1、 第 1 页 共 6 页 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 OD10 cm，已知O、 A、 B、 C和 D各点电势分别为 0、7 V、8 V、7 V、5 V，则匀强电场场强的大小和方向最接近于( )图 1A70 V/m，沿 AO方向B70 V/m，沿 CO方向C80 V/m，沿 BO方向D80 V/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 V/m80 V/
2、m，UBOOB 80.1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 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( )解析：选 D A、 B中点电势为 6 V，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第 2 页 共 6 页 解析：选 B 在 02 t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，
3、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 mv2可知，电子射入偏转电场的速度变大，12则电子的运行时间减少，根据 y at2可知电子的偏转位移必定减少；同样在运行时间不12变的情况下减小偏转电压，根据 y at2 t2可知电子的偏转位移也会减小，故12 12 U qdmA、D 正确，B、C 错误。
4、5. (2015全国卷)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 M、 N、 P、 Q。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， M QB直线 c位于某一等势面内， M NC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
5、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，有第 3 页 共 6 页 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 的粒子可以射出电场Ld qUmC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
6、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， at2， a ，联立可得 v ，B 正确；入射速度d2 12 Eqm Uqdm Ld qUm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 B
7、C 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。第 4 页 共 6 页 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
8、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
9、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. B. s2 2qEmh s2 qEmhC. D. s4 2qEmh s4 qEmh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，在水平方第 5 页 共 6 页 向上： v0t，在竖直方
10、向上： at2 t2，联立以上两式可求得： v0 ，由此s2 h2 12 12Eqm s2 Eqmh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 aCaBaAD到达正极板时的动能关系是 ECxBxC，初速度 v0相同，由位移公式 x v0t得知，运动时间关系为 tAtBtC。小球在竖直方向都做匀加速直线运动，竖直位移大小
11、 y相等，由位移公式 yat2得到，加速度的关系为 aAaBaC。根据牛顿第二定律得知，三个小球的合力关系为：12FAFBFC。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 EkAEkBEkC。故 D错误。11.一束电子流在经 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 9所示。若两板间距
12、d1.0 cm，板长 l5.0 cm，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 mv 。12 20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 ，Fm eUdm第 6 页 共 6 页 偏转距离 y at2，12能飞出的条件为 y 。d2联立以上各式解得 U 400 V，2Ud2l2即要使电子能飞出偏转电场，所加最大电压为 400 V。答案：400 V12.一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 。OP图 10解析：电子经 U1的电场加速后，由动能定理可得 eU1 mv202电子以 v0的速度进入 U2的电场并偏转 t lv0E U2da eEmv at由得射出极板的偏转角 的正切值 tan 。vv0 U2l2U1d所以 tan 。OP (l2 L) U2l2U1d(l2 L)答案：U2l2U1d(l2 L)
