选修(匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理教案.

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1、今天所做之事，勿候明天；自己所做之事，勿候他人。要做一番伟大的事业，总得在青年时代开始。——歌德　§1.5　匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理1．理解匀强电场中电势差与电场强度的关系UAB＝Ed，并且能够推导出这个关系式．2．会用关系式UAB＝Ed或E＝进行有关的计算．3．理解示波管的构造及工作原理，知道电子在阴极射线管中运动的三个阶段：加速、偏转和匀速直线运动．4．能应用力学中受力分析和运动状态分析的方法分析、解决带电粒子在电场中运动的相关问题．1．重点难点教学重点：匀强电场中关系式E＝及其成立的条件，带电粒子在匀强电场中的加速运动．教学难点：了解示波管原理，

2、运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题．2．教学建议通过推导电场强度与电势差的关系，使学生的分析能力和推理能力得到进一步培养，让学生学会在遇到具体问题时要注意分析，不要武断地下结论，使学生养成多角度、多方面看问题的学习品质．示波管及带电粒子在电场中的加速和偏转这部分内容要综合应用力学和电学知识，在讲解本节内容之前可以先复习一下有关的知识．要使学生掌握解题的思路和方法，而不应要求学生记住带电粒子在电场中加速和偏转的公式．1．匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)匀强电场中，两点间的电势差(UAB)等于电场强度(E)与这两点间________________的乘积，关系式为

3、________．(2)电场强度的另一种求法：电场强度的大小等于沿电场线方向每单位距离上的________，表达式为________．(3)沿电场线的方向电势越来越________(填“高”或“低”)．(4)根据电势差与电场强度的关系可知，场强的单位1N/C＝________．2．示波管原理(1)示波器是一种可以显示电信号随时间变化情况的仪器，其核心部件是示波管，主要由________、偏转电极和荧光屏三部分组成．(2)电子在电场中加速电子枪阴阳两极间形成了方向由________指向________的电场，脱离阴极的电子在电场力作用下加速，电场力对电子做正功，电子的动能

4、________．(3)电子在匀强电场中偏转加速后电子进入水平平行金属板间的匀强电场，电子只受电场力作用，电子的运动类似于________．偏转电压越大，电子飞出电场时的偏转角度就越________．(4)电子飞出平行金属板后做________运动．3．实验观察：带电粒子在电场中的偏转实验时示波管中加速后的电子要先后经过水平方向上和竖直方向上的两对偏转电极(Y、Y′和X、X′)．如图所示．如果只在偏转电极YY′上加一稳定的电压，从电子枪射出的电子经过电极YY′时将发生________(填“水平”或“竖直”)方向的偏转；如果只在偏转电极XX′上加一稳定的电压，从电子枪射出

5、的电子经过电极XX′时将发生________(填“水平”或“竖直”)方向的偏转．如果在偏转电极XX′加扫描电压，在偏转电极YY′加同频率正弦规律变化的电压，荧光屏上能够得到一个正弦波形曲线．参考答案：1．(1)沿电场线方向的距离(d)　UAB＝Ed　(2)电势差　E＝　(3)低　(4)1V/m2．(1)电子枪　(2)阳极　阴极　增大　(3)平抛运动　大　(4)匀速直线3．竖直　水平主题1：电势差与电场强度的关系(重点探究)情景：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，电势差是描述电场的能的性质的物理量．既然是描述同一电场的两种性质的物理量，那它们之间应该存在着联系．问题：

6、如图所示，请根据匀强电场中电荷量为q的电荷从A点运动到B点的过程(已知A、B两点连线距离为l)，推导A、B间电势差U与电场强度E的关系．解答：匀强电场中电荷量为q的电荷由A移到B，因为电场力是恒力，不管电荷通过哪一条路径，根据功的定义可求电场力做功为W＝Flcosθ，其中θ为AB连线与电场方向的夹角．根据电场力做功与电势差的关系有W＝qU联立可得：U＝Elcosθ由于lcosθ为A、B两点沿电场线方向的距离，也是A、B两点所在等势面间的距离，即d＝lcosθ所以U＝Ed.主题2：电场强度三个计算公式的比较问题：计算电场强度时，涉及E＝、E＝k、E＝三个计算公式，它们之间

7、有什么区别？应用时要注意哪些事项？解答：E＝是电场强度的定义式，适用于任何电场，其中q为试探电荷．E＝k是电场强度的计算式，只适用于真空中的点电荷的电场，其中Q为场源电荷．E＝是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，d表示电场中两点沿电场线方向的距离．主题3：带电粒子在电场中的偏转问题：实验时示波管中加速后的电子要先后经过水平方向上和竖直方向上的两对偏转电极Y、Y′和X、X′，如图甲所示．如果在两对偏转电极上所加的电压为零，则电子束在荧光屏上产生的亮斑将出现在屏的中央O处，按下列要求观察带电粒子在电场中的偏转情况．(1)如果在偏转电极X