由y＝eq\f(1,2)at2，yB>yC知tB＞tC，又由v0＝eq\f(x,t)知vC>vB，故三個粒子進入電場時的初速度大小關(guān)系為vC>vB>vA，故A、C正確，B錯誤；由題圖知，三個粒子的偏轉(zhuǎn)位移大小關(guān)系為yA＝y(tǒng)B>yC，由動能定理可知，三個粒子的動能增加值為C最小，A和B一樣大，D正確．答案：ACD10．一臺正常工作的示波管，突然發(fā)覺熒光屏上畫面的高度縮小，則產(chǎn)生故障的緣由可能是()A．加速電壓突然變大 B．加速電壓突然變小C．偏轉(zhuǎn)電壓突然變大 D．偏轉(zhuǎn)電壓突然變小解析：畫面高度縮小，說明電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時偏轉(zhuǎn)角θ減小，由qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，tanθ＝eq\f(qU1l,mdveq\o\al(2,0))得tanθ＝eq\f(U1l,2dU0)，則引起θ變小的緣由可能是加速電壓U0變大，或偏轉(zhuǎn)電壓U1變小．答案：AD三、非選擇題11．一束電子從靜止起先經(jīng)加速電壓U1加速后，以水平速度射入水平放置的兩平行金屬板中間，如圖所示，金屬板長為l，兩板距離為d，豎直放置的熒光屏距金屬板右端為L.若在兩金屬板間加電壓U2時，電子打在熒光屏上的P點，求O、P間的距離．解析：電子經(jīng)U1的電場加速后，由動能定理可得eU1＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2)①電子以v0的速度進入U2的電場并偏轉(zhuǎn)t＝eq\f(l,v0)②E＝eq\f(U2,d)③a＝eq\f(eE,m)④v⊥＝at⑤由①②③④⑤得射出極板的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tanθ＝eq\f(v⊥,v0)＝eq\f(U2l,2U1d).所以OP＝(eq\f(l,2)＋L)tanθ＝eq\f(U2l,2U1d)(eq\f(l,2)＋L)．答案：eq\f(U2l,2U1d)(eq\f(l,2)＋L)12.如圖所示，在勻強電場中，一電荷量為q＝5.0×10－10C的正電荷，由a點移到b點和由a點移到c點，電場力做的功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三點的連線組成直角三角形，ab＝20cm，θ＝37°.求：(1)a、b兩點間的電勢差；(2)電場強度的方向；(3)勻強電場的場強大?。馕觯?1)a、b兩點間的電勢差Uab＝eq\f(Wab,q)＝eq\f(3.0×10－8,5.0×10－10)V＝60V.(2)因為正電荷q從a到b和從a到c電場力做功相等，所以由W＝qU可得Uab＝Uac，