勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管

1、關(guān)于勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共57頁溫故知新溫故知新電場力的性質(zhì)力的性質(zhì)能的性質(zhì)能的性質(zhì)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度電勢電勢可見電場強(qiáng)度和電勢都反映了電場的性質(zhì)，那么它們之間有什么聯(lián)系呢？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共57頁如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，A、B兩點(diǎn)在同一條兩點(diǎn)在同一條電場線上，但在兩個(gè)不同的等勢面上，它們之間的距離為電場線上，但在兩個(gè)不同的等勢面上，它們之間的距離為d，電勢，電勢差為差為UAB，求場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系。，求場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共57頁W=qUAB,F=Eq.W=Fd=EqdUAB=EdEdFqAB問

2、題一：ABUEd現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共57頁問題二：在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，將一個(gè)帶電量為q的正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場力做了多少功？A、B兩點(diǎn)間的電勢差是多少？從A到C呢？ (其中AB=S,AC=d；AB和AC的夾角為a。)解：F=Eq WABFScosa EqScosaUABW/qEScosa EdWACFdEqdUACW/qEd 從A到B，電場力做了EqScosa的功， A、B兩點(diǎn)間的電勢差是Ed。從A到B與從A到C相同。EBAFCasd電勢降落最快方向現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共57頁1.適用條件適用條件:勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場2.各物理量意義各物理量意義: 表示兩點(diǎn)電勢差表示兩點(diǎn)電勢差(取絕對(duì)

3、值取絕對(duì)值)表示勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)表示勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)表示兩點(diǎn)間表示兩點(diǎn)間的距離的距離 本式不帶正負(fù)號(hào)本式不帶正負(fù)號(hào)3.場強(qiáng)的單位場強(qiáng)的單位:1V/m=1N /CUEd UEd 或或現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共57頁U=EdE=U/d在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)在勻強(qiáng)電場中，沿場強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢差等于場強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。與這兩點(diǎn)的距離的乘積。在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上的電勢差距離上的電勢差27完成教材P 練習(xí)1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共57頁電場強(qiáng)度的計(jì)算方法電場強(qiáng)度的計(jì)算方法2EQKr EFq EUd 此式

4、適用于點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場。此式適用于點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場。Q為場源電荷。為場源電荷。定義式，此式適用于任意電場。定義式，此式適用于任意電場。q為試探電荷。為試探電荷。此式適用于勻強(qiáng)電場。此式適用于勻強(qiáng)電場。d為沿電場線的距離。為沿電場線的距離?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共57頁描述電場的物理量電場強(qiáng)度（E)電場力(F)F=Eq電勢能的變化 WAB=UABq電勢差(UAB)移動(dòng)電荷q電場力做功電 場電荷電場線等勢面現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共57頁如圖所示，一勻強(qiáng)電場中有一組等勢面，若如圖所示，一勻強(qiáng)電場中有一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是相鄰兩點(diǎn)間距離都是2cm，則該電場的電場強(qiáng)度為，則該電場

5、的電場強(qiáng)度為 .V/m，到到A點(diǎn)距離為點(diǎn)距離為1.5cm的的P點(diǎn)的電勢為點(diǎn)的電勢為 .V。 2 5PU.V 310003mEV / 勻強(qiáng)電場中任一直線上等間距的兩點(diǎn)間電勢差相等現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共57頁如圖所示，如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為三點(diǎn)的電勢分別為 由此可得：由此可得：D點(diǎn)的電勢點(diǎn)的電勢 V.ABCD15 ,AV3 ,3 ,BCVV D9DV現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共57頁如圖所示，在電場強(qiáng)度為如圖所示，在電場強(qiáng)度為E=2103V/m的勻強(qiáng)電場中，的勻強(qiáng)電場中，有三點(diǎn)有三點(diǎn)A、M和和B，AM=

6、4cm，MB=3cm，AB=5cm，且，且AM邊平行于邊平行于電場線，把一電量電場線，把一電量q=210-9C的正電荷從的正電荷從B點(diǎn)移到點(diǎn)移到M點(diǎn)，再從點(diǎn)，再從M點(diǎn)點(diǎn)移動(dòng)到移動(dòng)到A點(diǎn)，電場力做功為多少？點(diǎn)，電場力做功為多少？ABME現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共57頁例例1 1：帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)睿簬щ娏Ｗ釉陔妶鲋刑幱陟o止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電態(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電? ?該粒子帶該粒子帶負(fù)負(fù)電。電。Eq二、帶電粒子的平衡二力平衡272P完成教材練習(xí)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共57頁例例2.如圖所示，細(xì)線一端系著一個(gè)帶電量為如圖所示，細(xì)線一端系著一個(gè)帶電量為+

7、q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的的小球，另一端固定于小球，另一端固定于O點(diǎn)，加一勻強(qiáng)電場后可使小球靜點(diǎn)，加一勻強(qiáng)電場后可使小球靜止于圖示位置，此時(shí)懸線與豎直方向夾角為止于圖示位置，此時(shí)懸線與豎直方向夾角為。要使電。要使電場的場強(qiáng)最小，該電場場強(qiáng)的方向怎樣？大小如何？場的場強(qiáng)最小，該電場場強(qiáng)的方向怎樣？大小如何？Oq垂直懸線斜向上方垂直懸線斜向上方qmgEsin三力平衡現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共57頁（加速、減速）（加速、減速）212qEdvWmqU 22qUmmvqEd 若不計(jì)粒子重力，則該粒子沿電場若不計(jì)粒子重力，則該粒子沿電場線做線做。由動(dòng)能定理得：由動(dòng)能定理得：由此可得：此粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度為：

8、由此可得：此粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度為：如電子、質(zhì)子、如電子、質(zhì)子、粒子、離子等，一般可以忽略。粒子、離子等，一般可以忽略。如塵埃、液滴、小球等，一般不能忽略。如塵埃、液滴、小球等，一般不能忽略?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共57頁帶電粒子在電場中的加、減速問題分析方法：帶電粒子在電場中的加、減速問題分析方法：2022121mvmvqU2022121cosmvmvqEsmdqUmqEa2202vvaxatvv0基本思路：先判斷是什么電場，分析受力情況及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)?；舅悸罚合扰袛嗍鞘裁措妶觯治鍪芰η闆r及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共57頁 例題例題1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的

9、金屬絲可以發(fā)射電子。在：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。時(shí)的速度為零。- U +金屬絲 金屬板VE電子的質(zhì)量為電子的質(zhì)量為9.110-31 kg，電子，電子的電荷量的電荷量e=1.610-19 C現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共57頁解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是

10、 勻強(qiáng)電場，但仍可用勻強(qiáng)電場，但仍可用 可得可得 代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：v=3.0107 m/s2eUvm2102WeUmv現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共57頁 例例2、兩塊帶電的平行金屬板相距、兩塊帶電的平行金屬板相距2cm，板間有一與，板間有一與板面垂直的勻強(qiáng)電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)板面垂直的勻強(qiáng)電場，一電子從負(fù)極板自由釋放，經(jīng)1.510-8s打到對(duì)面極板上，求該電場的電場強(qiáng)度。（電子質(zhì)打到對(duì)面極板上，求該電場的電場強(qiáng)度。（電子質(zhì)量量m=9.110-31kg）322=1.01 10/mxEN Cet212xatEema現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共57頁 例例3：兩塊平行的金屬板：兩塊平行

11、的金屬板A、B之間的電壓是之間的電壓是80V，一個(gè)電子以，一個(gè)電子以6.0106 m/s的速度從小孔的速度從小孔C垂直垂直A板進(jìn)入電場，該電子能打在板進(jìn)入電場，該電子能打在B板上嗎？如板上嗎？如果能打在果能打在B板上，它到達(dá)板上，它到達(dá)B板時(shí)的速度有多大？板時(shí)的速度有多大？如果電源電壓變?yōu)槿绻娫措妷鹤優(yōu)?20V，情況又會(huì)怎樣？，情況又會(huì)怎樣？思考：場強(qiáng)方向？電子受力方向？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共57頁解解: 電子射入電場時(shí)具有的初動(dòng)能電子射入電場時(shí)具有的初動(dòng)能:電子從電子從A板到達(dá)板到達(dá)B板板需需克服電場力做功克服電場力做功: W=eU= 1.2810-17JEk0 W,可見電子能打在可見

12、電子能打在B板，板，到達(dá)到達(dá)B板時(shí)的速度為板時(shí)的速度為如果電源電壓變?yōu)槿绻娫措妷鹤優(yōu)?20V，則電子從，則電子從A板到達(dá)板到達(dá)B板板需需克服克服電場力做功：電場力做功： W=eU= 1.92 10-17 J，這時(shí)這時(shí)Ek00V (0V (即使即使Y Y的電勢的電勢比比YY高高) )，電子將打在熒光屏的什么位置？，電子將打在熒光屏的什么位置？現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共57頁二、示波管的原理二、示波管的原理、若、若U UX X=0 V=0 V，U Uy y不變不變，且，且y y0V (0V (0V (即使即使X X的電的電勢比勢比XX高高) ) ，電子將打在熒光屏的什么位，電子將打在熒光屏的什么

13、位置？置？電子沿電子沿X X方向方向向里向里偏移偏移現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁，共57頁二、示波管的原理二、示波管的原理 4 4、若若U Uy y=0 V; U=0 V; Ux x不變不變，且，且x x0V (0V (即使即使X X的電的電勢比勢比XX低低) ) ，電子將打在熒光屏的什么位，電子將打在熒光屏的什么位置？置？電子沿電子沿X X方方向向向外向外偏移偏移現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十頁，共57頁三、示波管的原理（變化電壓）三、示波管的原理（變化電壓）yyUKy xxUKx UdmveUlh=2022側(cè)向偏移量側(cè)向偏移量演示電子在兩極板間的偏移量和什么有關(guān)電子在兩極板間的偏移量和什么有關(guān)? ?現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十一頁，共57頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十二頁，共57頁信號(hào)電壓信號(hào)電壓示波管的示波管的YYYY偏轉(zhuǎn)電極上加的是待顯示的信號(hào)偏轉(zhuǎn)電極上加的是待顯示的信號(hào)電壓電壓掃描電壓掃描電壓示波管的示波管的XXXX偏轉(zhuǎn)電極通常接入儀器自身偏轉(zhuǎn)電極通常接入儀器自身產(chǎn)生的鋸齒波電壓產(chǎn)生的鋸齒波電壓現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是