《匀强电场中电势差与电场强度的关系　示波管原理》课件1.ppt

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1、5匀强电场中电势差与电场强度的关系　示波管原理1．知道匀强电场中电势差跟电场强度的关系式U＝Ed，能够推导出这一关系式，并能用来进行有关的计算．2．知道电场中等势面越密集的地方(相邻等势面间的电势差相等)，电场强度越大．3．知道示波管的构造和基本原理．4．了解利用电场使带电粒子加速和偏转的原理，能够计算带电粒子在电场中被加速后的速度和在匀强电场中的偏转角度、速度和侧位移等.电势差场强方向越来越低匀强电场电场强度匀加速直线运动匀变速曲线运动一、电势差和电场强度关系1．场强与电势差的区别与联系物理量比较内容电场强度E电势差U定　义放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值电

2、荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟电荷电荷量的比值定义式物理量比较内容电场强度E电势差U引入意义描述电场力的性质描述电场能的性质正负或方向是矢量，正电荷受力方向为E的方向虽有正负、但是标量，正负表示两点电势高低联　系(1)对于匀强电场E＝U/d(2)U和E是描述电场性质的物理量，大小取决于电场本身，与F、q、W无关2.三个场强公式的比较2．处理方法：可以从动力学和功能关系两个角度进行分析，其比较如下：两个角度内容动力学角度功能关系角度涉及知识应用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式功的公式及动能定理选择条件匀强电场，电场力是恒力可以是匀强电场，也可以是非匀强电场，电场力可以是

3、恒力，也可以是变力特别提醒：(1)对带电粒子进行受力分析、运动特点分析、力做功情况分析，是选择规律解题的关键．(2)选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑，应用功能关系列式简单、方便、不易出错．【典例1】如图1－5－7所示，MN板间匀强电场E＝2.4×104N/C，方向竖直向上．电场中A、B两点相距10cm，AB连线与电场方向夹角为60°，A点和M板相距2cm，求：(1)此时UAB等于多少？(2)一点电荷Q＝5×10－8C，它在A、B两点的电势能之差为多少？若M板接地，A点电势是多少？B点电势是多少？(2)正电荷在电势高处电势能大，电势能差为：ΔEp＝EpA－EpB＝QUAB＝5

4、×10－8×1200J＝6×10－5J.若M板接地，M板电势为0，A点电势比零低，UMA＝φM－φA＝EdMA＝480V，则φA＝－480V，φB＝－480V－1200V＝－1680V.答案(1)1200V(2)6×10－5J－480V－1680V借题发挥在匀强电场中U＝Ed，距离d为AB沿电场强度方向上的投影；电势能的差即电势能的改变可以由电场力做功来求解；求出某点的电势可求解该点与零电势点的电势差．【变式1】对公式U＝Ed的理解，下列说法中正确的是()．A．在相同距离上的两点，电势差大的其电场强度也必定大B．此公式适用于所有电场中的问题C．在匀强电场中，公式中的d是通过两点的

5、等势面间的垂直距离D．在匀强电场中，沿着电场线的方向，任何相等距离上的电势降落必定相等解析公式U＝Ed只适用于匀强电场，而d是沿电场线方向的距离．A项中相同距离上的两点，没有指明是沿电场线方向的距离，故错；B项中公式适用范围不对；C项中两等势面间的距离就是沿电场线方向的距离，C、D项正确．答案CD【典例2】如图1－5－8所示是示波管的原理示意图．电子从灯丝发射出来经电压为U1的电场加速后，通过加速极板A上的小孔O1射出，沿中心线O1O2进入MN间的偏转电场，O1O2与偏转电场方向垂直，偏转电场的电压为U2，经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场，然后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的

6、P2点．已知平行金属极板MN间距离为d，极板长度为L，极板的右端与荧光屏之间的距离为L′.不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计．(1)求电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离．(2)若O1O2的延长线交于屏上O3点，而P2点到O3点的距离称为偏转距离y，单位偏转电压引起的偏转距离(即y/U2)称为示波管的灵敏度，求该示波管的灵敏度．借题发挥要正确解答本题，必须熟练掌握示波管的工作原理和类平抛运动的处理方法．【变式2】如图1－5－9所示，偏转电场极板长L＝1.6cm，两板间的距离d＝0.50cm，极板的右端距离屏s＝3.2cm.有一质量m＝1

7、.6×10－10kg的带电液滴，以20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场．已知板间的电压U＝8.0×103V，液滴打在屏上与原入射方向的偏转距离z＝2.0mm，如果不计液滴的重力，则：(1)液滴的带电荷量大小是多少？(2)要使液滴打到屏上的偏转距离扩大10%，请你分析提出一种可行的方法．答案(1)1.25×10－13C(2)见解析【典例3】关于密立根油滴实验的两个问题：1．一个油滴下落太快，说明了什么？2．若平衡电压太小，对实验会有什么影响？答案(1)－200V(2)－200