人教版高二物理 第1章第五节匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理课件 教科

1、第五节匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理12022/7/30 星期六课标定位22022/7/30 星期六核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案第五节匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理32022/7/30 星期六课前自主学案一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1关系式：UAB_ .2适用条件匀强电场，d是沿_方向两点间的距离3物理意义匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点间_的乘积Ed电场沿电场方向的距离42022/7/30 星期六V/m沿场强方向电势差低伏特每米52022/7/30 星期六三、示波管原理1构造及功能(图151)图151(1)电子枪：发射并加速电

2、子(2)偏转电极YY：使电子束竖直偏转(加信号电压)；XX：使电子束水平偏转(加扫描电压)(3)荧光屏62022/7/30 星期六匀加速直线运动72022/7/30 星期六若初速度为零，则qU_.若初速度不为零，则qU_.(2)电子在匀强电场中偏转运动状态分析电子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90角的静电力作用而做_(如图152)匀变速曲线运动图15282022/7/30 星期六92022/7/30 星期六(3)电子飞出平行金属板后做匀速直线运动电子飞出偏转电场后，不再受电场力作用，保持偏转角不变做匀速直线运动，打在荧光屏上，显出亮点102022/7/30

3、星期六核心要点突破112022/7/30 星期六3场强、电势差两者比较122022/7/30 星期六132022/7/30 星期六142022/7/30 星期六即时应用 (即时突破，小试牛刀)1.在匀强电场中，将一电荷量为2105 C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1 J，已知A、B两点间距为2 cm，两点连线与电场方向成60角如图153所示则：图153152022/7/30 星期六(1)在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？(2)A、B两点间的电势差为多少？(3)该匀强电场的电场强度为多大？162022/7/30 星期六答案：(1)0.1 J(2)5103 V(3)5105

4、V/m172022/7/30 星期六二、从电势差的角度理解电场强度1由公式UABEd，得EUAB/d.2公式适用于匀强电场电场强度的计算3在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值4电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势182022/7/30 星期六5EU/d的两个重要推论(1)在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等图154当线段与场强平行时，由UEd可知，d相等，U相同；当线段与场强不平行时，只要沿场强方向投影的长度相等，U相同如图154所示，ABCD中，UABUDC，UBCUAD.192022/7/30 星期六(2)电势

5、随空间位置变化越快，电场强度越强由EU/d可知，电场强度是电势差对空间位置的变化率，电势随空间变化的快慢，反映了电场强度的大小，场强方向是电势降落最快的方向202022/7/30 星期六6关于场强E的几个表达式公式适用范围说明EF/q任何电场定义式，q为试探电荷的电荷量EkQ/r2真空中点电荷的电场Q为场源电荷的电量，E表示跟点电荷相距r处的某点的场强EU/d匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差212022/7/30 星期六特别提醒：虽然EU/d仅适用于匀强电场，但对于非匀强电场，可以用它来解释等差等势面的疏密与场强大小的关系如U一定时，E大，则d小，即场强越大，等差等势面越密2

6、22022/7/30 星期六即时应用(即时突破，小试牛刀)2.如图155所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()图155232022/7/30 星期六A竖直向下，E100 V/mB水平向左，E100 V/mC水平向左，E200 V/mD水平向右，E200 V/m242022/7/30 星期六三、带电粒子的加速1常见带电粒子及受力特点电子、质子、粒子等带电粒子在电场中受到的静电力一般远大于重力，通常情况下，重力可以忽略252022/7/30 星期六262022/7/30 星期六3受力分析：因带电粒子(电子、质子、粒子)受到的重力远远小于静电

7、力，所以讨论带电粒子在电场中运动的问题时忽略重力，而带电液滴、小球、尘埃则不可忽略重力，在分析这类问题时只需求静电力与重力的合力就可以了272022/7/30 星期六4处理方法：可以从动力学和功能关系两个角度进行分析，其比较如下：两个角度内容动力学角度功能关系角度应用知识应用牛顿第二定律以及匀变速直线运动公式功的公式及动能定理适用条件匀强电场，静电力是恒力可以是匀强电场，也可以是非匀强电场，静电力可以是恒力，也可以是变力282022/7/30 星期六292022/7/30 星期六四、带电粒子在电场中的偏转1进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场2受力特点：静电力大小不变，且方

8、向与初速度v0的方向垂直3运动特点：做匀变速曲线运动，与力学中的平抛运动类似4运动规律：302022/7/30 星期六4运动规律：312022/7/30 星期六322022/7/30 星期六332022/7/30 星期六即时应用 (即时突破，小试牛刀)4.如图156所示，两金属板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入，且仍从正极边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的()图156342022/7/30 星期六352022/7/30 星期六 平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图157所示，两板间距离是5

9、 cm，两板间的电压是60 V试问：(1)两板间的场强是多大？课堂互动讲练类型一电势差和电场强度关系的计算例1图157362022/7/30 星期六(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差为多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多大？【思路点拨】公式UEd中的d是沿电场方向的两点间的距离372022/7/30 星期六382022/7/30 星期六(3)由公式1BEd1B1200(4.5102)V54 V得：154 V.同理2BEd2B12000.5102 V6 V得：26 V.【答案】(1)1200 V/m(2)4

10、8 V(3)54 V6 392022/7/30 星期六402022/7/30 星期六变式训练1如图158所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离为2 cm，A和P点间的距离为1.5 cm，则该电场的场强E和P点的电势P分别为多大？图158412022/7/30 星期六422022/7/30 星期六 如图159所示，实线为电场线，虚线为等势线，且ABBC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()图159类型二例2432022/7/30 星期六AABCBECEBEACUABUBC

11、DUABUBC【思路点拨】公式UEd在非匀强电场中可用于定性分析442022/7/30 星期六【精讲精析】由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近稠密，A附近稀疏，C附近的场强大于A附近的场强，选项B正确；由公式UEd知：UBCUAB ，选项C对，D错；由电场线的方向是电势降低的方向得选项A正确【答案】ABC452022/7/30 星期六【规律总结】本题涉及电场中的三个基本物理量，各个物理量都是由哪些因素确定的，它们之间又有什么关系是解决问题的关键462022/7/30 星期六变式训练2如图1510所示,实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为a50 V，b20 V

12、，则a、b连线的中点c的电势c应为()图1510472022/7/30 星期六Ac35 VBc35 VCc35 VD无法判断 解析：选B.若电场为匀强电场，则bcca，可求得c35 V；由图易知ac处场强要大于bc处，故可由UEd定性分析知Ub cUc a，则c35 V，应选B.482022/7/30 星期六类型三示波管的应用例3 如图1511所示是示波管的原理示意图电子从灯丝发射出来经电压为U1的电场加速后，通过加速极板A上的小孔O1射出，沿中心线O1O2进入M、N间的偏转电场，O1O2与偏转电场方向垂直，偏转电场的电压为U2，经过偏转电场的右图1511492022/7/30 星期六端P1点

13、离开偏转电场,然后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的P2点已知平行金属极板M、N间距离为d，极板长度为L，极板的右端与荧光屏之间的距离为L,不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计(1)求电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离(2)若O1O2的延长线交于屏上O3点,而P2点到O3点的距离称为偏转距离y,单位偏转电压引起的偏转距离(即y/U2)称为示波管的灵敏度求该示波管的灵敏度502022/7/30 星期六512022/7/30 星期六522022/7/30 星期六532022/7/30 星期六542022/7/30 星期六【规律总结】要正确解答本题，必须熟练掌握示波管的工作原理和类平抛运