高二物理勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系ppt課件

1、第五節(jié)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)第五節(jié)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理課標(biāo)定位課標(biāo)定位核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案第五節(jié)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電第五節(jié)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系一、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1關(guān)系式：關(guān)系式：UAB_ .2適用條件適用條件勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)，d是沿是沿_方向兩點(diǎn)間的距離方向兩點(diǎn)間的距離3物理意義物理意義勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

2、等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩點(diǎn)間點(diǎn)間_的乘積的乘積Ed電場(chǎng)電場(chǎng)沿電場(chǎng)方向的距離沿電場(chǎng)方向的距離V/m沿場(chǎng)強(qiáng)方向沿場(chǎng)強(qiáng)方向電勢(shì)差電勢(shì)差低低伏特每米伏特每米三、示波管原理三、示波管原理1構(gòu)造及功能構(gòu)造及功能(圖圖151)圖圖151(1)電子槍：發(fā)射并加速電子電子槍：發(fā)射并加速電子(2)偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極YY：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓加信號(hào)電壓)；XX：使電子束水平偏轉(zhuǎn)：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓加掃描電壓)(3)熒光屏熒光屏勻加速直勻加速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng) 若初速度為零，則若初速度為零，則qU_. 若初速度不為零，則若初速度不為零，則qU _. (2)電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏

3、轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 電子以速度電子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向成度方向成90角的靜電力作用而做角的靜電力作用而做_(如圖如圖152)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)圖圖152(3)電子飛出平行金屬板后做勻速直線運(yùn)動(dòng)電子飛出平行金屬板后做勻速直線運(yùn)動(dòng)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，不再受電場(chǎng)力作用，保持電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，不再受電場(chǎng)力作用，保持偏轉(zhuǎn)角不變做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏上，顯偏轉(zhuǎn)角不變做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏上，顯出亮點(diǎn)出亮點(diǎn)核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破3場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差兩者比較場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)差兩者比較即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用

4、 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為2105 C的負(fù)的負(fù)電荷由電荷由A點(diǎn)移到點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了0.1 J，已，已知知A、B兩點(diǎn)間距為兩點(diǎn)間距為2 cm，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成成60角如圖角如圖153所示那么：所示那么：圖圖153(1)在電荷由在電荷由A移到移到B的過程中，電場(chǎng)力做了多少的過程中，電場(chǎng)力做了多少功？功？(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？?jī)牲c(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？(3)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？答案：答案：(1)0.1 J(2)5103 V(3)510

5、5 V/m二、從電勢(shì)差的角度理解電場(chǎng)強(qiáng)度二、從電勢(shì)差的角度理解電場(chǎng)強(qiáng)度1由公式由公式UABEd，得，得EUAB/d.2公式適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算3在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值勢(shì)差與兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向距離的比值4電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿電場(chǎng)方向每單位距離上降低的電勢(shì)降低的電勢(shì)5EU/d的兩個(gè)重要推論的兩個(gè)重要推論(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩長(zhǎng)度相等且相互平行的線段在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩長(zhǎng)度相等且相互平行的線段的端點(diǎn)間的電勢(shì)差相等的端點(diǎn)間的電勢(shì)

6、差相等圖圖154當(dāng)線段與場(chǎng)強(qiáng)平行時(shí)，由當(dāng)線段與場(chǎng)強(qiáng)平行時(shí)，由UEd可知，可知，d相等，相等，U相同；當(dāng)線段與場(chǎng)強(qiáng)不平行時(shí)，只要沿場(chǎng)強(qiáng)方向相同；當(dāng)線段與場(chǎng)強(qiáng)不平行時(shí)，只要沿場(chǎng)強(qiáng)方向投影的長(zhǎng)度相等，投影的長(zhǎng)度相等，U相同如圖相同如圖154所示，所示， ABCD中，中，UABUDC，UBCUAD.(2)電勢(shì)隨空間位置變化越快，電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)電勢(shì)隨空間位置變化越快，電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)由由EU/d可知，電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)差對(duì)空間位置的變可知，電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)差對(duì)空間位置的變化率，電勢(shì)隨空間變化的快慢，反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的化率，電勢(shì)隨空間變化的快慢，反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的方向大小，場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落

7、最快的方向6關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)E的幾個(gè)表達(dá)式的幾個(gè)表達(dá)式特別提醒：雖然特別提醒：雖然EU/d僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，但對(duì)于僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，但對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，可以用它來解釋等差等勢(shì)面的疏密與非勻強(qiáng)電場(chǎng)，可以用它來解釋等差等勢(shì)面的疏密與場(chǎng)強(qiáng)大小的關(guān)系如場(chǎng)強(qiáng)大小的關(guān)系如U一定時(shí)，一定時(shí)，E大，則大，則d小，即場(chǎng)小，即場(chǎng)強(qiáng)越大，等差等勢(shì)面越密強(qiáng)越大，等差等勢(shì)面越密即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.如圖如圖155所示是一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面，每?jī)伤臼且粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面，每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面相距個(gè)相鄰等勢(shì)面相距2 cm，由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的，由此可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和數(shù)值是方向和數(shù)值

8、是()圖圖155A豎直向下，豎直向下，E100 V/mB水平向左，水平向左，E100 V/mC水平向左，水平向左，E200 V/mD水平向右，水平向右，E200 V/m三、帶電粒子的加速三、帶電粒子的加速1常見帶電粒子及受力特點(diǎn)常見帶電粒子及受力特點(diǎn)電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子等帶電粒子在電場(chǎng)中受到的粒子等帶電粒子在電場(chǎng)中受到的靜電力一般遠(yuǎn)大于重力，通常情況下，重力可以靜電力一般遠(yuǎn)大于重力，通常情況下，重力可以忽略忽略3受力分析：受力分析：因帶電粒子因帶電粒子(電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子粒子)受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜電力，所以討論帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的小于靜電力，所以討論帶電粒子在

9、電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)忽略重力，而帶電液滴、小球、塵埃則不問題時(shí)忽略重力，而帶電液滴、小球、塵埃則不可忽略重力，在分析這類問題時(shí)只需求靜電力與可忽略重力，在分析這類問題時(shí)只需求靜電力與重力的合力就可以了重力的合力就可以了4處理方法：處理方法：可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析，其可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析，其比較如下：比較如下：四、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)四、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)1進(jìn)入電場(chǎng)的方式：以初速度進(jìn)入電場(chǎng)的方式：以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)2受力特點(diǎn)：靜電力大小不變，且方向與初速度受力特點(diǎn)：靜電力大小不變，且方向與初速度v0的方向垂直

10、的方向垂直3運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)類似運(yùn)動(dòng)類似4運(yùn)動(dòng)規(guī)律：運(yùn)動(dòng)規(guī)律：4運(yùn)動(dòng)規(guī)律：運(yùn)動(dòng)規(guī)律：即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)4.如圖如圖156所示，兩金屬板與電源所示，兩金屬板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)檫吘夛w出現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀对瓉淼膬杀?而電子仍從原位置射入，而電子仍從原位置射入，且仍從正極邊緣飛出，則兩極板的間且仍從正極邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵?/p>

11、來的距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?)圖圖156 平行的帶電金屬板平行的帶電金屬板A、B間間是勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖是勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖157所示，所示，兩板間距離是兩板間距離是5 cm，兩板間的電，兩板間的電壓是壓是60 V試問：試問：(1)兩板間的場(chǎng)強(qiáng)是多大？?jī)砂彘g的場(chǎng)強(qiáng)是多大？課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的計(jì)算電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的計(jì)算圖圖157(2)電場(chǎng)中有電場(chǎng)中有P1和和P2兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，P1點(diǎn)離點(diǎn)離A板板0.5 cm，P2點(diǎn)離點(diǎn)離B板也是板也是0.5 cm，P1和和P2兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多大？多大？(3)若若B板接地，板接地，P1和和P2兩點(diǎn)的電勢(shì)各是多大？?jī)牲c(diǎn)的電勢(shì)各是多大？【思

12、路點(diǎn)撥】公式【思路點(diǎn)撥】公式UEd中的中的d是沿電場(chǎng)方向是沿電場(chǎng)方向的兩點(diǎn)間的距離的兩點(diǎn)間的距離(3)由公式由公式1BEd1B1200(4.5102)V54 V得：得：154 V.同理同理2BEd2B12000.5102 V6 V得：得：26 V.【答案】【答案】(1)1200 V/m(2)48 V(3)54 V6 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖如圖158所示是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組所示是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，若等勢(shì)面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離為相鄰兩點(diǎn)間距離為2 cm，A和和P點(diǎn)間的距離為點(diǎn)間的距離為1.5 cm，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E和和P點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)P分別為多大？分別為多大？圖圖

13、158 如圖如圖159所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且為等勢(shì)線，且ABBC，電場(chǎng)中的，電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為，電勢(shì)分別為A、B、C，AB、BC間的電勢(shì)差分別為間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有，則下列關(guān)系中正確的有()圖圖159AABCBECEBEACUABUBCDUABUBC【思路點(diǎn)撥】公式【思路點(diǎn)撥】公式UEd在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中可用于定性分析可用于定性分析【精講精析】由題圖中電場(chǎng)線的分布規(guī)律可知，【精講精析】由題圖中電場(chǎng)線的分布規(guī)律可知，電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，C附近

14、稠密，附近稠密，A附近稀疏，附近稀疏，C附附近的場(chǎng)強(qiáng)大于近的場(chǎng)強(qiáng)大于A附近的場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)附近的場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)B正確；由公式正確；由公式UEd知：知：UBCUAB ，選項(xiàng)，選項(xiàng)C對(duì)，對(duì)，D錯(cuò)；由電場(chǎng)線錯(cuò)；由電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)降低的方向得選項(xiàng)的方向是電勢(shì)降低的方向得選項(xiàng)A正確正確【答案】【答案】ABC【規(guī)律總結(jié)】本題涉及電場(chǎng)中的三個(gè)基本物理【規(guī)律總結(jié)】本題涉及電場(chǎng)中的三個(gè)基本物理量，各個(gè)物理量都是由哪些因素確定的，它們之量，各個(gè)物理量都是由哪些因素確定的，它們之間又有什么關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵間又有什么關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖1510所示所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示

15、等勢(shì)線，虛線表示等勢(shì)線，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為a50 V，b20 V，則，則a、b連線的中點(diǎn)連線的中點(diǎn)c的電勢(shì)的電勢(shì)c應(yīng)為應(yīng)為()圖圖1510Ac35 VBc35 VCc35 VD無法判斷無法判斷 解析：選解析：選B.若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則bcca，可求得，可求得c35 V；由圖易知；由圖易知ac處場(chǎng)強(qiáng)要大處場(chǎng)強(qiáng)要大于于bc處，故可由處，故可由UEd定性分析知定性分析知Ub cUc a，則則c35 V，應(yīng)選，應(yīng)選B.示波管的應(yīng)用示波管的應(yīng)用 如圖如圖1511所示是示波管所示是示波管的原理示意圖電子從燈絲發(fā)射出的原理示意圖電子從燈絲發(fā)射出來經(jīng)電壓為來經(jīng)電壓為U1

16、的電場(chǎng)加速后，通過的電場(chǎng)加速后，通過加速極板加速極板A上的小孔上的小孔O1射出，沿中射出，沿中心線心線O1O2進(jìn)入進(jìn)入M、N間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，O1O2與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直，偏轉(zhuǎn)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為電場(chǎng)的電壓為U2，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右右圖圖1511端端P1點(diǎn)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)點(diǎn)離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),然后打在垂直然后打在垂直O(jiān)1O2放置的熒光放置的熒光屏上的屏上的P2點(diǎn)已知平行金屬極板點(diǎn)已知平行金屬極板M、N間距離為間距離為d，極板長(zhǎng)度為極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，極板的右端與熒光屏之間的距離為，極板的右端與熒光屏之間的距離為L(zhǎng),不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力，且電不計(jì)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(shí)的初速度可忽略不計(jì)子離開燈絲時(shí)的初速度可忽略不計(jì)(1)求電子通過求電子通過P1點(diǎn)時(shí)偏離中心線點(diǎn)時(shí)偏離中心線O1O2的距離的距離(2)若若O1O2的延長(zhǎng)線交于屏上的延長(zhǎng)線交于屏上O3點(diǎn)點(diǎn),而而P2點(diǎn)到點(diǎn)到O3點(diǎn)的點(diǎn)的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離距離稱為偏轉(zhuǎn)距離y,單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離(即即y/U2)稱為示波管的靈敏度求該示波管的靈敏稱為示波管的靈敏度求該示波管的靈敏度度【規(guī)律總結(jié)】要正確解答本題，必須熟練掌【規(guī)律總結(jié)】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(yùn)動(dòng)的處理方握示波管的工作原理和類平拋運(yùn)