匀强电场电势差和电场强度关系示波管

1、关于匀强电场电势差与电场强度的关系示波管第1页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四温故知新电场力的性质能的性质电场强度电势可见电场强度和电势都反映了电场的性质，那么它们之间有什么联系呢？第2页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四探究场强与电势差的关系【例题】如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点在同一条电场线上，但在两个不同的等势面上，它们之间的距离为d，电势差为UAB，求场强与电势差的关系。第3页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四W=qUAB,F=Eq.W=Fd=EqdUAB=EdEdFqAB问题一：第4页，共57页，202

2、2年，5月20日，12点54分，星期四问题二：在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，电场力做了多少功？A、B两点间的电势差是多少？从A到C呢？ (其中AB=S,AC=d；AB和AC的夹角为a。)解：F=Eq WABFScosa EqScosaUABW/qEScosa EdWACFdEqdUACW/qEd 从A到B，电场力做了EqScosa的功， A、B两点间的电势差是Ed。从A到B与从A到C相同。EBAFCasd电势降落最快方向第5页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四一、匀强电场中电势差与电场强度的关系【几点说明】1.适用条件:匀强电场2.各物

3、理量意义: U表示两点电势差(取绝对值) E表示匀强电场的场强 d表示两点间沿电场线方向的距离 本式不带正负号3.场强的单位:1V/m=1N /C场强与电势差的关系第6页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四U=EdE=U/d在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差第7页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四【小结】电场强度的计算方法此式适用于点电荷所产生的电场。Q为场源电荷。定义式，此式适用于任意电场。q为试探电荷。此式适用于匀强电场。d为沿电场线的距离。第8页，共5

4、7页，2022年，5月20日，12点54分，星期四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电势差(UAB)移动电荷q电场力做功电 场电荷电场线等势面第9页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四【例题1】如图所示，一匀强电场中有一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2cm，则该电场的电场强度为 .V/m，到A点距离为1.5cm的P点的电势为 .V。【答案】匀强电场中任一直线上等间距的两点间电势差相等第10页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四【例题2】如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知

5、A、B、C三点的电势分别为 由此可得：D点的电势 V.【答案】 第11页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四【例题3】如图所示，在电场强度为E=2103V/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且AM边平行于电场线，把一电量q=210-9C的正电荷从B点移到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为多少？【答案】 W=1.610-7(W)第12页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四第13页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四例1：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?该粒子带负电。Eq二

6、、带电粒子的平衡二力平衡第14页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四例2.如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为m的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？垂直悬线斜向上方三力平衡第15页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四三、带电粒子在电场中的直线运动（加速、减速） 若不计粒子重力，则该粒子沿电场线做匀加速直线运动。由动能定理得：由此可得：此粒子到达负极板时的速度为：【重要说明】带电粒子重力的处理1.基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，一般可以

7、忽略。2.带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。第16页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四带电粒子在电场中的加、减速问题分析方法：在匀强电场中带电粒子做匀加速直线运动，可通过牛顿定律和匀变速运动的运动学公式进行讨论1.用力和运动的观点2.用功和能的观点根据动能定理，在任意电场中可通过式求解，在匀强电场中即可通过式又可通过式求解基本思路：先判断是什么电场，分析受力情况及运动性质。第17页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四第18页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四 例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金

8、属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。- U +金属丝 金属板VE电子的质量为9.110-31 kg，电子的电荷量e=1.610-19 C第19页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四解：金属丝和金属板间的电场虽然不是 匀强电场，但仍可用 可得 代入数据得：v=3.0107 m/s第20页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四 例2、两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经1.510-8s打到对面极板

9、上，求该电场的电场强度。（电子质量m=9.110-31kg）第21页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四 例3：两块平行的金属板A、B之间的电压是80V，一个电子以6.0106 m/s的速度从小孔C垂直A板进入电场，该电子能打在B板上吗？如果能打在B板上，它到达B板时的速度有多大？如果电源电压变为120V，情况又会怎样？思考：场强方向？电子受力方向？第22页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四解: 电子射入电场时具有的初动能:电子从A板到达B板需克服电场力做功: W=eU= 1.2810-17JEk0 W,可见电子能打在B板，到达B板时的速度为如果电源电

10、压变为120V，则电子从A板到达B板需克服电场力做功： W=eU= 1.92 10-17 J，这时Ek00V (即使Y的电势比Y高)，电子将打在荧光屏的什么位置？第47页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四二、示波管的原理、若UX=0 V，Uy不变，且y0V (即使X的电势比X高) ，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿X方向向里偏移第49页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四二、示波管的原理 4、若Uy=0 V; Ux不变，且x0V (即使X的电势比X低) ，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿X方向向外偏移第50页，共57页，2022年，5月20日，12

11、点54分，星期四三、示波管的原理（变化电压）演示电子在两极板间的偏移量和什么有关?第51页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四第52页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四信号电压示波管的YY偏转电极上加的是待显示的信号电压扫描电压示波管的XX偏转电极通常接入仪器自身产生的锯齿波电压第53页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心UytO电子在y轴方向振动得特别快,在荧光屏上显示出一道竖线如何在屏上如实显示Uy的波形?第54页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四UxtO下面来看Ux是如何实现这种功能的X坐标均匀改变,即电子束在水平方向匀速移动第55页，共57页，2022年，5月20日，12点54分，星期四UxtO满足什么条件才