【優(yōu)化方案】高二物理 第1章第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理課件 教科

第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理課標(biāo)定位

核心要點(diǎn)突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理課前自主學(xué)案一、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系1．關(guān)系式：UAB＝____.2．適用條件勻強(qiáng)電場，d是沿_______方向兩點(diǎn)間的距離．3．物理意義勻強(qiáng)電場中，兩點(diǎn)間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間__________________的乘積．Ed電場沿電場方向的距離V/m沿場強(qiáng)方向電勢差低伏特每米三、示波管原理1．構(gòu)造及功能(圖1－5－1)圖1－5－1(1)電子槍：發(fā)射并加速電子．(2)偏轉(zhuǎn)電極YY′：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號電壓)；XX′：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)．(3)熒光屏勻加速直線運(yùn)動若初速度為零，則qU＝_______.②若初速度不為零，則qU＝______________.(2)電子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)①運(yùn)動狀態(tài)分析電子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時，受到恒定的與初速度方向成90°角的靜電力作用而做_______________．(如圖1－5－2)勻變速曲線運(yùn)動圖1－5－2(3)電子飛出平行金屬板后做勻速直線運(yùn)動電子飛出偏轉(zhuǎn)電場后，不再受電場力作用，保持偏轉(zhuǎn)角不變做勻速直線運(yùn)動，打在熒光屏上，顯出亮點(diǎn)．核心要點(diǎn)突破3．場強(qiáng)、電電勢差兩者者比較即時應(yīng)用(即時突破，，小試牛刀刀)1.在勻強(qiáng)電場場中，將一一電荷量為為2×10－5C的負(fù)電荷由由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢勢能增加了了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為為2cm，兩點(diǎn)連線線與電場方方向成60°角如圖1－5－3所示．則：：圖1－5－3(1)在電荷由A移到B的過程中，，電場力做做了多少功功？(2)A、B兩點(diǎn)間的電電勢差為多多少？(3)該勻強(qiáng)電場場的電場強(qiáng)強(qiáng)度為多大大？答案：(1)－0.1J(2)5××103V(3)5××105V/m二、從電勢勢差的角度度理解電場場強(qiáng)度1．由公式UAB＝Ed，得E＝UAB/d.2．公式適用用于勻強(qiáng)電電場電場強(qiáng)強(qiáng)度的計(jì)算算．3．在勻強(qiáng)電電場中，電電場強(qiáng)度的的大小等于于兩點(diǎn)間的的電勢差與與兩點(diǎn)沿電電場強(qiáng)度方方向距離的的比值．4．電場強(qiáng)度度在數(shù)值上上等于沿電電場方向每每單位距離離上降低的的電勢．5．E＝U/d的兩個重要要推論(1)在勻強(qiáng)電場場中，兩長長度相等且且相互平行行的線段的的端點(diǎn)間的的電勢差相相等．圖1－5－4當(dāng)線段與場場強(qiáng)平行時時，由U＝Ed可知，d相等，U相同；當(dāng)線線段與場強(qiáng)強(qiáng)不平行時時，只要沿沿場強(qiáng)方向向投影的長長度相等，，U相同．如圖圖1－5－4所示，?ABCD中，UAB＝UDC，UBC＝UAD.(2)電勢隨空間間位置變化化越快，電電場強(qiáng)度越越強(qiáng)．由E＝U/d可知，電場場強(qiáng)度是電電勢差對空空間位置的的變化率，，電勢隨空空間變化的的快慢，反反映了電場場強(qiáng)度的大大小，場強(qiáng)強(qiáng)方向是電電勢降落最最快的方向向．6．關(guān)于場強(qiáng)強(qiáng)E的幾個表達(dá)達(dá)式公式適用范圍說明E＝F/q任何電場定義式，q為試探電荷的電荷量E＝kQ/r2真空中點(diǎn)電荷的電場Q為場源電荷的電量，E表示跟點(diǎn)電荷相距r處的某點(diǎn)的場強(qiáng)E＝U/d勻強(qiáng)電場U為沿電場線方向上相距為d的兩點(diǎn)間的電勢差特別提醒：：雖然E＝U/d僅適用于勻勻強(qiáng)電場，，但對于非非勻強(qiáng)電場場，可以用用它來解釋釋等差等勢勢面的疏密密與場強(qiáng)大大小的關(guān)系系．如U一定定時時，，E大，，則則d小，，即即場場強(qiáng)強(qiáng)越越大大，，等等差差等等勢勢面面越越密密．．即時時應(yīng)應(yīng)用用(即時時突突破破，，小小試試牛牛刀刀)2.如圖圖1－5－5所示示是是一一個個勻勻強(qiáng)強(qiáng)電電場場的的等等勢勢面面，，每每兩兩個個相相鄰鄰等等勢勢面面相相距距2cm，由由此此可可以以確確定定電電場場強(qiáng)強(qiáng)度度的的方方向向和和數(shù)數(shù)值值是是()圖1－5－5A．豎豎直直向向下下，，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、、帶帶電電粒粒子子的的加加速速1．常常見見帶帶電電粒粒子子及及受受力力特特電子、質(zhì)子、α粒子等帶電粒子在電場中受到的靜電力一般遠(yuǎn)大于重力，通常情況下，重力可以忽略．3．受受力力分分析析：：因帶帶電電粒粒子子(電子子、、質(zhì)質(zhì)子子、、α粒子子)受到到的的重重力力遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小小于于靜靜電電力力，，所所以以討討論論帶帶電電粒粒子子在在電電場場中中運(yùn)運(yùn)動動的的問問題題時時忽忽略略重重力力，，而而帶帶電電液液滴滴、、小小球球、、塵塵埃埃則則不不可可忽忽略略重重力力，，在在分分析析這這類類問問題題時時只只需需求求靜靜電電力力與與重重力力的的合合力力就就可可以以了了．．4．處處理理方方法法：：可以以從從動動兩個角度內(nèi)容動力學(xué)角度功能關(guān)系角度應(yīng)用知識應(yīng)用牛頓第二定律以及勻變速直線運(yùn)動公式功的公式及動能定理適用條件勻強(qiáng)電場，靜電力是恒力可以是勻強(qiáng)電場，也可以是非勻強(qiáng)電場，靜電力可以是恒力，也可以是變力四、、帶帶電電粒粒子子在在電電場場中中的的偏1．進(jìn)入電場的方式：以初速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場．2．受力特點(diǎn)：靜電力大小不變，且方向與初速度v0的方向垂直．3．運(yùn)動特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動類似．4．運(yùn)動規(guī)律：4．運(yùn)運(yùn)動動規(guī)規(guī)律律：：即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀4.如圖1－5－6所示，兩金屬板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場，且恰好從正極板邊緣飛出．現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?而電子仍從原位置射入，且仍從正極邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?

)圖1－5－6平行的帶電金金屬板A、B間是勻強(qiáng)電場場，如圖1－5－7所示，兩板間間距離是5cm，兩板間的電電壓是60V．試問：(1)兩板間的場強(qiáng)強(qiáng)是多大？課堂互動講練類型一電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的計(jì)算例1圖1－5－7(2)電場中有P1和P2兩點(diǎn)，P1點(diǎn)離A板0.5cm，P2點(diǎn)離B板也是0.5cm，P1和P2兩點(diǎn)間的電勢勢差為多大？？(3)若B板接地，P1和P2兩點(diǎn)的電勢各各是多大？【思路點(diǎn)撥】公式U＝Ed中的d是沿電場方向向的兩點(diǎn)間的的距離．(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.【變式訓(xùn)訓(xùn)練1如圖1－5－8所示是是勻強(qiáng)強(qiáng)電場場中的的一組組等勢勢面，，若A、B、C、D相鄰兩兩點(diǎn)間間距離離為2cm，A和P點(diǎn)間的的距離離為1.5cm，則該該電場場的場場強(qiáng)E和P點(diǎn)的電電勢φP分別為為多大大？圖1－5－8如圖1－5－9所示，，實(shí)線線為電電場線線，虛虛線為為等勢勢線，，且AB＝BC，電場場中的的A、B、C三點(diǎn)的的場強(qiáng)強(qiáng)分別別為EA、EB、EC，電勢勢分別別為φA、φB、φC，AB、BC間的電電勢差差分別別為UAB、UBC，則下下列關(guān)關(guān)系中中正確確的有有()圖1－5－9類型二例2A．φA>φB>φφCB．EC>EB>EAC．UAB<UBCD．UAB＝UBC【思路點(diǎn)點(diǎn)撥】公式U＝Ed在非勻勻強(qiáng)電電場中中可用用于定定性分分析．．【精講精精析】由題圖圖中電電場線線的分分布規(guī)規(guī)律可可知，，電場場不是是勻強(qiáng)強(qiáng)電場場，C附近稠稠密，，A附近稀稀疏，，C附近的的場強(qiáng)強(qiáng)大于于A附近的的場強(qiáng)強(qiáng)，選選項(xiàng)B正確；；由公公式U＝Ed知：UBC＞UAB，選項(xiàng)項(xiàng)C對，D錯；由由電場場線的的方向向是電電勢降降低的的方向向得選選項(xiàng)A正確．．【答案】ABC【規(guī)律總總結(jié)】本題涉涉及電電場中中的三三個基基本物物理量量，各各個物物理量量都是是由哪哪些因因素確確定的的，它它們之之間又又有什什么關(guān)關(guān)系是是解決決問題題的關(guān)關(guān)鍵．．變式訓(xùn)練練2如圖1－5－10所示,實(shí)線表示示電場線線，虛線線表示等等勢線，，a、b兩點(diǎn)的電電勢分別別為φa＝－50V，φb＝－20V，則a、b連線的中中點(diǎn)c的電勢φc應(yīng)為()圖1－5－10A．φc＝－35VB．φc＞－35VC．φc＜－35VD．無法判判斷解析：選選B.若電場為為勻強(qiáng)電電場，則則φb類型三示波管的應(yīng)用例3如圖1－5－11所示是示示波管的的原理示示意圖．．電子從從燈絲發(fā)發(fā)射出來來經(jīng)電壓壓為U1的電場加加速后，，通過加加速極板板A上的小孔孔O1射出，沿沿中心線線O1O2進(jìn)入M、N間的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電場，，O1O2與偏轉(zhuǎn)電電場方向向垂直，，偏轉(zhuǎn)電電場的電電壓為U2，經(jīng)過偏偏轉(zhuǎn)電場場的右圖1－5－11端P1點(diǎn)離開偏偏轉(zhuǎn)電場場,然后打在在垂直O(jiān)1O2放置的熒熒光屏上上的P2點(diǎn)．已知知平行金金屬極板板M、N間距離為為d，極板長長度為L，極板的的右端與與熒光屏屏之間的的距離為為L′,不計(jì)電子子之間的的相互作作用力及及其所受受的重力力，且電電子離開開燈絲時時的初速速度可忽忽略不計(jì)計(jì)．(1)求電子通通過P1點(diǎn)時偏離離中心線線O1O2的距離．．(2)若O1O2的延長線線交于屏屏上O3點(diǎn),而P2點(diǎn)到O3點(diǎn)的距離離稱為偏