匀强电场电势差和电场强度关系示波管.ppt

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1、关于匀强电场电势差与电场强度的关系示波管第一张，PPT共五十七页，创作于2022年6月温故知新温故知新电场力的性质力的性质能的性质能的性质电场强度电场强度电势电势可见电场强度和电势都反映了电场的性质，那么它们之间有什么联系呢？第二张，PPT共五十七页，创作于2022年6月探究场强与电势差的关系探究场强与电势差的关系探究场强与电势差的关系探究场强与电势差的关系【例题】【例题】【例题】【例题】如图所示，匀强电场的电场强度为如图所示，匀强电场的电场强度为E，A、B两点在同一条电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，

2、电势差为UAB，求场强与电势差的关系。，求场强与电势差的关系。第三张，PPT共五十七页，创作于2022年6月W=qUAB,F=Eq.W=Fd=EqdUAB=EdEdFqAB问题一：第四张，PPT共五十七页，创作于2022年6月问题二：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。)解：F=Eq WABFScosa EqScosaUABW/qEScosa EdWACFdEqdUACW/qEd 从A到B，电场力做了EqScosa的功，A、B两点间的电势差是Ed。从A到B与从

3、A到C相同。EBAFCasd电势降落最快方向第五张，PPT共五十七页，创作于2022年6月一、匀强电场中电势差与电场一、匀强电场中电势差与电场强度的关系强度的关系【几点说明几点说明几点说明几点说明】1.适用条件适用条件:匀强电场匀强电场2.各物理量意义各物理量意义:U U表示两点电势差表示两点电势差(取绝对值取绝对值)E E表示匀强电场的场强表示匀强电场的场强 d d表示两点间表示两点间沿电场线方向沿电场线方向沿电场线方向沿电场线方向的距离的距离 本式不带正负号本式不带正负号3.场强的单位场强的单位:1V/m=1N/C场强与电势差的关系场强与电势差的关系场强与电势差的关系场强与电势差的关系第六

4、张，PPT共五十七页，创作于2022年6月U=EdE=U/d在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。场强与这两点的距离的乘积。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离上的电势差第七张，PPT共五十七页，创作于2022年6月【小结】【小结】【小结】【小结】电场强度的计算方法电场强度的计算方法此式适用于点电荷所产生的电场。此式适用于点电荷所产生的电场。Q为场源电荷。为场源电荷。定义式，此式适用于任意电场。定义式，此式适用于任意电场。q为试探电荷。为试探电荷

5、。此式适用于匀强电场。此式适用于匀强电场。d为沿电场线的距离。为沿电场线的距离。第八张，PPT共五十七页，创作于2022年6月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第九张，PPT共五十七页，创作于2022年6月【例例例例题题题题1 1】如如图图所所示示，一一匀匀强强电电场场中中有有一一组组等等势势面面，若若A、B、C、D相相邻邻两两点点间间距距离离都都是是2cm，则则该该电电场场的的电电场场强强度度为为 .V/m，到，到A点距离为点距离为1.5cm的的P点的电势为点的电势为 .V。【答案】【答案

6、】【答案】【答案】匀强电场中任一直线上等间距的两点间电势差相等第十张，PPT共五十七页，创作于2022年6月【例题【例题【例题【例题2 2】如图所示，如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知已知A、B、C三点的电势分别为三点的电势分别为 由此可得：由此可得：D点的电势点的电势 V.【答案】【答案】【答案】【答案】第十一张，PPT共五十七页，创作于2022年6月【例例例例题题题题3 3】如如图图所所示示，在在电电场场强强度度为为E=2103V/m的的匀匀强强电电场场中中，有有三三点点A、M和和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且且A

7、M边边平平行行于于电电场场线线，把把一一电电量量q=210-9C的的正正电电荷荷从从B点点移移到到M点点，再再从从M点移动到点移动到A点，电场力做功为多少？点，电场力做功为多少？【答案】【答案】【答案】【答案】WW=1.6101.610-7-7(W)(W)第十二张，PPT共五十七页，创作于2022年6月第十三张，PPT共五十七页，创作于2022年6月例例1 1：带电粒子在电场中处于静止状态，：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正电还是负电?该粒子带该粒子带负负电。电。Eq二、带电粒子的平衡二力平衡第十四张，PPT共五十七页，创作于2022年6月例例2.如图所示，细线一端

8、系着一个带电量为如图所示，细线一端系着一个带电量为+q、质量为、质量为m的小球，另一端固定于的小球，另一端固定于O点，加一匀强电场后可使小球静点，加一匀强电场后可使小球静止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为止于图示位置，此时悬线与竖直方向夹角为。要使电场。要使电场的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？的场强最小，该电场场强的方向怎样？大小如何？垂直悬线斜向上方垂直悬线斜向上方三力平衡第十五张，PPT共五十七页，创作于2022年6月三、带电粒子在电场中的直线运动三、带电粒子在电场中的直线运动（加速、减速）（加速、减速）若不计粒子重力，则该粒子沿若不计粒子重力，则该粒子沿电场线做电场线做匀

9、加速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动。由动能定理得：由动能定理得：由此可得：此粒子到达负极板时的速度为：由此可得：此粒子到达负极板时的速度为：【重要说明】【重要说明】【重要说明】【重要说明】带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理1.1.基本粒子：基本粒子：基本粒子：基本粒子：如电子、质子、如电子、质子、粒子、离子等，一般可以忽略。粒子、离子等，一般可以忽略。2.2.带电颗粒：带电颗粒：带电颗粒：带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。第十六张，PPT共五十七页，创作于2022年6月带电粒子在电场中的加

10、、减速问题分析方法：带电粒子在电场中的加、减速问题分析方法：在匀强电场中在匀强电场中在匀强电场中在匀强电场中带电粒子做匀加速直线运动，可通过牛顿定律和匀变带电粒子做匀加速直线运动，可通过牛顿定律和匀变带电粒子做匀加速直线运动，可通过牛顿定律和匀变带电粒子做匀加速直线运动，可通过牛顿定律和匀变速运动的运动学公式进行讨论速运动的运动学公式进行讨论速运动的运动学公式进行讨论速运动的运动学公式进行讨论1.1.1.1.用力和运动的观点用力和运动的观点用力和运动的观点用力和运动的观点2.2.2.2.用功和能的观点用功和能的观点用功和能的观点用功和能的观点根据动能定理，根据动能定理，根据动能定理，根据动能定

11、理，在在在在任意电场中任意电场中任意电场中任意电场中可通过可通过可通过可通过式求解，在式求解，在式求解，在式求解，在匀强电场中匀强电场中匀强电场中匀强电场中即可通即可通即可通即可通过过过过式又可通过式又可通过式又可通过式又可通过式求解式求解式求解式求解基本思路：先判断是什么电场，分析受力情况及运动性质。基本思路：先判断是什么电场，分析受力情况及运动性质。第十七张，PPT共五十七页，创作于2022年6月第十八张，PPT共五十七页，创作于2022年6月 例题例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压热金属丝和金属板间加以电压

12、U=2500V，从炽热金属丝，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度设电子刚从金属丝射出时的速度为零。为零。-U +金属丝 金属板VE电子的质量为电子的质量为9.110-31 kg，电子，电子的电荷量的电荷量e=1.610-19 C第十九张，PPT共五十七页，创作于2022年6月解：金属丝和金属板间的电场虽然不是解：金属丝和金属板间的电场虽然不是 匀强电场，但仍可用匀强电场，但仍可用 可得可得 代入数据得：代入数据得：v=3.0107 m/s第二

13、十张，PPT共五十七页，创作于2022年6月 例例2、两块带电的平行金属板相距、两块带电的平行金属板相距2cm，板间有一与，板间有一与板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经板面垂直的匀强电场，一电子从负极板自由释放，经1.510-8s打到打到对对面极板上，求面极板上，求该电场该电场的的电场电场强强度。（度。（电电子子质质量量m=9.110-31kg）第二十一张，PPT共五十七页，创作于2022年6月 例例3：两块平行的金属板：两块平行的金属板A、B之间的电压是之间的电压是80V，一个电子以，一个电子以6.0106 m/s的速度从小孔的速度从小孔C垂直垂直A板进入电场，该电子能打在板进入

14、电场，该电子能打在B板上吗？板上吗？如果能打在如果能打在B板上，它到达板上，它到达B板时的速度有多板时的速度有多大？如果电源电压变为大？如果电源电压变为120V，情况又会怎样，情况又会怎样？思考：场强方向？电子受力方向？第二十二张，PPT共五十七页，创作于2022年6月解解:电子射入电场时具有的初动能电子射入电场时具有的初动能:电子从电子从A板到达板到达B板板需需克服电场力做功克服电场力做功:W=eU=1.2810-17JEk0 W,可见电子能打在可见电子能打在B板，板，到达到达B板时的速度为板时的速度为如果电源电压变为如果电源电压变为120V，则电子从，则电子从A板到达板到达B板板需需克服电

15、克服电场力做功：场力做功：W=eU=1.92 10-17 J，这时这时Ek00V(0V(即使即使Y Y的电势的电势比比YY高高)，电子将打在荧光屏的什么位置？，电子将打在荧光屏的什么位置？第四十七张，PPT共五十七页，创作于2022年6月二、示波管的原理二、示波管的原理、若、若U UX X=0 V=0 V，U Uy y不变不变，且，且y y0V(0V(0V(即使即使X X的电势比的电势比XX高高)，电子将打在荧光屏的什么位置？，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方向方向向里向里偏移偏移第四十九张，PPT共五十七页，创作于2022年6月二、示波管的原理二、示波管的原理 4 4、若若U

16、 Uy y=0 V;U=0 V;Ux x不变不变，且，且x x0V(0V(即使即使X X的电的电势比势比XX低低)，电子将打在荧光屏的什么位，电子将打在荧光屏的什么位置？置？电子沿电子沿X X方向方向向外向外偏移偏移第五十张，PPT共五十七页，创作于2022年6月三、示波管的原理（变化电压）三、示波管的原理（变化电压）演示电子在两极板间的偏移量和什么有关电子在两极板间的偏移量和什么有关?第五十一张，PPT共五十七页，创作于2022年6月第五十二张，PPT共五十七页，创作于2022年6月信号电压信号电压示波管的示波管的YYYY偏转电极上加的是待显示的信号电压偏转电极上加的是待显示的信号电压扫描电

17、压扫描电压示波管的示波管的XXXX偏转电极通常接入仪器自身产生偏转电极通常接入仪器自身产生的锯齿波电压的锯齿波电压第五十三张，PPT共五十七页，创作于2022年6月若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心U U U Uy y y yt t t tO OO O电子在电子在电子在电子在y y y y轴方向振动得特别快轴方向振动得特别快轴方向振动得特别快轴方向振动得特别快,在荧光屏上显示出一道竖线在荧光屏上显示出一道竖

18、线在荧光屏上显示出一道竖线在荧光屏上显示出一道竖线如何在屏上如实显示如何在屏上如实显示U Uy y的波的波形形?第五十四张，PPT共五十七页，创作于2022年6月U U U Ux x x xt t t tO OO O下面来看下面来看U Ux x是如何实现这种功能的是如何实现这种功能的X X坐标均匀改变坐标均匀改变,即电子束在水平方向匀速移动即电子束在水平方向匀速移动第五十五张，PPT共五十七页，创作于2022年6月U U U Ux x x xt t t tO OO O满足什么条件才能得到稳定正确满足什么条件才能得到稳定正确满足什么条件才能得到稳定正确满足什么条件才能得到稳定正确的波形？的波形？

19、的波形？的波形？U U U Uy y y yt t t tO OO OT T T TT T T TT T T T扫扫扫扫=NT=NT=NT=NT显示出的信号完整波形个数由显示出的信号完整波形个数由显示出的信号完整波形个数由显示出的信号完整波形个数由什么决定？什么决定？什么决定？什么决定？N NN N2T2T2T2TU U U Ux x x xt t t tO OO O T/2 T/2 T/2 T/2电子束除了参与电子束除了参与电子束除了参与电子束除了参与Y Y Y Y轴方向上的振动轴方向上的振动轴方向上的振动轴方向上的振动,同时参与同时参与同时参与同时参与X X X X轴方向的匀轴方向的匀轴方向的匀轴方向的匀速移动速移动速移动速移动,就可以把就可以把就可以把就可以把Y Y Y Y轴方向上的振动横向拉开了轴方向上的振动横向拉开了轴方向上的振动横向拉开了轴方向上的振动横向拉开了.第五十六张，PPT共五十七页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看16.10.2022第五十七张，PPT共五十七页，创作于2022年6月