勻強電場電勢差及電場強度的關系 示波管原理

勻強電場中電勢差與電場強度的關系Evv知識回顧電場力的性質能的性質電場強度電勢差可見電場強度和電勢差都反映了電場的性質，那么它們之間有什么聯(lián)系呢？探究場強與電勢差的關系【例題】如圖所示，勻強電場的電場強度為E，A、B兩點在同一條電場線上，但在兩個不同的等勢面上，它們之間的距離為d，電勢差為UAB，求場強與電勢差的關系。EW=qUAB,F=qEW=Fd=EqdUAB=EddFqAB問題一:E問題二：在場強為E的勻強電場中，將一個帶電量為q的正電荷由A點移動到B點，電場力做了多少功？A、B兩點間的電勢差是多少？從A到C呢？其中AB=S,AC=d；AB和AC的夾角為a。BAFCa解：F=EqWAB＝F·S·cosa

＝E·q·S·cosaUAB＝W/q＝E·S·cosa＝EdWAC＝Fd＝EqdUAC＝W/q＝Ed因此：從A到B，電場力做了EqScosa的功，A、B兩點間的電勢差是Ed，從A到B與從A到C相同。一、勻強電場中電勢差與電場強度的關系【幾點說明】1.適用條件:勻強電場2.各物理量意義:

U—表示兩點電勢差(取絕對值)E—表示勻強電場的場強d—表示兩點間沿電場線方向的距離本式不帶正負號3.場強的單位:1V/m=1N/C場強與電勢差的關系U=EdE=U/d在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積。在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差?！拘〗Y】電場強度的計算方法：——此式只適用于點電荷所產生的電場，Q為場源電荷。——此式適用于任意電場，q為試探電荷?！耸街贿m用于勻強電場。d為沿電場線的距離。三個場強公式的區(qū)別：①公式E＝F/q，它是電場強度的定義式，不是E的決定式，E由電場自身決定，式中q是檢驗電荷的電量，F(xiàn)是檢驗電荷在電場中所受的力，公式明確表述了度量電場強度及方向的方法，是普遍適用的公式。②E＝kQ/r2是真空中點電荷產生的電場的場強決定式，式中Q是產生電場的電荷的電量，公式明確表述了點電荷電場的場強由哪些因素決定，是怎樣的函數(shù)關系，該式僅適用于真空中點電荷產生的電場。③E＝U/d是勻強電場中電勢差跟場強的關系的式子，d是兩等勢面之間的距離，場強的方向指向電勢降落最快的方向，該公式僅適用于勻強電場，對一般電場，如果兩點距離很近，可認為場強沒有變化，則E＝ΔU/Δx。描述電場的物理量電場強度（E)電場力(F)F=Eq電勢能的變化WAB=UABq電勢差(UAB)移動電荷q電場力做功電場電荷電場線等勢面【例題1】下列粒子從初速度為零的狀態(tài)，經(jīng)過電壓為U的電場后，那種粒子的速度最大？A.質子B.氘核C.α粒子D.鈉離子【答案】A【例題2】如圖所示，一勻強電場中有一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點間距離都是2cm，則該電場的電場強度為

.V/m，到A點距離為1.5cm的P點的電勢為

.V?！敬鸢浮俊纠}3】如圖所示，在電場強度為E=2×103V/m的勻強電場中，有三點A、M和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且AM邊平行于電場線，把一電量q=2×10-9C的正電荷從B點移到M點，再從M點移動到A點，電場力做功為多少？【答案】W=－1.6×10-9(W)【例題4】如圖所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點。已知A、B、C三點的電勢分別為UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D點的電勢UD=

V.【答案】UD=9V理論探究：（1）帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，該粒子帶正電還是負電?該粒子帶負電。Eq帶電粒子的平衡（2）如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，板間距離為d，兩板間加以電壓U。兩板間有一個帶正電荷量為q的帶電粒子(不計重力)，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負極板運動，到達負極板時的速度有多大？qE二、帶電粒子在電場中的運動1、帶電粒子的加速若不計粒子重力，則該粒子沿電場線做勻加速直線運動。由動能定理得：由此可得：此粒子到達負極板時的速度為：【重要說明】帶電粒子重力的處理（1）.基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等，一般可以忽略。（2）.帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，一般不能忽略。【針對訓練】解析：電荷量為e的電子從金屬絲移動到金屬板。兩處的電勢差為U，電場力做功全部轉化為電子的動能。由動能定理得:若電子從小孔射出后,垂直進入某一勻強電場中,它會怎樣運動?理論探究如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y’，板間距離為d．在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強電場的場強為E=U/d．現(xiàn)有一電荷量為q的帶負電的粒子(不計重力)，以水平速度v0射入電場中.求該粒子射出電場時沿垂直于板面方向的偏移距離y和偏轉的角度θ。2、帶電粒子在電場中的偏轉帶電粒子在電場中作類平拋運動時間：加速度：電場方向的位移：電場方向的速度：出電場時的方向：【例題5】如圖所示，質量為m，帶電量為q的離子以v0的速度，沿與場強垂直的方向從A點飛入勻強電場，并從另一側B點沿與場強方向成150°角飛出．則A、B兩點間的電勢差是多少?1500EABqE解:離子做類平拋運動由速度分解VyV0VtV0對帶電粒子進行受力分析時的注意事項:（1）要掌握電場力的特點（2）是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定。①基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般都不考慮重力（但不能忽略質量）。②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。三、示波管的原理加速電場U帶電粒子是如何運動的呢？在偏轉電場中勻變速曲線運動出了偏轉電場后勻速直線運動如何求偏轉位移呢？在偏轉電場中設運動時間為沿水平方向垂直于電場方向加速度在電場外設運動時間為:t2在沿豎直方向上在垂直于電場方向上沿豎直方向上的總位移你還有其它處理方法嗎同理可推導水平偏轉位移x/只在YY′電極間加偏轉電壓Ｕ信號電壓若只在YY′加持續(xù)變化的信號電壓呢?每一個電子每個電子在電場中運動時間很短不同時刻進入電場的電子可認為在電壓不變的勻強電場中偏轉偏轉電壓不同.若只在YY′間加持續(xù)變化的信號電壓呢?屏上亮斑位置不同.若只在YY′間加持續(xù)變化的信號電壓呢?ut0聯(lián)想：類似于力學中什么實驗呢？若只在YY′電極間加信號電壓呢?怎樣在熒光屏上顯示信號電壓的正弦波形？勻速的、持續(xù)的掃描ut0形成穩(wěn)定且水平的亮線只在XX'間加怎樣的掃描電壓Ｕx，才能得到勻速掃描的穩(wěn)定且水平的亮線？ut0ut0ut00ut

怎樣在熒光屏上顯示穩(wěn)定的信號電壓的正弦波形？XX'電極加掃描電壓ut0YY'電極加信號電壓(正弦電壓)ut0ut0ut0TxTy討論：要在屏上得到穩(wěn)定的正弦圖象,信號電壓和掃描電壓的周期應滿足什么關系?如何得到一個完整的正弦波形？兩個完整的正弦波形呢?

怎樣在熒光屏上顯示穩(wěn)定的信號電壓的正弦波形？XX'電極加掃描電壓YY'電極加信號電壓(正弦電壓)ut0ut0示波器中得到這兩種波形,輸入的信號電壓和掃描電壓有何不同?課后思考