勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理(精編)（課堂PPT）

1、1E Ev vv v2知識(shí)回顧知識(shí)回顧電場(chǎng)力的性質(zhì)力的性質(zhì)能的性質(zhì)能的性質(zhì)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差電勢(shì)差 可見電場(chǎng)強(qiáng)度（力的性質(zhì)）和電勢(shì)差（能可見電場(chǎng)強(qiáng)度（力的性質(zhì)）和電勢(shì)差（能的性質(zhì)）都反映了電場(chǎng)的性質(zhì)，的性質(zhì)）都反映了電場(chǎng)的性質(zhì)，那么它們之間那么它們之間有什么聯(lián)系呢？有什么聯(lián)系呢？3如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E E，A A、B B兩點(diǎn)兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，但在兩個(gè)不同的等勢(shì)面上，它們之間在同一條電場(chǎng)線上，但在兩個(gè)不同的等勢(shì)面上，它們之間的距離為的距離為d d，電勢(shì)差為，電勢(shì)差為U UABAB，求場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系。，求場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系。W=qUAB,F=q

2、EW=Fd=EqdUAB=Ed4E問題二：在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)力做了多少功？A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？從A到C呢？ 其中AB=S,AC=d；AB和AC的夾角為a。BAFCa解：F=Eq WABFScosa EqScosaUABW/qEScosa EdWACFdEqdUACW/qEd因此：從A到B，電場(chǎng)力做了EqScosa的功， A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是Ed，從A到B與從A到C相同。51.適用條件適用條件:只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng) 2.各物理量意義各物理量意義: 表示兩點(diǎn)電勢(shì)差表示兩點(diǎn)電勢(shì)差(取絕對(duì)值取絕對(duì)值)表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)表示勻強(qiáng)電

3、場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)表示兩點(diǎn)間表示兩點(diǎn)間的距離的距離 注：本式計(jì)算時(shí)不帶正負(fù)號(hào)，可以根據(jù)電場(chǎng)線方向判注：本式計(jì)算時(shí)不帶正負(fù)號(hào)，可以根據(jù)電場(chǎng)線方向判斷斷U的正負(fù)。的正負(fù)。3.場(chǎng)強(qiáng)的單位場(chǎng)強(qiáng)的單位:1N /C=1V/mUEd UEd 或或4.可用可用U=Ed定性分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差定性分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差6U=EdE=U/d 公式說明：公式說明：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。 公式說明：公式說明：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差。等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向

4、每單位距離上的電勢(shì)差。溫馨提示：溫馨提示：7電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法：電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法：2EQKr EFq EUd 此式只適用于點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)，此式只適用于點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)，Q為為場(chǎng)源電荷。場(chǎng)源電荷。此式可以適用于任意電場(chǎng)，此式可以適用于任意電場(chǎng)，q為試探電荷。為試探電荷。此式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，此式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，d為沿電場(chǎng)線的距離。為沿電場(chǎng)線的距離。8三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的區(qū)別：三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的區(qū)別：公式公式EF/q，它是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，不是，它是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，不是E的決定的決定式，式，E由電場(chǎng)自身決定，式中由電場(chǎng)自身決定，式中q是檢驗(yàn)電荷的電量，是檢驗(yàn)電荷的電量，F(xiàn)是是檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中所受

5、的力，公式明確表述了度量電場(chǎng)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中所受的力，公式明確表述了度量電場(chǎng)強(qiáng)度及方向的方法，是普遍適用的公式。強(qiáng)度及方向的方法，是普遍適用的公式。EkQ/r2是真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定式，是真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定式，式中式中Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量，公式明確表述了點(diǎn)電荷是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量，公式明確表述了點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)由哪些因素決定，是怎樣的函數(shù)關(guān)系，該式電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)由哪些因素決定，是怎樣的函數(shù)關(guān)系，該式僅適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。僅適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。EU/d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系的式子，是勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系的式子，d是兩等勢(shì)面之間的距離

6、，場(chǎng)強(qiáng)的方向指向電勢(shì)降落最快是兩等勢(shì)面之間的距離，場(chǎng)強(qiáng)的方向指向電勢(shì)降落最快的方向，該公式僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)一般電場(chǎng)，如果的方向，該公式僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)一般電場(chǎng)，如果兩點(diǎn)距離很近，可認(rèn)為場(chǎng)強(qiáng)沒有變化，則兩點(diǎn)距離很近，可認(rèn)為場(chǎng)強(qiáng)沒有變化，則EU/x。FEq2QEkrUEd9描述電場(chǎng)的物理量電場(chǎng)強(qiáng)度（E)電場(chǎng)力(F)F=Eq電勢(shì)能的變化 WAB=UABq電勢(shì)差(UAB)移動(dòng)電荷q電場(chǎng)力做功電 場(chǎng)電荷電場(chǎng)線等勢(shì)面10下列粒子從初速度為零的狀態(tài)，經(jīng)過電壓為下列粒子從初速度為零的狀態(tài)，經(jīng)過電壓為U的電場(chǎng)后，那種粒子的速度最大？的電場(chǎng)后，那種粒子的速度最大？A.質(zhì)子質(zhì)子 B.氘核氘核 C.粒子粒子

7、D.鈉離子鈉離子 11H 21H 42He Na 11如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一組等勢(shì)面，如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一組等勢(shì)面，若若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(chǎng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為的電場(chǎng)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)的點(diǎn)的電勢(shì)為電勢(shì)為 .V。 2 5PU.V 310003EV / m 12如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2103V/m的的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有三點(diǎn)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有三點(diǎn)A、M和和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且，且AM邊平行于電場(chǎng)線，把一電量邊平行于電場(chǎng)線，把一電量q=210-9C的正電荷從

8、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)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為多少？電場(chǎng)力做功為多少？ABME13如圖所示，如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為三點(diǎn)的電勢(shì)分別為UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：，由此可得：D點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)UD= V.ABCD14解：解：UEgqmdq因而，懸浮油滴的電荷量為：因而，懸浮油滴的電荷量為：qmgdU 通過實(shí)驗(yàn)，密立根發(fā)現(xiàn)所有油滴所帶電量都是通過實(shí)驗(yàn)，密立根發(fā)現(xiàn)所有油滴所帶電量都是的的。 從噴霧器噴出油滴，調(diào)節(jié)觀察窗口上下極板間電從噴霧器噴出油

9、滴，調(diào)節(jié)觀察窗口上下極板間電壓壓U和距離和距離d恰好使某個(gè)質(zhì)量為恰好使某個(gè)質(zhì)量為m、電量為、電量為q的油滴懸的油滴懸浮，則浮，則q為多少？為多少？15知識(shí)探究：知識(shí)探究：（1 1）帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止）帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電狀態(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電? ?該粒子帶負(fù)電。該粒子帶負(fù)電。Eq帶電粒子的平衡帶電粒子的平衡16（2）如圖所示，在真空中有一對(duì)平行）如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，板間距離為金屬板，板間距離為d，兩板間加以電，兩板間加以電壓壓U，兩板間有一個(gè)帶正電荷量為，兩板間有一個(gè)帶正電荷量為q的的帶電粒子帶電粒子 (不計(jì)重力不計(jì)重力) ，它在電場(chǎng)力的

10、，它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？qE221mvqUqEdW解：mqUv2171、帶電粒子的加速、帶電粒子的加速212qEdvWmqU 22qUmmvqEd 若不計(jì)粒子重力，則該粒子沿若不計(jì)粒子重力，則該粒子沿電場(chǎng)線做電場(chǎng)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：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。如如塵埃塵埃、液滴、小球等，一般不能忽略。、液滴、小球等，一般不能忽略。

11、18【針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練】解：解：221tmvqU 電荷量為電荷量為e e的電子從金屬的電子從金屬絲移動(dòng)到金屬板。兩處的電絲移動(dòng)到金屬板。兩處的電勢(shì)差為勢(shì)差為U U，電場(chǎng)力做功全部轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做功全部轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能化為電子的動(dòng)能。m/s100.3m/s109.0106.122730192500 meUVt由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得: : 若電子從小孔射出后若電子從小孔射出后, ,垂直進(jìn)入某一勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直進(jìn)入某一勻強(qiáng)電場(chǎng)中中, ,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)? ?19如圖所示的電場(chǎng)中有如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，A、B的電勢(shì)差的電勢(shì)差UAB100V，一個(gè)質(zhì)量為，一個(gè)質(zhì)量為m=2.010-12kg

12、、電量為、電量為q=-5.010-8C的帶電粒子，以初速度的帶電粒子，以初速度v0 =3.0103m/s由由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）計(jì)粒子重力）A-v0BABABqUW解：2022121mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq為為負(fù)負(fù)【針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練】20偏轉(zhuǎn)距離偏轉(zhuǎn)距離偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)角角例：一質(zhì)量為例：一質(zhì)量為m，電量為電量為q的正離子的正離子以初速度以初速度V0平行板平行板射入電場(chǎng)。板間距射入電場(chǎng)。板間距離為離為d，電壓為，電壓為U，板長為板長為L。1進(jìn)入電場(chǎng)的方式：以初速度進(jìn)入電場(chǎng)的

13、方式：以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)入勻強(qiáng)電場(chǎng)（高中階段只研究這種方式）。（高中階段只研究這種方式）。2受力特點(diǎn)：靜電力大小不變，且方向與初速度受力特點(diǎn)：靜電力大小不變，且方向與初速度v0的的方向垂直。方向垂直。3運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的平拋運(yùn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)類似動(dòng)類似（叫（叫類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)）。）。21+- -qd yv v0 0v vv vx xv vy yU，處理方法：運(yùn)動(dòng)合成與分解0tlv qEmFUdammq2202122qlUdmtyva 0yqlUdvatmv20yxtqlUdvvgmv 22運(yùn)動(dòng)規(guī)律小結(jié)

14、：運(yùn)動(dòng)規(guī)律小結(jié)：勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)0tlv qEmFUdammq23如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q的離子的離子以以v0的速度，沿與場(chǎng)強(qiáng)垂直的方向從的速度，沿與場(chǎng)強(qiáng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻強(qiáng)點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，并從另一側(cè)電場(chǎng)，并從另一側(cè)B點(diǎn)沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成點(diǎn)沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成150角飛角飛出則出則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少?1500EABqE解解:離子做類平拋運(yùn)動(dòng)離子做類平拋運(yùn)動(dòng)由速度分解由速度分解VyV0Vt00330cotVVVyqmVqmvqWUyABAB2321202 V02420021mvqU 021202124221dUlUmdvl

15、qUaty 0120102tandUlUmdvlqUvv25021202124221dUlUmdvlqUaty 0120102tandUlUmdvlqUvv26對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)的注意事項(xiàng)對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)的注意事項(xiàng):（1）要掌握電場(chǎng)力的特點(diǎn)）要掌握電場(chǎng)力的特點(diǎn)（2）是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定）是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定基本粒子：如電子、質(zhì)子、基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般都不考等除有說明或明確的暗示外，一般都不考慮重力慮重力（但不能忽略質(zhì)量）。（但不能忽略質(zhì)量）。帶電顆粒：如液滴、油滴、帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃塵埃、小球、小

16、球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。不能忽略重力。27加速電場(chǎng)U282930示波器示波器電子槍：發(fā)射及加速電子電子槍：發(fā)射及加速電子偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極YYYY/ /：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓）：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓） XXXX/ /：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）熒光屏熒光屏加速電場(chǎng)U31產(chǎn)生產(chǎn)生高速高速飛飛行的行的電子束電子束待顯示待顯示的的電壓信號(hào)電壓信號(hào)鋸齒形鋸齒形掃掃描電壓描電壓使電子沿使電子沿Y Y方向方向偏移偏移使電子沿使電子沿x x方向方向偏移偏移示波器的原理示波器的原理32UlLmdv

17、qly)2(20 2022221mdvqUlaty 22llLyy 200mdvqUlvattg 若信號(hào)電壓若信號(hào)電壓tUumsin則則tyymsinUy/33 如果在如果在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電壓交變電壓，同時(shí)在同時(shí)在XXXX之間加之間加鋸齒形掃描電壓鋸齒形掃描電壓，在熒光，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？屏上會(huì)看到什么圖形？XYOEABOCt1DEFt2結(jié)論：掃描電壓的周期與信結(jié)論：掃描電壓的周期與信號(hào)電壓的周期相等號(hào)電壓的周期相等, ,在屏幕上在屏幕上剛好顯示一完整的波形剛好顯示一完整的波形示波器圖象示波器圖象BACDFBA B CD E F34變型為：變型為：XY35若只在若只在YY 間加間加持續(xù)變化的信號(hào)電壓持續(xù)變化的信號(hào)電壓呢呢?U)2lU(Ldmvql20 yut0ty 亮斑勻速移動(dòng)亮斑勻速移動(dòng)36例、例、如圖所示為電子射線管，陰極如圖所示為電子射線管，陰極P P發(fā)射電子，陽極發(fā)射電子，陽極K K和和陰極陰極P P間加上電壓后電子被加速。間加上電壓后電子被加速。A A、B B是偏向板，使飛進(jìn)是偏向板，使飛進(jìn)的電子偏離的電子偏離. .若已知若已知P P、K K間所加電壓間所加電壓U U0 0，兩極板長度，兩極板長度L L，板，板間距離間距離d d，