【优化方案】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

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标定位

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V/m沿场强方向电势差低伏特每米三、示波管原理1．构造及功能(图1－5－1)图1－5－1(1)电子枪：发射并加速电子．(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)荧光屏匀加速直线运动若初速度为零，则qU＝_______.②若初速度不为零，则qU＝______________.(2)电子在匀强电场中偏转①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1－5－2)匀变速曲线运动图1－5－2(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．核心要点突破3．场强、电电势差两者者比较即时应用(即时突破，，小试牛刀刀)1.在匀强电场场中，将一一电荷量为为2×10－5C的负电荷由由A点移到B点，其电势势能增加了了0.1J，已知A、B两点间距为为2cm，两点连线线与电场方方向成60°角如图1－5－3所示．则：：图1－5－3(1)在电荷由A移到B的过程中，，电场力做做了多少功功？(2)A、B两点间的电电势差为多多少？(3)该匀强电场场的电场强强度为多大大？答案：(1)－0.1J(2)5××103V(3)5××105V/m二、从电势势差的角度度理解电场场强度1．由公式UAB＝Ed，得E＝UAB/d.2．公式适用用于匀强电电场电场强强度的计算算．3．在匀强电电场中，电电场强度的的大小等于于两点间的的电势差与与两点沿电电场强度方方向距离的的比值．4．电场强度度在数值上上等于沿电电场方向每每单位距离离上降低的的电势．5．E＝U/d的两个重要要推论(1)在匀强电场场中，两长长度相等且且相互平行行的线段的的端点间的的电势差相相等．图1－5－4当线段与场场强平行时时，由U＝Ed可知，d相等，U相同；当线线段与场强强不平行时时，只要沿沿场强方向向投影的长长度相等，，U相同．如图图1－5－4所示，▱ABCD中，UAB＝UDC，UBC＝UAD.(2)电势随空间间位置变化化越快，电电场强度越越强．由E＝U/d可知，电场场强度是电电势差对空空间位置的的变化率，，电势随空空间变化的的快慢，反反映了电场场强度的大大小，场强强方向是电电势降落最最快的方向向．6．关于场强强E的几个表达达式公式适用范围说明E＝F/q任何电场定义式，q为试探电荷的电荷量E＝kQ/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E＝U/d匀强电场U为沿电场线方向上相距为d的两点间的电势差特别提醒：：虽然E＝U/d仅适用于匀匀强电场，，但对于非非匀强电场场，可以用用它来解释释等差等势势面的疏密密与场强大大小的关系系．如U一定定时时，，E大，，则则d小，，即即场场强强越越大大，，等等差差等等势势面面越越密密．．即时时应应用用(即时时突突破破，，小小试试牛牛刀刀)2.如图图1－5－5所示示是是一一个个匀匀强强电电场场的的等等势势面面，，每每两两个个相相邻邻等等势势面面相相距距2cm，由由此此可可以以确确定定电电场场强强度度的的方方向向和和数数值值是是()图1－5－5A．竖竖直直向向下下，，E＝100V/mB．水水平平向向左左，，E＝100V/mC．水水平平向向左左，，E＝200V/mD．水水三、、带带电电粒粒子子的的加加速速1．常常见见带带电电粒粒子子及及受受力力特特电子、质子、α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．3．受受力力分分析析：：因带带电电粒粒子子(电子子、、质质子子、、α粒子子)受到到的的重重力力远远远远小小于于静静电电力力，，所所以以讨讨论论带带电电粒粒子子在在电电场场中中运运动动的的问问题题时时忽忽略略重重力力，，而而带带电电液液滴滴、、小小球球、、尘尘埃埃则则不不可可忽忽略略重重力力，，在在分分析析这这类类问问题题时时只只需需求求静静电电力力与与重重力力的的合合力力就就可可以以了了．．4．处处理理方方法法：：可以以从从动动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，也可以是变力四、、带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的偏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：4．运运动动规规律律：：即时应用(即时突破，小小试牛刀4.如图1－5－6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1－5－6平行的带电金金属板A、B间是匀强电场场，如图1－5－7所示，两板间间距离是5cm，两板间的电电压是60V．试问：(1)两板间的场强强是多大？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1－5－7(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5cm，P2点离B板也是0.5cm，P1和P2两点间的电势势差为多大？？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各各是多大？【思路点拨】公式U＝Ed中的d是沿电场方向向的两点间的的距离．(3)由公式φ1－φB＝Ed1B＝1200××(4.5×10－2)V＝54V得：φ1＝54V.同理φ2－φB＝Ed2B＝1200××0.5××10－2V＝6V得：φ2＝6V.【变式训训练1如图1－5－8所示是是匀强强电场场中的的一组组等势势面，，若A、B、C、D相邻两两点间间距离离为2cm，A和P点间的的距离离为1.5cm，则该该电场场的场场强E和P点的电电势φP分别为为多大大？图1－5－8如图1－5－9所示，，实线线为电电场线线，虚虚线为为等势势线，，且AB＝BC，电场场中的的A、B、C三点的的场强强分别别为EA、EB、EC，电势势分别别为φA、φB、φC，AB、BC间的电电势差差分别别为UAB、UBC，则下下列关关系中中正确确的有有()图1－5－9类型二例2A．φA>φB>φφCB．EC>EB>EAC．UAB<UBCD．UAB＝UBC【思路点点拨】公式U＝Ed在非匀匀强电电场中中可用用于定定性分分析．．【精讲精精析】由题图图中电电场线线的分分布规规律可可知，，电场场不是是匀强强电场场，C附近稠稠密，，A附近稀稀疏，，C附近的的场强强大于于A附近的的场强强，选选项B正确；；由公公式U＝Ed知：UBC＞UAB，选项项C对，D错；由由电场场线的的方向向是电电势降降低的的方向向得选选项A正确．．【答案】ABC【规律总总结】本题涉涉及电电场中中的三三个基基本物物理量量，各各个物物理量量都是是由哪哪些因因素确确定的的，它它们之之间又又有什什么关关系是是解决决问题题的关关键．．变式训练练2如图1－5－10所示,实线表示示电场线线，虚线线表示等等势线，，a、b两点的电电势分别别为φa＝－50V，φb＝－20V，则a、b连线的中中点c的电势φc应为()图1－5－10A．φc＝－35VB．φc＞－35VC．φc＜－35VD．无法判判断解析：选选B.若电场为为匀强电电场，则则φb类型三示波管的应用例3如图1－5－11所示是示示波管的的原理示示意图．．电子从从灯丝发发射出来来经电压压为U1的电场加加速后，，通过加加速极板板A上的小孔孔O1射出，沿沿中心线线O1O2进入M、N间的偏转转电场，，O1O2与偏转电电场方向向垂直，，偏转电电场的电电压为U2，经过偏偏转电场场的右图1－5－11端P1点离开偏偏转电场场,然后打在在垂直O1O2放置的荧荧光屏上上的P2点．已知知平行金金属极板板M、N间距离为为d，极板长长度为L，极板的的右端与与荧光屏屏之间的的距离为为L′,不计电子子之间的的相互作作用力及及其所受受的重力力，且电电子离开开灯丝时时的初速速度可忽忽略不计计．(1)求电子通通过P1点时偏离离中心线线O1O2的距离．．(2)若O1O2的延长线线交于屏屏上O3点,而P2点到O3点的距离离称为偏