【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理 1.6 對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系理解同步精煉 教科版選修31.doc

對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系理解1.圖169如圖169所示，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a至c，a、b間的距離等于b、c間的距離，用a、b、c和ea、eb、ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以斷定()aeaebec babccabbc deaebec答案b解析由“沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低”知：abc，斷定選項(xiàng)b對(duì)；因這一電場(chǎng)線不能肯定就是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，故選項(xiàng)c、d不能斷定是否正確；這一電場(chǎng)線也不能斷定就是正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，故選項(xiàng)a不能斷定是否正確正確答案為選項(xiàng)b.2.圖1610如圖1610所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度e100 v/m，a、b兩點(diǎn)相距0.1 m，a、b連線與電場(chǎng)線的夾角60 ，則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為_答案5 v解析ab沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上的投影的長(zhǎng)度dabcos 0.1cos 60 m0.05 m，uabed1000.05 v5 v.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速3.圖1611如圖1611所示，在點(diǎn)電荷q激發(fā)的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，將質(zhì)子和粒子分別從a點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？答案 1解析質(zhì)子和粒子都帶正電，從a點(diǎn)釋放將受靜電力作用加速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，設(shè)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為u，由動(dòng)能定理可知，對(duì)質(zhì)子：mhv2qhu，對(duì)粒子：mv2qu.所以 .帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)4如圖1612為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲k發(fā)出(初速度可忽略不計(jì))，經(jīng)燈絲與a板間的電壓u1加速，從a板中心孔沿中心線ko射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板m、n形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中(偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng))，電子進(jìn)入m、n間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后打在熒光屏上的p點(diǎn)已知m、n兩板間的電壓為u2，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為l，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力圖1612(1)求電子穿過(guò)a板時(shí)速度的大?。?2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；(3)若要電子打在熒光屏上p點(diǎn)的上方，可采取哪些措施？答案(1) (2)(3)見解析解析(1)設(shè)電子經(jīng)電壓u1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定理有eu1mv解得v0 .(2)電子沿極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為e，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y.由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有t，a，yat2，解得y.(3)減小加速電壓u1或增大偏轉(zhuǎn)電壓u2.(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)公式ued和e的理解與應(yīng)用1對(duì)公式e的理解，下列說(shuō)法正確的是()a此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差ba點(diǎn)和b點(diǎn)間距離越大，則這兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大c公式中d是指a點(diǎn)和b點(diǎn)之間的距離d公式中的d是a、b兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離答案d解析公式e只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，a錯(cuò)，公式中的d是a、b兩個(gè)等勢(shì)面間的垂直距離，a點(diǎn)和b點(diǎn)間距離大，等勢(shì)面間的垂直距離不一定大，故b、c錯(cuò)，d正確2.圖1613如圖1613所示，a、b兩點(diǎn)相距10 cm，e100 v/m，ab與電場(chǎng)線方向的夾角120，求a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()a5 v b5 vc10 v d10 v答案b解析a、b兩點(diǎn)在場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離dabcos (180120)10 cm5 cm.由于ab，則根據(jù)ued得uabed1005102 v5 v.圖16143如圖1614所示，三個(gè)同心圓是一個(gè)點(diǎn)電荷周圍的三個(gè)等勢(shì)面，已知這三個(gè)圓的半徑成等差數(shù)列a、b、c分別是這三個(gè)等勢(shì)面上的點(diǎn)，且這三點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)依次為a10 v和c2 v，則b點(diǎn)的電勢(shì)是()a一定等于6 v b一定低于6 vc一定高于6 v d無(wú)法確定答案b解析從等勢(shì)面的疏密可以看出eaebec，又abbc由公式ued可以判斷uabubc，所以b6 v.4.圖1615如圖1615所示是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面間的距離都是25 cm，由此可確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及大小為()a豎直向下，e0.4 v/mb水平向右，e0.4 v/mc水平向左，e40 v/md水平向右，e40 v/m答案d解析電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)大小e v/m40 v/m，故d項(xiàng)正確5.圖1616圖1616所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中取一點(diǎn)o，過(guò)o點(diǎn)作射線oaobocod10 cm，已知o、a、b、c和d各點(diǎn)電勢(shì)分別為0、7 v、8 v、7 v、5 v，則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向最接近于()a70 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方向答案c解析由o、a、b、c、d各點(diǎn)電勢(shì)值可知，o點(diǎn)電勢(shì)最低，為零，a、c在同一等勢(shì)面上，所以電場(chǎng)線與ac連線垂直，最接近bo方向大小接近e v/m80 v/m，故c正確圖16176平行的帶電金屬板a、b間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖1617所示，兩板間距離是5 cm，兩板間的電壓是60 v(1)兩板間的場(chǎng)強(qiáng)是_；(2)電場(chǎng)中有p1和p2兩點(diǎn)，p1點(diǎn)離a板0.5 cm，p2點(diǎn)離b板也是0.5 cm，p1和p2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差u12_答案(1)1.2103 v/m(2)48 v解析(1)兩板間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由ued可得兩板間的場(chǎng)強(qiáng)e1.2103 v/m.(2)p1、p2兩點(diǎn)間沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離：d4 cm.所以u(píng)12ed1.21034102 v48 v.題組二帶電粒子在電場(chǎng)中直線運(yùn)動(dòng)圖16187如圖1618所示，電子由靜止開始從a板向b板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)b極板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變，則()a當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v增大b當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大c當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變d當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也增大答案cd解析根據(jù)動(dòng)能定理研究電子由靜止開始從a板向b板運(yùn)動(dòng)列出等式：uqmv2，得v所以當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變，故a、b錯(cuò)誤，c正確；由于兩極板之間的電壓不變，所以極板之間的場(chǎng)強(qiáng)為e，電子的加速度為a，電子在電場(chǎng)中一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由dat2t2所以電子加速的時(shí)間為td由此可見，當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間增大，故d正確故選cd.8.圖1619如圖1619所示，m和n是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩個(gè)等勢(shì)面，相距為d，電勢(shì)差為u，一質(zhì)量為m(不計(jì)重力)、電荷量為q的粒子，以速度v0通過(guò)等勢(shì)面m射入兩等勢(shì)面之間，則該粒子穿過(guò)等勢(shì)面n的速度應(yīng)是()a. bv0c. d.答案c解析qumv2mv，v，選c.9.圖1620帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1620所示帶電微粒只在靜電力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是()a微粒在01 s內(nèi)的加速度與1 s2 s內(nèi)的加速度相同b微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)c微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)d微粒在第1 s內(nèi)的位移與第3 s內(nèi)的位移相同答案bd解析帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，第1 s內(nèi)加速運(yùn)動(dòng)，第2 s內(nèi)減速至零，故b、d對(duì)題組三帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)10如圖1621所示的示波管，當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極xx、yy電壓為零時(shí)，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后會(huì)打在熒光屏上的正中間(圖示坐標(biāo)系的o點(diǎn)，其中x軸與xx電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向重合，x軸正方向垂直于紙面向里，y軸與yy電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向重合，y軸正方向豎直向上)若要電子打在圖示坐標(biāo)系的第象限，則()圖1621ax、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極bx、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極cx、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極dx、y極接電源的正極，x、y接電源的負(fù)極答案d解析若要使電子打在題圖所示坐標(biāo)系的第象限，電子在x軸上向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)使x接正極，x接負(fù)極；電子在y軸上也向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)使y接正極，y接負(fù)極，所以選項(xiàng)d正確11.圖1622如圖1622所示，有一帶電粒子貼著a板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為u1時(shí)，帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為u2時(shí)，帶電粒子沿軌跡落到b板中間；設(shè)粒子兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同，則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()au1u218 bu1u214cu1u212 du1u211答案a解析由yat2得：u，所以u(píng)，可知a項(xiàng)正確12.圖1623三個(gè)粒子在同一地點(diǎn)沿同一方向垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，出現(xiàn)了如圖1623所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可判斷()a在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上bb和c同時(shí)飛離電場(chǎng)c進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小d動(dòng)能的增加值c最小，a和b一樣大答案acd解析由題意知，三個(gè)粒子在電場(chǎng)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)at2得，a和b在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，由公式v0得vbva，同理，vcvb，故三個(gè)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度大小關(guān)系為vcvbva，故a、c正確，b錯(cuò)誤；由題圖知，三個(gè)粒子的偏轉(zhuǎn)位移大小關(guān)系為yaybyc，由動(dòng)能定理可知，三個(gè)粒子的動(dòng)能增加值為c最小 ，a和b一樣大，d正確13.圖1624一束電子從靜止開始