《1.5匀强电场电势差与电场强度的关系示波管》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1.5匀强电场电势差与电场强度的关系示波管（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.5匀匀强电场中中电势差与差与电场强度的关系度的关系示波管原理示波管原理选修选修3-13-1E Ev vv v2021/6/301课前前预习1.匀强电场中电势差和电场强度有什么关系匀强电场中电势差和电场强度有什么关系？关系式是什么？关系式是什么？各个物理量的含义是什么？各个物理量的含义是什么？2.阴极射线管在电场中的加速和偏转原理是阴极射线管在电场中的加速和偏转原理是什么？什么？（参考（参考P27-28发展空间）从定量的角度推导发展空间）从定量的角度推导出偏转位移和偏转角度的正切。出偏转位移和偏转角度的正切。2021/6/302温故知新温故知新电电场场力的性质力的性质能的性质能的性质电场强度
2、电场强度电势差电势差二者关系二者关系？2021/6/303探究场强与电势差的关系探究场强与电势差的关系探究场强与电势差的关系探究场强与电势差的关系【例题例题例题例题】如图所示，匀强电场的电场强度为如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点在两点在同一条电场线上，但在两个不同的等势面上，它们之间的距同一条电场线上，但在两个不同的等势面上，它们之间的距离为离为d，电势差为，电势差为UAB，求场强与电势差的关系。，求场强与电势差的关系。2021/6/304EW=qUAB,F=Eq.W=Fd=EqdUAB=EddFqAB2021/6/305E问题二：在场强为问题二：在场强为E的匀强电场中，将一个带电
3、量的匀强电场中，将一个带电量为为q的正电荷由的正电荷由A点移动到点移动到B点，电场力做了多少功点，电场力做了多少功？A、B两点间的电势差是多少？从两点间的电势差是多少？从A到到C呢？呢？ 其中其中AB=S,AC=d；AB和和AC的夹角为的夹角为a。BAFCa解：F=Eq WABFScosa EqScosaUABW/qEScosa EdWACFdEqdUACW/qEd答：从答：从A到到B，电场力做了，电场力做了EqScosa多功，多功， A、B两点两点间的电势差是间的电势差是Ed。从。从A到到B与从与从A到到C相同。相同。2021/6/306U=EdE=U/d在在匀强电场匀强电场中，两点间的电势
4、差等于场强与这两中，两点间的电势差等于场强与这两点沿点沿场强方向的投影距离（场强方向的投影距离（d）的乘积。的乘积。在在匀强电场匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。每单位距离上的电势差。一、匀强电场一、匀强电场中电势差与电场强度的关系中电势差与电场强度的关系场强的单位场强的单位:1V/m=1N /C2021/6/307【小结小结】电场强度的计算方法电场强度的计算方法此式适用于点电荷所产生的电场。此式适用于点电荷所产生的电场。Q为源电荷。为源电荷。此式适用于任意电场。此式适用于任意电场。q为试探电为试探电荷。荷。此式适用于匀强电场。此式适用于
5、匀强电场。d为沿电场为沿电场线的距离。线的距离。2021/6/308E=F=力的性质力的性质运算代入运算代入 .EPA=能的性质能的性质严格代入严格代入 .UAB=WAB=都跟都跟q ，跟电场及电跟电场及电场中位置场中位置 。都跟都跟q ，跟电场及电跟电场及电场中位置场中位置 。 有有关关无无关关有有关关有有关关F/qkQq/r2qEkQ/r2EP/q匀匀强强电场中中WAO/qUAOWAOqWAB/qWAB/qqUAB=qEdUAB=Ed绝对值绝对值正负正负U/d定定义式式决决定式定式计算式算式2021/6/309描述电场的物理量电场强度（E)电场力(F)F=Eq电势能的变化 WAB=UABq
6、电势差(UAB)移动电荷q电场力做功电 场电荷电场线等势面2021/6/3010【例题例题1】下列粒子从初速度为零的状下列粒子从初速度为零的状态，经过电压为态，经过电压为U的电场后，那种粒子的电场后，那种粒子的速度最大？的速度最大？A.质子质子 B.氘核氘核 C.粒子粒子 D.钠离子钠离子A2021/6/3011【例例例例题题题题2 2】如如图图所所示示，一一匀匀强强电电场场中中有有一一组组等等势势面面，若若A、B、C、D相相邻邻两两点点间间距距离离都都是是2cm，则则该该电电场场的的电电场场强强度度为为 .V/m，到到A点点距距离离为为1.5cm的的P点的电势为点的电势为 .V。【答案答案答
7、案答案】E2021/6/3012【例题例题3】如图所示，如图所示，A、B、C、D是匀强电是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三三点的电势分别为点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：由此可得：D点的电势点的电势UD= V.UD=9V.注意：匀强电场中平行四注意：匀强电场中平行四注意：匀强电场中平行四注意：匀强电场中平行四边形，互相平行的线的边形，互相平行的线的边形，互相平行的线的边形，互相平行的线的2 2个个个个顶点间的电势差相等。顶点间的电势差相等。顶点间的电势差相等。顶点间的电势差相等。2021/6/3013理论探究理论探究（1
8、 1）带电粒子在电场中处于静止）带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电状态，该粒子带正电还是负电? ?该粒子带负电。该粒子带负电。Eq一、带电粒子的平衡2021/6/3014（2）如图所示，在真空中有一对平行）如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间距离为金属板，板间距离为d，两板间加以电，两板间加以电压压U两板间有一个带正电荷量为两板间有一个带正电荷量为q的的带电粒子带电粒子 (不计重力不计重力) ，它在电场力的，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？运动，到达负极板时的速度有多大？qE2021/6/301
9、5二、带电粒子在电场中的运动（动画）二、带电粒子在电场中的运动（动画）1、带电粒子的加速粒子的加速 若不计粒子重力，则该粒子沿若不计粒子重力，则该粒子沿电场线做电场线做匀加速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动。由动能定理得：由动能定理得：由此可得：此粒子到达负极板时的速度为：由此可得：此粒子到达负极板时的速度为：【重要说明重要说明重要说明重要说明】带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理1. 1.基本粒子：基本粒子：基本粒子：基本粒子：如电子、质子、如电子、质子、粒子、离子等，一般可以忽略。粒子、离子等，一般可以忽略。2. 2.带电颗粒：带电颗粒
10、：带电颗粒：带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。2021/6/3016【针对训练针对训练】解析：解析： 电荷量为电荷量为e e的电子从金属的电子从金属丝移动到金属板。两处的电丝移动到金属板。两处的电势差为势差为U U，电场力做功全部转，电场力做功全部转化为电子的动能化为电子的动能。由动能定理得由动能定理得: :若电子从小孔射出后若电子从小孔射出后, ,垂直进入某一匀强电场中垂直进入某一匀强电场中, ,它它会怎样运动会怎样运动? ?炽热的金的金属属丝可以可以发射射电子。在金子。在金属属丝和金和金属属板之板之间加以加以电压U=2500V，发射出得射出得
11、电子在子在真真空中加速后，空中加速后，从从金金属属板板的小孔穿出。的小孔穿出。电子穿出子穿出时的速度有多大？的速度有多大？设电子子刚刚离离开开金金属属丝时的速度的速度为零。零。2021/6/3017理论探究：理论探究：偏转电场偏转电场如图所示，在真空中水平放置一对金属板如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和和Y，板间距离为，板间距离为d在两板间加以电压在两板间加以电压U，两板间，两板间的匀强电场的场强为的匀强电场的场强为E=U/d现有一电荷量为现有一电荷量为q的带负电的粒子的带负电的粒子(不计重力不计重力)，以水平速度，以水平速度v0射入射入电场中电场中.求该粒子射出电场时沿垂直于板面方向求
12、该粒子射出电场时沿垂直于板面方向的偏移距离的偏移距离y和偏转的角度和偏转的角度。2021/6/3018二二二二. .带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中作带电粒子在电场中作带电粒子在电场中作带电粒子在电场中作类平抛运动类平抛运动类平抛运动类平抛运动时时时时 间：间：间：间：加速度：加速度：加速度：加速度：电场方向的位移：电场方向的位移：电场方向的位移：电场方向的位移：电场方向的速度：电场方向的速度：电场方向的速度：电场方向的速度：出电场时的方向：出电场时的方向：出电场时的方向：出电场时的方向：2021/6/3019 例例3 如
13、图所示，质量为如图所示，质量为m，带电量为，带电量为q的离的离子以子以v0的速度，沿与场强垂直的方向从的速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入点飞入匀强电场，并从另一侧匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成点沿与场强方向成150角飞出则角飞出则A、B两点间的电势差是多少两点间的电势差是多少?1500EABqE解解:离子做类平抛运动离子做类平抛运动由速度分解由速度分解VyV0VtV02021/6/3020如如图639所示，在两条平行的所示，在两条平行的虚虚线内存在着内存在着宽度度为L、电场强强度度为E的匀的匀强强电场，在与右，在与右侧虚虚线相相距也距也为L处有一与有一与电场平行的屏平行的屏现有一有一
14、电荷量荷量为q、质量量为m的的带电粒子粒子(重力不重力不计)，以垂直于，以垂直于电场线方向的初速度方向的初速度v0射入射入电场【典例3】图639中，中，v0方向的延方向的延长线与屏的交点与屏的交点为O.试求：求：(1)粒子从射入到打到屏上所用的粒子从射入到打到屏上所用的时间；(2)粒子粒子刚射出射出电场时的速度方向与初速度方向的速度方向与初速度方向间夹角的正角的正切切值tan ；(3)粒子打到屏上的点粒子打到屏上的点P到到O点的距离点的距离Y.2021/6/30212021/6/30222021/6/3023对带电粒子进行受力分析时的注意事项对带电粒子进行受力分析时的注意事项:（1）要掌握电场
15、力的特点）要掌握电场力的特点（2）是否考虑重力要依据具体情况而定。）是否考虑重力要依据具体情况而定。基本粒子：如电子、质子、基本粒子：如电子、质子、粒子、离子粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。虑重力（但不能忽略质量）。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。不能忽略重力。2021/6/30242021/6/3025示波器的面板示波器的面板2021/6/30262021/6/3027三、示波管的原理三、示波管的原理加速电场U2021/6/3028(1)思路思路1：(2)思路思路2：怎怎样求求y、tan见课本本P27-282021/6/30292021/6/3030 结束束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
