教科版匀强电场中电势差与电场强度的关系__示波器原理

1、问题一、若沿场强方向移动电荷问题一、若沿场强方向移动电荷从力的角度：从力的角度：dABE= Fd = qEd 从能的角度从能的角度：= qU 由由 两式得两式得: U = Ed 问题二、若不沿场强方向移动电荷？问题二、若不沿场强方向移动电荷？A.BE. BB qWUABABqABF/qABqE/ABE 若用若用d d表示表示A A、B B沿场强方向上的距离沿场强方向上的距离 ，则：则：dEU 说明：说明：只适用于匀强电场只适用于匀强电场 d d：沿场强方向的距离：沿场强方向的距离匀强电场中两点间的电势差等于场强匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点间与这两点间沿电场力方向距离沿电场力方向距离

2、的乘积的乘积【几点说明几点说明】1.适用条件适用条件:匀强电场匀强电场2.各物理量意义各物理量意义:(本式不带正负号本式不带正负号)U表示两点电势差表示两点电势差(取绝对值取绝对值) E表示匀强电场的场强表示匀强电场的场强 d表示两点间表示两点间沿电场线方向沿电场线方向的距离的距离3.场强的单位场强的单位:1V/m=1N /C 也可运用于非匀强电场定性分析也可运用于非匀强电场定性分析 UEd UEd 或或UEd 1下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ）A由公式由公式U = Ed 得，在电场中两点间电得，在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积势差等于场强与两点间距离的乘积B由公式由公式

3、E = U/d得，在匀强电场中沿电得，在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大，电场强度就场线方向上两点间距离越大，电场强度就越小越小C在匀强电场中，任两点间电势差等于在匀强电场中，任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积场强和这两点间距离的乘积D公式公式U = Ed只适用匀强电场只适用匀强电场D2.如图，在匀强电场中的如图，在匀强电场中的M、N两点距离为两点距离为2 cm，两点间的电势差为，两点间的电势差为5 V，M、N连线与场连线与场强方向成强方向成6060角，则此电场的电场强度多大？角，则此电场的电场强度多大？ 解：根据解：根据 ，得，得dUEMNdUEMNdUEMN5 . 01025

4、60cos2MNUEMN=500 V/m.1 1、场强、场强E E的方向是电势降落最快的方向的方向是电势降落最快的方向。问题1： 单位长度内，沿AB、 AB 两个方向，哪个电势降落的快？A.BE. BB 匀强电场中的三个重要结论匀强电场中的三个重要结论 1、匀强电场中相互平行的直线上（包括同一直线）、匀强电场中相互平行的直线上（包括同一直线）距离相等的点，电势差相等。距离相等的点，电势差相等。 2、匀匀强强电电场场中中相相互互平平行行的的直直线线上，上，若若AB两两点点间间距距离离 是是CD两两点点间间距距离离 的的n倍。倍。即：即：当当CD AB CD ABnU U ll 时， 3、匀强电场

5、中同一直线上，若匀强电场中同一直线上，若B是是AC的中点，则的中点，则B的电势等于的电势等于A、C两点电势的平均值。两点电势的平均值。 2、匀强电场中相互平行的直线上，若、匀强电场中相互平行的直线上，若AB两点间两点间距离距离 是是CD两点间距离两点间距离 的的n倍。即：当倍。即：当ABlCDlCDABCDABnUUll时，1、以下说法正确的是：( )A、 匀强电场中各处的场强相等，电势也相等；B、 场强为零的区域中，电势处处相同；C、 沿电场线方向电场强度一定越来越小；D、 电势降低的方向就是电场线的方向。B2如图1375所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则（ ）

6、 Aa点的场强一定大于b点的场强 Ba点的电势一定高于b点的电势 Ca、b两点间的电势差一定等于Ed(E为a点场强) Da、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功BD如图所示，如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：，由此可得：D点的电势点的电势UD= 并在图中画出电场线并在图中画出电场线ABCDqFE FWPEPBPAABEEWqEPEUBAABUABABqUWEdU 电场强度的计算方法电场强度的计算方法2E

7、QKr EFq EUd 此式是真空中的点电荷产生的电场的场强此式是真空中的点电荷产生的电场的场强决定式决定式。适用于适用于点电荷点电荷所产生的电场。所产生的电场。Q为源电荷。为源电荷。此式是电场强度的此式是电场强度的定义式定义式。适用于。适用于任意任意电场。电场。q为检验电荷。为检验电荷。此式是匀强电场中电势差与场强的关系式。适用此式是匀强电场中电势差与场强的关系式。适用于于匀强电场匀强电场。d为沿电场线的距离。为沿电场线的距离。 图1374中，A、B、C三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC60，BC20 cm把一个电量q105 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零：从B移到C，电场力做功

8、为1.73103 J，求该匀强电场的场强大小和方向。解：把电荷解：把电荷q从从A移到移到B电场力不做功，电场力不做功，说明说明A、B两点在同一等势面上因该电两点在同一等势面上因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线直线AB即为等势线，场强方向应垂直于即为等势线，场强方向应垂直于等势面等势面UBCV173 V，B点电势比点电势比C点低点低173 V，因电场线指向电势降低的方向，所以，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于场强方向必垂直于AB斜向下斜向下场强大小场强大小EV/m1000 V/m 如图所示，在真空中有一对平行金属如图所示，在真空中有

9、一对平行金属板，板间距离为板，板间距离为d，两板间加以电压，两板间加以电压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的带电的带电粒子粒子 (不计重力不计重力) ，它在电场力的作用，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动下，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？，到达负极板时的速度有多大？qE1、带电粒子的加速、带电粒子的加速212qEdvWmqU22qUmmvqEd 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。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：如电子、质子、

10、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。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。【针对训练针对训练】解析：解析：221tmvqU 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。m/s100.3m/s109.0106.122730192500 meUVt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? ?理

11、论探究理论探究如图所示，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，两板间的匀强电场的场强为两板间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(不计重不计重力力)，以水平速度，以水平速度v0射入电场中射入电场中.求该粒子射求该粒子射出电场时沿垂直于板面方向的偏移距离出电场时沿垂直于板面方向的偏移距离y和偏转的角度和偏转的角度。0tlv qEmFUdammq2202122qlUdmtyva0yqlUdvatmv20yxtqlUdvvgmv 如图所示，质量为如图所示，质量

12、为m，带电量为带电量为q的离子以的离子以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点飞入匀强电点飞入匀强电场，并从另一侧场，并从另一侧B点沿与场强方向成点沿与场强方向成150角飞角飞出则出则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VyV0Vt00330VctgVVy qmVqmvqWUyABAB2321202 V0- - -+ +- -+ + +- -xxyy示波管的结构示波管的结构电子枪电子枪阴极阴极阳极阳极竖直偏转电极竖直偏转电极水平偏转电极水平偏转电极荧光屏荧光屏电子枪 加速电场v v0 0加速直线运动二、带电粒子是如何运动的呢？在偏转电场中类平抛运动出了偏转电场后匀速直线运动v v0 0v vy yyx xv v0 0-qm l+-dUv vYqEqEm lv v0 0d+-qv vv v0 0v vy yy l/ l/2 2LUY试推导离开电极后的偏转角度试推导离开电极后的偏