教科版高中物理選修3-1課件-1-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1

5勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理5勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理1．知道勻強(qiáng)電場中電勢差跟電場強(qiáng)度的關(guān)系式U＝Ed，能夠推導(dǎo)出這一關(guān)系式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算．2．知道電場中等勢面越密集的地方(相鄰等勢面間的電勢差相等)，電場強(qiáng)度越大．3．知道示波管的構(gòu)造和基本原理．4．了解利用電場使帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)的原理，能夠計算帶電粒子在電場中被加速后的速度和在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)角度、速度和側(cè)位移等.1．知道勻強(qiáng)電場中電勢差跟電場強(qiáng)度的關(guān)系式U＝Ed，能夠推導(dǎo)教科版高中物理選修3-1課件-1-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1電勢差

場強(qiáng)方向

越來越低

勻強(qiáng)電場

電場強(qiáng)度

電勢差場強(qiáng)方向越來越低勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1勻加速直線運動

勻加速直線運動勻變速曲線運動

勻變速曲線運動教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1一、電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系1．場強(qiáng)與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系物理量比較內(nèi)容電場強(qiáng)度E電勢差U定義放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值電荷在電場中兩點間移動時，電場力所做的功跟電荷電荷量的比值定義式一、電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系物理量電場強(qiáng)度E電勢差U定義放入電物理量比較內(nèi)容電場強(qiáng)度E電勢差U引入意義描述電場力的性質(zhì)描述電場能的性質(zhì)正負(fù)或方向是矢量，正電荷受力方向為E的方向雖有正負(fù)、但是標(biāo)量，正負(fù)表示兩點電勢高低聯(lián)系(1)對于勻強(qiáng)電場E＝U/d(2)U和E是描述電場性質(zhì)的物理量，大小取決于電場本身，與F、q、W無關(guān)物理量電場強(qiáng)度E電勢差U引入意義描述電場力的性質(zhì)描述電場能的2.三個場強(qiáng)公式的比較2.三個場強(qiáng)公式的比較教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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12．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，其比較如下：兩個角度內(nèi)容動力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式功的公式及動能定理選擇條件勻強(qiáng)電場，電場力是恒力可以是勻強(qiáng)電場，也可以是非勻強(qiáng)電場，電場力可以是恒力，也可以是變力2．處理方法：兩個角度動力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識應(yīng)用牛頓特別提醒：(1)對帶電粒子進(jìn)行受力分析、運動特點分析、力做功情況分析，是選擇規(guī)律解題的關(guān)鍵．(2)選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關(guān)系角度考慮，應(yīng)用功能關(guān)系列式簡單、方便、不易出錯．特別提醒：(1)對帶電粒子進(jìn)行受力分析、運動特點分析、力做功教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1【典例1】如圖1－5－7所示，MN板間勻強(qiáng)電場E＝2.4×104N/C，方向豎直向上．電場中A、B兩點相距10cm，AB連線與電場方向夾角為60°，A點和M板相距2cm，求：(1)此時UAB等于多少？(2)一點電荷Q＝5×10－8C，它在A、B兩點的電勢能之差為多少？若M板接地，A點電勢是多少？B點電勢是多少？【典例1】如圖1－5－7所示，MN板間勻強(qiáng)電場E＝2.4×1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1(2)正電荷在電勢高處電勢能大，電勢能差為：ΔEp＝EpA－EpB＝QUAB＝5×10－8×1200J＝6×10－5J.若M板接地，M板電勢為0，A點電勢比零低，UMA＝φM－φA＝EdMA＝480V，則φA＝－480V，φB＝－480V－1200V＝－1680V.答案(1)1200V

(2)6×10－5J－480V－1680V(2)正電荷在電勢高處電勢能大，電勢能差為：借題發(fā)揮在勻強(qiáng)電場中U＝Ed，距離d為AB沿電場強(qiáng)度方向上的投影；電勢能的差即電勢能的改變可以由電場力做功來求解；求出某點的電勢可求解該點與零電勢點的電勢差．借題發(fā)揮在勻強(qiáng)電場中U＝Ed，距離d為AB沿電場強(qiáng)度方向上【變式1】對公式U＝Ed的理解，下列說法中正確的是(

)．A．在相同距離上的兩點，電勢差大的其電場強(qiáng)度也必定大B．此公式適用于所有電場中的問題C．在勻強(qiáng)電場中，公式中的d是通過兩點的等勢面間的垂直距離D．在勻強(qiáng)電場中，沿著電場線的方向，任何相等距離上的電勢降落必定相等【變式1】解析公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場，而d是沿電場線方向的距離．A項中相同距離上的兩點，沒有指明是沿電場線方向的距離，故錯；B項中公式適用范圍不對；C項中兩等勢面間的距離就是沿電場線方向的距離，C、D項正確．答案CD解析公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場，而d是沿電場線方向的距離【典例2】

如圖1－5－8所示是示波管的原理示意圖．電子從燈絲發(fā)射出來經(jīng)電壓為U1的電場加速后，通過加速極板A上的小孔O1射出，沿中心線O1O2進(jìn)入MN間的偏轉(zhuǎn)電場，O1O2與偏轉(zhuǎn)電場方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U2，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的右端P1點離開偏轉(zhuǎn)電場，然后打在垂直O(jiān)1O2放置的熒光屏上的P2點．已知平行金屬極板MN間距離為d，極板長度為L，極板的右端與熒光屏之間的距離為L′.【典例2】如圖1－5－8所示是示波管的原理示意圖．電子從燈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．(1)求電子通過P1點時偏離中心線O1O2的距離．(2)若O1O2的延長線交于屏上O3點，而P2點到O3點的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離y，單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離(即y/U2)稱為示波管的靈敏度，求該示波管的靈敏度．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教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1借題發(fā)揮要正確解答本題，必須熟練掌握示波管的工作原理和類平拋運動的處理方法．借題發(fā)揮要正確解答本題，必須熟練掌握示波管的工作原理和類平【變式2】如圖1－5－9所示，偏轉(zhuǎn)電場極板長L＝1.6cm，兩板間的距離d＝0.50cm，極板的右端距離屏s＝3.2cm.有一質(zhì)量m＝1.6×10－10kg的帶電液滴，以20m/s的初速度垂直電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．已知板間的電壓U＝8.0×103V，液滴打在屏上與原入射方向的偏轉(zhuǎn)距離z＝2.0mm，如果不計液滴的重力，則：(1)液滴的帶電荷量大小是多少？(2)要使液滴打到屏上的偏轉(zhuǎn)距離擴(kuò)大10%，請你分析提出一種可行的方法．【變式2】教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1答案(1)1.25×10－13C

(2)見解析答案(1)1.25×10－13C(2)見解析教科版高中物理選修3-1課件-1-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1【典例3】

關(guān)于密立根油滴實驗的兩個問題：1．一個油滴下落太快，說明了什么？2．若平衡電壓太小，對實驗會有什么影響？【典例3】關(guān)于密立根油滴實驗的兩個問題：教科版高中物理選修3-1課件-1-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1答案(1)－200V(2)－200eV

答案(1)－200V教科版高中物理選修3-1課件-1-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1C．與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D．以上說法均不正確(2)α粒子(電荷數(shù)2，質(zhì)量數(shù)4)、質(zhì)子(電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)均為1)、氘核(電荷數(shù)1，質(zhì)量數(shù)2)三種帶電粒子以相同的初動能垂直射入同一勻強(qiáng)電場，三者從電場中出來時的偏轉(zhuǎn)量分別為x、y、z，下列三者的關(guān)系中，正確的是(

)．A．x＝z>y B．x＝z<yC．y＝z<x D．y＝z>xC．與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)答案(1)C

(2)C答案(1)C(2)C單擊此處進(jìn)入活頁規(guī)范訓(xùn)練單擊此處進(jìn)入活頁規(guī)范訓(xùn)練5勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理5勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理1．知道勻強(qiáng)電場中電勢差跟電場強(qiáng)度的關(guān)系式U＝Ed，能夠推導(dǎo)出這一關(guān)系式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算．2．知道電場中等勢面越密集的地方(相鄰等勢面間的電勢差相等)，電場強(qiáng)度越大．3．知道示波管的構(gòu)造和基本原理．4．了解利用電場使帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)的原理，能夠計算帶電粒子在電場中被加速后的速度和在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)角度、速度和側(cè)位移等.1．知道勻強(qiáng)電場中電勢差跟電場強(qiáng)度的關(guān)系式U＝Ed，能夠推導(dǎo)教科版高中物理選修3-1課件-1-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1電勢差

場強(qiáng)方向

越來越低

勻強(qiáng)電場

電場強(qiáng)度

電勢差場強(qiáng)方向越來越低勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1勻加速直線運動

勻加速直線運動勻變速曲線運動

勻變速曲線運動教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1一、電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系1．場強(qiáng)與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系物理量比較內(nèi)容電場強(qiáng)度E電勢差U定義放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值電荷在電場中兩點間移動時，電場力所做的功跟電荷電荷量的比值定義式一、電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系物理量電場強(qiáng)度E電勢差U定義放入電物理量比較內(nèi)容電場強(qiáng)度E電勢差U引入意義描述電場力的性質(zhì)描述電場能的性質(zhì)正負(fù)或方向是矢量，正電荷受力方向為E的方向雖有正負(fù)、但是標(biāo)量，正負(fù)表示兩點電勢高低聯(lián)系(1)對于勻強(qiáng)電場E＝U/d(2)U和E是描述電場性質(zhì)的物理量，大小取決于電場本身，與F、q、W無關(guān)物理量電場強(qiáng)度E電勢差U引入意義描述電場力的性質(zhì)描述電場能的2.三個場強(qiáng)公式的比較2.三個場強(qiáng)公式的比較教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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12．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，其比較如下：兩個角度內(nèi)容動力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式功的公式及動能定理選擇條件勻強(qiáng)電場，電場力是恒力可以是勻強(qiáng)電場，也可以是非勻強(qiáng)電場，電場力可以是恒力，也可以是變力2．處理方法：兩個角度動力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識應(yīng)用牛頓特別提醒：(1)對帶電粒子進(jìn)行受力分析、運動特點分析、力做功情況分析，是選擇規(guī)律解題的關(guān)鍵．(2)選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關(guān)系角度考慮，應(yīng)用功能關(guān)系列式簡單、方便、不易出錯．特別提醒：(1)對帶電粒子進(jìn)行受力分析、運動特點分析、力做功教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1【典例1】如圖1－5－7所示，MN板間勻強(qiáng)電場E＝2.4×104N/C，方向豎直向上．電場中A、B兩點相距10cm，AB連線與電場方向夾角為60°，A點和M板相距2cm，求：(1)此時UAB等于多少？(2)一點電荷Q＝5×10－8C，它在A、B兩點的電勢能之差為多少？若M板接地，A點電勢是多少？B點電勢是多少？【典例1】如圖1－5－7所示，MN板間勻強(qiáng)電場E＝2.4×1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1(2)正電荷在電勢高處電勢能大，電勢能差為：ΔEp＝EpA－EpB＝QUAB＝5×10－8×1200J＝6×10－5J.若M板接地，M板電勢為0，A點電勢比零低，UMA＝φM－φA＝EdMA＝480V，則φA＝－480V，φB＝－480V－1200V＝－1680V.答案(1)1200V

(2)6×10－5J－480V－1680V(2)正電荷在電勢高處電勢能大，電勢能差為：借題發(fā)揮在勻強(qiáng)電場中U＝Ed，距離d為AB沿電場強(qiáng)度方向上的投影；電勢能的差即電勢能的改變可以由電場力做功來求解；求出某點的電勢可求解該點與零電勢點的電勢差．借題發(fā)揮在勻強(qiáng)電場中U＝Ed，距離d為AB沿電場強(qiáng)度方向上【變式1】對公式U＝Ed的理解，下列說法中正確的是(

)．A．在相同距離上的兩點，電勢差大的其電場強(qiáng)度也必定大B．此公式適用于所有電場中的問題C．在勻強(qiáng)電場中，公式中的d是通過兩點的等勢面間的垂直距離D．在勻強(qiáng)電場中，沿著電場線的方向，任何相等距離上的電勢降落必定相等【變式1】解析公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場，而d是沿電場線方向的距離．A項中相同距離上的兩點，沒有指明是沿電場線方向的距離，故錯；B項中公式適用范圍不對；C項中兩等勢面間的距離就是沿電場線方向的距離，C、D項正確．答案CD解析公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場，而d是沿電場線方向的距離【典例2】

如圖1－5－8所示是示波管的原理示意圖．電子從燈絲發(fā)射出來經(jīng)電壓為U1的電場加速后，通過加速極板A上的小孔O1射出，沿中心線O1O2進(jìn)入MN間的偏轉(zhuǎn)電場，O1O2與偏轉(zhuǎn)電場方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U2，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的右端P1點離開偏轉(zhuǎn)電場，然后打在垂直O(jiān)1O2放置的熒光屏上的P2點．已知平行金屬極板MN間距離為d，極板長度為L，極板的右端與熒光屏之間的距離為L′.【典例2】如圖1－5－8所示是示波管的原理示意圖．電子從燈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．(1)求電子通過P1點時偏離中心線O1O2的距離．(2)若O1O2的延長線交于屏上O3點，而P2點到O3點的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離y，單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離(即y/U2)稱為示波管的靈敏度，求該示波管的靈敏度．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教科版高中物理選修3-1課件-1-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1教科版高中物理選修3-1課件-1-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1借題發(fā)揮要正確解答本題，必須熟練掌握示波管的工作原理和類平拋運動的處理方法．借題發(fā)揮要正確解答本題，必須熟練掌握示波管的工作原理和類平【變式2】如圖1－5－9所示，偏轉(zhuǎn)電場極板長L＝1.6cm，兩板間的距離d＝0.50cm，極板的右端距離屏s＝3.2cm.有一質(zhì)量m＝1.6×10－10kg的帶電液滴，以20m/s的初速度垂直電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．已知板間的電壓U＝8.0×103V，液滴打在屏上與