高中物理第一章静电场匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理参考

第一章第5节了解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二知识点三考向一考向三随堂基础巩固课时跟踪训练考向二1/442/443/441．公式U＝E·d中d为电场中两点沿电场线方向距离。2．沿电场线方向电势越来越低。3．带电粒子仅在电场力作用下加速时，可依据动能定理求速度。4．带电粒子垂直进入匀强电场时，假如仅受电场力，则做平抛运动。4/445/44［自学教材］1．关系式U＝

。2．适用条件匀强电场、d为沿电场线方向两点间距离。3．结论(1)沿电场线方向电势越来越

。(2)沿垂直于电场线方向，同一垂线上电势

。Ed低相等6/44(1)公式U＝Ed仅适合用于匀强电场，但能够对非匀强电场进行定性描述。

(2)在非匀强电场中，沿电场线方向电势也是逐步降低。

(3)电场强度与电势差区分与联络物理量比较内容电场强度E电势差U定义放入电场中某一点电荷受到静电力跟它电荷量比值电荷在电场中两点间移动时，静电力所做功跟它电荷量比值[重点诠释]7/448/44物理量比较内容电场强度E电势差U正负或方向是矢量，正电荷受力方向为E方向是标量，但有正负，正负表示两点电势高低联络(1)对于匀强电场E＝U/d(2)U和E是描述电场性质物理量，大小取决于电场本身，与F、q、W无关9/441．如图1－5－1所表示，是匀强电场中一组等势面，每两个相邻等势面距离是25cm，由此可确定电场强度方向及大小为(

)A．竖直向下，E＝0.4N/CB．水平向右，E＝0.4N/CC．水平向左，E＝40N/CD．水平向右，E＝40V/m图1－5－110/44答案：D11/44[自学教材]1．示波管(阴极射线管)结构如图1－5－2所表示。图1－5－212/442．电子在阴极射线管中运动三个阶段

(1)电子加速：电子在阴极和阳极之间形成电场中受电场力，电场力做正功，其动能增大。

(2)电子偏转：被加速电子进入水平平行板间匀强电场，做类平抛运动。

(3)电子匀速直线运动，电子射出电场后，不再受电场力作用，保持偏转角不变，打在荧光屏上。13/44[重点诠释]14/4415/44图1－5－316/44答案：

C17/441．试验室里示波管结构如图1－5－4所表示，示波器中阴极射线管有水平和竖直两个方向上两对偏转电极。[自学教材]图1－5－418/442．工作原理

(1)若在两对偏转电极上所加电压为零，则电子束将打在O点产生亮斑。

(2)若只在偏转电极Y1、Y2上加一稳定电压，则电子束将沿y方向发生偏转。

(3)若只在偏转电极X1、X2上加一个稳定电压，电子束将沿x方向发生偏转。19/44(4)若在偏转电极X1、X2和Y1、Y2上均加了一定电压，则亮斑既偏离y轴、又偏离x轴。

(5)若加在X1、X2上电压随时间按图1－5－5甲所表示规律周期性地改变，在Y1、Y2上电压随时间以正弦函数改变，则示波器显示图形如图乙所表示。图1－5－520/44[重点诠释]1．确定最终偏离距离OP两种思绪图1－5－621/44(1)思绪1：22/44(2)思绪2：23/4424/4425/443．示波管是一个多功效电学仪器，它工作原理能够等效成下列情况：如图1－5－7所表示，真空室中电极K发出电子(初速度不计)，经过电压为U1加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间中心线射入板中。金属板长为L，相距为d，当A、B间电压为U2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点。已知电子质量为m、电荷量为e，不计电子重力，以下情况中一定能使亮点偏离中心距离变大是(

)图1－5－726/44A．U1变大，U2变大

B．U1变小，U2变大C．U1变大，U2变小

D．U1变小，U2变小27/44因为电子离开偏转电场时速度反向延长线一定过偏转电场水平位移中点，所以电子离开偏转电场时偏转角度越大，偏转距离就越大，亮点偏离中心距离就越大，由上式能够看出能够经过增大U2、L或减小U1、d来增大亮点偏离中心距离，故B正确。答案：B28/4429/44[例1]如图1－5－8所表示，在匀强电场中，一电荷量为q＝5.0×10－10C正电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做功都是3.0×10－8J，已知a、b、c三点连线组成直角三角形，ab＝20cm，θ＝37°。求：

(1)a、b两点间电势差；

(2)匀强电场场强大小；

(3)电场强度方向。图1－5－830/4431/44[答案]

(1)60V

(2)375V/m(3)与ac平行且由a指向c32/4433/44图1－5－9中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm。把一个电荷量q＝1×10－5C正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.73×10－3J，则该匀强电场场强大小和方向是(

)A．865V/m，垂直AC向左B．865V/m，垂直AC向右C．1000V/m，垂直AB斜向上D．1000V/m，垂直AB斜向下图1－5－934/44解析：把电荷q从A移到B电场力不做功，说明A、B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，故图中直线AB即为等势线，场强方向应垂直于等势面，可见，选项A、B不正确。答案：D35/44[例2]如图1－5－10所表示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中A、B、C三点场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间电势差分别为UAB、UBC，则以下关系中正确有 (

)A．φA>φB>φC B．EC>EB>EAC．UAB<UBC D．UAB＝UBC图1－5－1036/44[思绪点拨]公式U＝Ed只适合用于匀强电场，但在非匀强电场中可用此公式进行定性分析。[解析]

从A到B再到C是顺着电场线方向，电势应逐步降低，所以φA>φB>φC，即A正确。A、B、C三点中，A处电场线最疏，C处电场线最密，所以EA<EB<EC，则B正确。尽管AB＝BC，但EA<EB<EC，所以UAB<UBC，即C正确，D错误。[答案]

ABC37/44(1)电场中各点电势高低，可用沿电场线方向，电势降低，或电场方向由高等势面指向低等势面。

(2)在非匀强电场中，沿电场线方向，相等间距两点，电场线越密区域，电势差越大。38/44[例3]如图1－5－11所表示为一真空示波管，电子从灯K发出(初速度不计)，经灯丝与A板间加速电压U1加速从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上P点。已知加速电压为U1，M、N两板间电压为U2，两板间距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。求：图1－5－1