2018年高中物理 第一章 靜電場《勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理》參考課件 教科版選修3-1.ppt

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1、第一章,,第5節(jié),,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,,,知識點(diǎn)一,,,知識點(diǎn)二,,知識點(diǎn)三,,,考向一,,,考向三,,,,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,考向二,,1．公式U＝Ed中d為電場中兩點(diǎn)沿電場 線方向的距離。 2．沿電場線方向電勢越來越低。 3．帶電粒子僅在電場力作用下加速時(shí)， 可根據(jù)動(dòng)能定理求速度。 4．帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)， 如果僅受電場力，則做平拋運(yùn)動(dòng)。,［自學(xué)教材］,1．關(guān)系式 U＝ 。 2．適用條件 勻強(qiáng)電場、d為沿電場線方向兩點(diǎn)間的距離。 3．結(jié)論 (1)沿電場線方向電勢越來越 。 (2)沿垂直于電場線方向，同一垂線上電勢 。,Ed,低,相等

2、,(1)公式U＝Ed僅適用于勻強(qiáng)電場，但可以對非勻強(qiáng)電場進(jìn)行定性描述。 (2)在非勻強(qiáng)電場中，沿電場線方向電勢也是逐漸降低的。 (3)電場強(qiáng)度與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系,[重點(diǎn)詮釋],1．如圖1－5－1所示，是勻強(qiáng)電 場中的一組等勢面，每兩個(gè)相鄰 等勢面的距離是25 cm，由此可 確定電場強(qiáng)度的方向及大小為( ) A．豎直向下，E＝0.4 N/C B．水平向右，E＝0.4 N/C C．水平向左，E＝40 N/C D．水平向右，E＝40 V/m,圖1－5－1,答案：D,[自學(xué)教材],1．示波管(陰極射線管)的構(gòu)造 如圖1－5－2所示。,圖1－5－2,2．電子在陰極射線管中運(yùn)動(dòng)的三個(gè)階段 (

3、1)電子的加速：電子在陰極和陽極之間形成的電場中受電場力，電場力做正功，其動(dòng)能增大。 (2)電子的偏轉(zhuǎn)：被加速的電子進(jìn)入水平平行板間的勻強(qiáng)電場，做類平拋運(yùn)動(dòng)。 (3)電子的勻速直線運(yùn)動(dòng)，電子射出電場后，不再受電場力作用，保持偏轉(zhuǎn)角不變，打在熒光屏上。,[重點(diǎn)詮釋],圖1－5－3,答案： C,1．實(shí)驗(yàn)室里的示波管的構(gòu)造 如圖1－5－4所示，示波器中的陰極射線管有水平和豎直兩個(gè)方向上的兩對偏轉(zhuǎn)電極。,[自學(xué)教材],圖1－5－4,2．工作原理 (1)若在兩對偏轉(zhuǎn)電極上所加電壓為零，則電子束將打在O點(diǎn)產(chǎn)生亮斑。 (2)若只在偏轉(zhuǎn)電極Y1、Y2上加一穩(wěn)定電壓，則電子束將沿y方向發(fā)生偏

4、轉(zhuǎn)。 (3)若只在偏轉(zhuǎn)電極X1、X2上加一個(gè)穩(wěn)定電壓，電子束將沿x方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,(4)若在偏轉(zhuǎn)電極X1、X2和Y1、Y2上均加了一定的電壓，則亮斑既偏離y軸、又偏離x軸。 (5)若加在X1、X2上的電壓隨時(shí)間按圖1－5－5甲所示的規(guī)律周期性地變化，在Y1、Y2上的電壓隨時(shí)間以正弦函數(shù)變化，則示波器顯示的圖形如圖乙所示。,圖1－5－5,[重點(diǎn)詮釋],1．確定最終偏離距離OP的兩種思路,圖1－5－6,(1)思路1：,(2)思路2：,3．示波管是一種多功能電學(xué)儀 器，它的工作原理可以等效成下 列情況：如圖1－5－7所示，真 空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計(jì))，經(jīng)過電壓為U1的加速電場后，由小

5、孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中。金屬板長為L，相距為d，當(dāng)A、B間電壓為U2時(shí)電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)電子重力，下列情況中一定能使亮點(diǎn)偏離中心距離變大的是 ( ),圖1－5－7,A．U1變大，U2變大 B．U1變小，U2變大 C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小,由于電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的反向延長線一定過偏轉(zhuǎn)電場水平位移的中點(diǎn)，所以電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角度越大，偏轉(zhuǎn)距離就越大，亮點(diǎn)偏離中心距離就越大，由上式可以看出可以通過增大U2、L或減小U1、d來增大亮點(diǎn)偏離中心的距離，故B正確。,答案：B,[例1]

6、如圖1－5－8所示，在勻強(qiáng) 電場中，一電荷量為q＝5.010－10 C 的正電荷，由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移 到c點(diǎn)，電場力做的功都是3.010－8 J，已知a、b、c三點(diǎn)的連線組成直角三角形，ab＝20 cm，θ＝37。求： (1)a、b兩點(diǎn)間的電勢差； (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大??； (3)電場強(qiáng)度的方向。,圖1－5－8,[答案] (1)60 V (2)375 V/m (3)與ac平行且由a指向c,圖1－5－9中A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng) 電場中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60， BC＝20 cm。把一個(gè)電荷量q＝110－5 C 的正電荷從A移到B，電場力做功為零； 從B移到C，電場力做

7、功為－1.7310－3 J， 則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向是 ( ) A．865 V/m，垂直AC向左 B．865 V/m，垂直AC向右 C．1 000 V/m，垂直AB斜向上 D．1 000 V/m，垂直AB斜向下,圖1－5－9,解析：把電荷q從A移到B電場力不做功，說明A、B兩點(diǎn)在同一等勢面上。因該電場為勻強(qiáng)電場，等勢面應(yīng)為平面，故圖中直線AB即為等勢線，場強(qiáng)方向應(yīng)垂直于等勢面，可見， 選項(xiàng)A、B不正確。,答案：D,[例2] 如圖1－5－10所示，實(shí)線為 電場線，虛線為等勢線，且AB＝BC， 電場中的A、B、C三點(diǎn)的場強(qiáng)分別為 EA、EB、EC，電勢分別為φA、φB、φC， AB、BC間的

8、電勢差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有 ( ) A．φA>φB>φC B．EC>EB>EA C．UABφB>φC，即A正確。A、B、C三點(diǎn)中，A處電場線最疏，C處電場線最密，所以EA

9、，經(jīng)燈絲與A板間 的加速電壓U1加速從A板中心孔 沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場)，電子進(jìn)入M、N間電場時(shí)的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知加速電壓為U1，M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L1，板右端到熒光屏的距離為L2，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。求：,圖1－5－11,(1)電子穿過A板時(shí)的速度大?。?(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的側(cè)移量； (3)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。,[審題指導(dǎo)] 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)。 (2)電子射出偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。水平方向的分速度仍為電子穿過A板時(shí)的速度。,試確定電子在偏轉(zhuǎn)電場中電勢能的改變量及電子到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能。,