高二物理勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系ppt課件

1、第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理課標(biāo)定位課標(biāo)定位核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電第五節(jié)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理課前自主學(xué)案課前自主學(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：關(guān)系式：UAB_ .2適用條件適用條件勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場，d是沿是沿_方向兩點間的距離方向兩點間的距離3物理意義物理意義勻強(qiáng)電場中，兩點間的電勢差等于電場強(qiáng)度與這兩勻強(qiáng)電場中，兩點間的電勢差

2、等于電場強(qiáng)度與這兩點間點間_的乘積的乘積Ed電場電場沿電場方向的距離沿電場方向的距離V/m沿場強(qiáng)方向沿場強(qiáng)方向電勢差電勢差低低伏特每米伏特每米三、示波管原理三、示波管原理1構(gòu)造及功能構(gòu)造及功能(圖圖151)圖圖151(1)電子槍：發(fā)射并加速電子電子槍：發(fā)射并加速電子(2)偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極YY：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號電壓加信號電壓)；XX：使電子束水平偏轉(zhuǎn)：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓加掃描電壓)(3)熒光屏熒光屏勻加速直勻加速直線運動線運動 若初速度為零，則若初速度為零，則qU_. 若初速度不為零，則若初速度不為零，則qU _. (2)電子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)電子在勻強(qiáng)電場中偏

3、轉(zhuǎn) 運動狀態(tài)分析運動狀態(tài)分析 電子以速度電子以速度v0垂直于電場線方向飛垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時，受到恒定的與初速入勻強(qiáng)電場時，受到恒定的與初速度方向成度方向成90角的靜電力作用而做角的靜電力作用而做_(如圖如圖152)勻變速曲線運動勻變速曲線運動圖圖152(3)電子飛出平行金屬板后做勻速直線運動電子飛出平行金屬板后做勻速直線運動電子飛出偏轉(zhuǎn)電場后，不再受電場力作用，保持電子飛出偏轉(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動，打在熒光屏上，顯偏轉(zhuǎn)角不變做勻速直線運動，打在熒光屏上，顯出亮點出亮點核心要點突破核心要點突破3場強(qiáng)、電勢差兩者比較場強(qiáng)、電勢差兩者比較即時應(yīng)用即時應(yīng)用

4、 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1.在勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為在勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為2105 C的負(fù)的負(fù)電荷由電荷由A點移到點移到B點，其電勢能增加了點，其電勢能增加了0.1 J，已，已知知A、B兩點間距為兩點間距為2 cm，兩點連線與電場方向，兩點連線與電場方向成成60角如圖角如圖153所示那么：所示那么：圖圖153(1)在電荷由在電荷由A移到移到B的過程中，電場力做了多少的過程中，電場力做了多少功？功？(2)A、B兩點間的電勢差為多少？兩點間的電勢差為多少？(3)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大？該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大？答案：答案：(1)0.1 J(2)5103 V(3)510

5、5 V/m二、從電勢差的角度理解電場強(qiáng)度二、從電勢差的角度理解電場強(qiáng)度1由公式由公式UABEd，得，得EUAB/d.2公式適用于勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的計算公式適用于勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的計算3在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點間的電在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度的大小等于兩點間的電勢差與兩點沿電場強(qiáng)度方向距離的比值勢差與兩點沿電場強(qiáng)度方向距離的比值4電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上電場強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場方向每單位距離上降低的電勢降低的電勢5EU/d的兩個重要推論的兩個重要推論(1)在勻強(qiáng)電場中，兩長度相等且相互平行的線段在勻強(qiáng)電場中，兩長度相等且相互平行的線段的端點間的電勢差相等的端點間的電勢

6、差相等圖圖154當(dāng)線段與場強(qiáng)平行時，由當(dāng)線段與場強(qiáng)平行時，由UEd可知，可知，d相等，相等，U相同；當(dāng)線段與場強(qiáng)不平行時，只要沿場強(qiáng)方向相同；當(dāng)線段與場強(qiáng)不平行時，只要沿場強(qiáng)方向投影的長度相等，投影的長度相等，U相同如圖相同如圖154所示，所示， ABCD中，中，UABUDC，UBCUAD.(2)電勢隨空間位置變化越快，電場強(qiáng)度越強(qiáng)電勢隨空間位置變化越快，電場強(qiáng)度越強(qiáng)由由EU/d可知，電場強(qiáng)度是電勢差對空間位置的變可知，電場強(qiáng)度是電勢差對空間位置的變化率，電勢隨空間變化的快慢，反映了電場強(qiáng)度的化率，電勢隨空間變化的快慢，反映了電場強(qiáng)度的大小，場強(qiáng)方向是電勢降落最快的方向大小，場強(qiáng)方向是電勢降落

7、最快的方向6關(guān)于場強(qiáng)關(guān)于場強(qiáng)E的幾個表達(dá)式的幾個表達(dá)式特別提醒：雖然特別提醒：雖然EU/d僅適用于勻強(qiáng)電場，但對于僅適用于勻強(qiáng)電場，但對于非勻強(qiáng)電場，可以用它來解釋等差等勢面的疏密與非勻強(qiáng)電場，可以用它來解釋等差等勢面的疏密與場強(qiáng)大小的關(guān)系如場強(qiáng)大小的關(guān)系如U一定時，一定時，E大，則大，則d小，即場小，即場強(qiáng)越大，等差等勢面越密強(qiáng)越大，等差等勢面越密即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2.如圖如圖155所示是一個勻強(qiáng)電場的等勢面，每兩所示是一個勻強(qiáng)電場的等勢面，每兩個相鄰等勢面相距個相鄰等勢面相距2 cm，由此可以確定電場強(qiáng)度的，由此可以確定電場強(qiáng)度的方向和數(shù)值是方向和數(shù)值

8、是()圖圖155A豎直向下，豎直向下，E100 V/mB水平向左，水平向左，E100 V/mC水平向左，水平向左，E200 V/mD水平向右，水平向右，E200 V/m三、帶電粒子的加速三、帶電粒子的加速1常見帶電粒子及受力特點常見帶電粒子及受力特點電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子等帶電粒子在電場中受到的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，重力可以靜電力一般遠(yuǎn)大于重力，通常情況下，重力可以忽略忽略3受力分析：受力分析：因帶電粒子因帶電粒子(電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子粒子)受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜電力，所以討論帶電粒子在電場中運動的小于靜電力，所以討論帶電粒子在

9、電場中運動的問題時忽略重力，而帶電液滴、小球、塵埃則不問題時忽略重力，而帶電液滴、小球、塵埃則不可忽略重力，在分析這類問題時只需求靜電力與可忽略重力，在分析這類問題時只需求靜電力與重力的合力就可以了重力的合力就可以了4處理方法：處理方法：可以從動力學(xué)和功能關(guān)系兩個角度進(jìn)行分析，其可以從動力學(xué)和功能關(guān)系兩個角度進(jìn)行分析，其比較如下：比較如下：四、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)四、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1進(jìn)入電場的方式：以初速度進(jìn)入電場的方式：以初速度v0垂直于電場線方向垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場進(jìn)入勻強(qiáng)電場2受力特點：靜電力大小不變，且方向與初速度受力特點：靜電力大小不變，且方向與初速度v0的方向垂直

10、的方向垂直3運動特點：做勻變速曲線運動，與力學(xué)中的平拋運動特點：做勻變速曲線運動，與力學(xué)中的平拋運動類似運動類似4運動規(guī)律：運動規(guī)律：4運動規(guī)律：運動規(guī)律：即時應(yīng)用即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)4.如圖如圖156所示，兩金屬板與電源所示，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)檫吘夛w出現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀对瓉淼膬杀?而電子仍從原位置射入，而電子仍從原位置射入，且仍從正極邊緣飛出，則兩極板的間且仍從正極邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵?/p>

11、來的距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?)圖圖156 平行的帶電金屬板平行的帶電金屬板A、B間間是勻強(qiáng)電場，如圖是勻強(qiáng)電場，如圖157所示，所示，兩板間距離是兩板間距離是5 cm，兩板間的電，兩板間的電壓是壓是60 V試問：試問：(1)兩板間的場強(qiáng)是多大？兩板間的場強(qiáng)是多大？課堂互動講練課堂互動講練電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的計算電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系的計算圖圖157(2)電場中有電場中有P1和和P2兩點，兩點，P1點離點離A板板0.5 cm，P2點離點離B板也是板也是0.5 cm，P1和和P2兩點間的電勢差為兩點間的電勢差為多大？多大？(3)若若B板接地，板接地，P1和和P2兩點的電勢各是多大？兩點的電勢各是多大？【思

12、路點撥】公式【思路點撥】公式UEd中的中的d是沿電場方向是沿電場方向的兩點間的距離的兩點間的距離(3)由公式由公式1BEd1B1200(4.5102)V54 V得：得：154 V.同理同理2BEd2B12000.5102 V6 V得：得：26 V.【答案】【答案】(1)1200 V/m(2)48 V(3)54 V6 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖如圖158所示是勻強(qiáng)電場中的一組所示是勻強(qiáng)電場中的一組等勢面，若等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點間距離為相鄰兩點間距離為2 cm，A和和P點間的距離為點間的距離為1.5 cm，則該電場的場強(qiáng)，則該電場的場強(qiáng)E和和P點的電勢點的電勢P分別為多大？分別為多大？圖圖

13、158 如圖如圖159所示，實線為電場線，虛線所示，實線為電場線，虛線為等勢線，且為等勢線，且ABBC，電場中的，電場中的A、B、C三點三點的場強(qiáng)分別為的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢分別為，電勢分別為A、B、C，AB、BC間的電勢差分別為間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有，則下列關(guān)系中正確的有()圖圖159AABCBECEBEACUABUBCDUABUBC【思路點撥】公式【思路點撥】公式UEd在非勻強(qiáng)電場中在非勻強(qiáng)電場中可用于定性分析可用于定性分析【精講精析】由題圖中電場線的分布規(guī)律可知，【精講精析】由題圖中電場線的分布規(guī)律可知，電場不是勻強(qiáng)電場，電場不是勻強(qiáng)電場，C附近

14、稠密，附近稠密，A附近稀疏，附近稀疏，C附附近的場強(qiáng)大于近的場強(qiáng)大于A附近的場強(qiáng)，選項附近的場強(qiáng)，選項B正確；由公式正確；由公式UEd知：知：UBCUAB ，選項，選項C對，對，D錯；由電場線錯；由電場線的方向是電勢降低的方向得選項的方向是電勢降低的方向得選項A正確正確【答案】【答案】ABC【規(guī)律總結(jié)】本題涉及電場中的三個基本物理【規(guī)律總結(jié)】本題涉及電場中的三個基本物理量，各個物理量都是由哪些因素確定的，它們之量，各個物理量都是由哪些因素確定的，它們之間又有什么關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵間又有什么關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖1510所示所示,實線表示電場線，實線表示電場線，虛線表示

15、等勢線，虛線表示等勢線，a、b兩點的電勢分別為兩點的電勢分別為a50 V，b20 V，則，則a、b連線的中點連線的中點c的電勢的電勢c應(yīng)為應(yīng)為()圖圖1510Ac35 VBc35 VCc35 VD無法判斷無法判斷 解析：選解析：選B.若電場為勻強(qiáng)電場，則若電場為勻強(qiáng)電場，則bcca，可求得，可求得c35 V；由圖易知；由圖易知ac處場強(qiáng)要大處場強(qiáng)要大于于bc處，故可由處，故可由UEd定性分析知定性分析知Ub cUc a，則則c35 V，應(yīng)選，應(yīng)選B.示波管的應(yīng)用示波管的應(yīng)用 如圖如圖1511所示是示波管所示是示波管的原理示意圖電子從燈絲發(fā)射出的原理示意圖電子從燈絲發(fā)射出來經(jīng)電壓為來經(jīng)電壓為U1

16、的電場加速后，通過的電場加速后，通過加速極板加速極板A上的小孔上的小孔O1射出，沿中射出，沿中心線心線O1O2進(jìn)入進(jìn)入M、N間的偏轉(zhuǎn)電場，間的偏轉(zhuǎn)電場，O1O2與偏轉(zhuǎn)電場方向垂直，偏轉(zhuǎn)與偏轉(zhuǎn)電場方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場的電壓為電場的電壓為U2，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的右右圖圖1511端端P1點離開偏轉(zhuǎn)電場點離開偏轉(zhuǎn)電場,然后打在垂直然后打在垂直O(jiān)1O2放置的熒光放置的熒光屏上的屏上的P2點已知平行金屬極板點已知平行金屬極板M、N間距離為間距離為d，極板長度為極板長度為L，極板的右端與熒光屏之間的距離為，極板的右端與熒光屏之間的距離為L,不計電子之間的相互作用力及其所受的重力，且電不計電子之間的相互作用力及其所受的重力，且電子離開燈絲時的初速度可忽略不計子離開燈絲時的初速度可忽略不計(1)求電子通過求電子通過P1點時偏離中心線點時偏離中心線O1O2的距離的距離(2)若若O1O2的延長線交于屏上的延長線交于屏上O3點點,而而P2點到點到O3點的點的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離距離稱為偏轉(zhuǎn)距離y,單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離(即即y/U2)稱為示波管的靈敏度求該示波管的靈敏稱為示波管的靈敏度求該示波管的靈敏度度【規(guī)律總結(jié)】要正確解答本題，必須熟練掌【規(guī)律總結(jié)】要正確解答本題，必須熟練掌握示波管的工作原理和類平拋運動的處理方握示波管的工作原理和類平拋運