【精准解析】高中物理选修3-1课时分层作业5　匀强电场中电势差与电场强度的关系　示波管原理

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课时分层作业(五)　匀强电场中电势差与电
场强度的关系　示波管原理
(时间：15 分钟　分值：50 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36 分)
1.如图所示，在匀强电场中取一点 O，过 O点作射线 OA＝OB＝OC＝OD＝
10 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(　　)
A．70 V/m，沿 AO 方向　 B．70 V/m，沿 CO 方向
C．80 V/m，沿 BO 方向 D．80 V/m，沿 CO 方向
C　[由O、A、B、C、D各点电势值可知，O点电势最低，为零，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/m＝80 V/m，故 C正确．]
2.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且 AB＝BC.电场中 A、B、C三
点的电场强度分别为 EA、EB、EC，电势分别为 φA、φB、φC，AB、BC 间的电势差
分别为 UAB、UBC，则下列关系式中不正确的是(　　)
A．φA＞φB＞φCB．EC＞EB＞EA
C．UAB＜UBC D．UAB＝UBC
D　[由图中电场线形状可以看出，从 A到C电场线越来越密，因此电场强度
越来越大，即 EC>EB>EA；沿着电场线的方向电势越来越低，因此 φA>φB>φC；由
于AB＝BC，U＝Ed，且 B、C间平均电场强度较大，因此 UAB<UBC.故选 D.]
3.(多选)平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源
相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒
子(　　)
A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动
BD　[带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力 mg，方向
竖直向下；二是电场力 F＝Eq，方向垂直于极板向上．因二力均为恒力，已知带
电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿
第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项 D正确，选项 A、C错误；从粒
子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增
加，选项 B正确．]
4．图(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(　　)
A　　　　B　　　C　　　　D
B　[在0～2t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，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.]
5.平行金属板 A、B分别带等量异种电荷，A板带正电荷，B板带负电荷，
a、b两个带正电的粒子以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间
的匀强电场中，并分别打在 B板上的 a′、b′两点，如图所示．若不计重力，则
(　　)
A．a粒子的带电荷量一定大于 b粒子的带电荷量
B．a粒子的质量一定小于 b粒子的质量
C．a粒子的带电荷量与质量之比一定大于 b粒子的带电荷量与质量之比
D．a粒子的带电荷量与质量之比一定小于 b粒子的带电荷量与质量之比
C　[y＝·，y相同，v0相同，xa＜xb，则＞，故 C项正确．]
6.如图所示，带正电的粒子以一定的初速度 v0沿两板的中线进入水平放置的
平行金属板内，经过时间 t恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为 L，板间的距离
为d，板间电压为 U，带电粒子的电荷量为 q，粒子通过平行金属板的时间为 t(不
计粒子的重力)，则(　　)
A．在前时间内，电场力对粒子做的功为
B．在后时间内，电场力对粒子做的功为
C．在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为 1∶2
D．在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为 2∶1
B　[粒子在电场力作用下，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，
根据 y＝at2可得粒子在前时间内竖直方向上的位移 y1和在后时间内竖直位移 y2之
比为 y1∶y2＝1∶3，因为粒子恰好沿下板的边缘飞出，所以 y1＋y2＝，联立可得 y1
＝d，y2＝d，则在前时间内，电场力对粒子做的功为 W1＝q·U＝qU，在后时间内，
电场力对粒子做的功为 W2＝q·U＝qU，故 B正确；根据 W＝qEy 可得，在粒子下
落前和后的过程中，电场力做功之比为 1∶1，故 C、D错误．]
二、非选择题(14 分)
7．一长为 L的细线，一端固定于 O点，另一端拴一质量为 m、带电荷量为 q
的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将线与小球拉成水平
小球静止在 A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过 60°角时，小球
到达 B点速度恰好为零．试求：
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