匀强电场电势差与电场强度的关系示波管.ppt
1.5匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理,课前预习,1.匀强电场中电势差和电场强度有什么关系？关系式是什么？各个物理量的含义是什么？2.阴极射线管在电场中的加速和偏转原理是什么？（参考P27-28发展空间）从定量的角度推导出偏转位移和偏转角度的正切。,温故知新,电场,力的性质,能的性质,电场强度,电势差,二者关系？,探究场强与电势差的关系【例题】如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点在同一条电场线上，但在两个不同的等势面上，它们之间的距离为d，电势差为UAB，求场强与电势差的关系。,W=qUAB,F=Eq.,W=Fd=Eqd,UAB=Ed,问题二：在场强为E的匀强电场中，将一个带电量为q的正电荷由A点移动到B点，电场力做了多少功？A、B两点间的电势差是多少？从A到C呢？其中AB=S,AC=d；AB和AC的夹角为a。,a,解：F=Eq WABFScosa,EqScosa,UABW/qEScosa Ed,WACFdEqd,UACW/qEd,答：从A到B，电场力做了EqScosa多功，A、B两点间的电势差是Ed。从A到B与从A到C相同。,U=Ed,E=U/d,在匀强电场中，两点间的电势差等于场强与这两点沿场强方向的投影距离（d）的乘积。,在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势差。,一、匀强电场中电势差与电场强度的关系,场强的单位:1V/m=1N/C,【小结】电场强度的计算方法,此式适用于点电荷所产生的电场。Q为源电荷。,此式适用于任意电场。q为试探电荷。,此式适用于匀强电场。d为沿电场线的距离。,有关,无关,有关,有关,F/q,kQq/r2,qE,kQ/r2,EP/q,匀强电场中,WAO/q,UAO,WAO,q,WAB/q,WAB/q,qUAB,=qEd,UAB=Ed,绝对值,正负,U/d,定义式,决定式,计算式,描述电场的物理量,电场强度（E),电场力(F)F=Eq,电势能的变化 WAB=UABq,电势差(UAB),移动电荷q电场力做功,电 场,电荷,电场线,等势面,【例题1】下列粒子从初速度为零的状态，经过电压为U的电场后，那种粒子的速度最大？A.质子 B.氘核 C.粒子 D.钠离子,A,【例题2】如图所示，一匀强电场中有一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离都是2cm，则该电场的电场强度为.V/m，到A点距离为1.5cm的P点的电势为.V。,【答案】,E,【例题3】如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D点的电势UD=V.,UD=9V.,注意：匀强电场中平行四边形，互相平行的线的2个顶点间的电势差相等。,理论探究,（1）带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?,该粒子带负电。,一、带电粒子的平衡,（2）如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间距离为d，两板间加以电压U两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子(不计重力)，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？,二、带电粒子在电场中的运动（动画）,1、带电粒子的加速,若不计粒子重力，则该粒子沿电场线做匀加速直线运动。,由动能定理得：,由此可得：此粒子到达负极板时的速度为：,【重要说明】带电粒子重力的处理1.基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，一般可以忽略。2.带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。,【针对训练】,解析：,电荷量为e的电子从金属丝移动到金属板。两处的电势差为U，电场力做功全部转化为电子的动能。,由动能定理得:,若电子从小孔射出后,垂直进入某一匀强电场中,它会怎样运动?,炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出得电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。,理论探究：偏转电场如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y，板间距离为d在两板间加以电压U，两板间的匀强电场的场强为E=U/d现有一电荷量为q的带负电的粒子(不计重力)，以水平速度v0射入电场中.求该粒子射出电场时沿垂直于板面方向的偏移距离y和偏转的角度。,二.带电粒子在电场中的偏转,带电粒子在电场中作类平抛运动,时 间：,加速度：,电场方向的位移：,电场方向的速度：,出电场时的方向：,例3 如图所示，质量为m，带电量为q的离子以v0的速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150角飞出则A、B两点间的电势差是多少?,1500,E,A,B,解:离子做类平抛运动,由速度分解,V0,如图639所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏现有一电荷量为q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场,【典例3】,图639,中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求：(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间；(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan；(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离Y.,对带电粒子进行受力分析时的注意事项:（1）要掌握电场力的特点,（2）是否考虑重力要依据具体情况而定。基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。,示波器的面板,三、示波管的原理,(1)思路1：,(2)思路2：,怎样求y、tan见课本P27-28,
