1、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系溫故知新電場力的性質(zhì)電場強(qiáng)度能的性質(zhì)電勢差可見電場強(qiáng)度和電勢差都反映了電場的性質(zhì)，那么它們之間有什么聯(lián)系呢？1探究場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系【例題】如圖所示，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，A、B兩點(diǎn)在同一條電場線上，但在兩個(gè)不同的等勢面上，它們之間的距離為d，電勢差為UAB，求場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系。1EdFqAB探究過程從力的角度WAB=F電d=Eqd從能的角度WAB=qUABUAB=Ed【結(jié)論】 場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系為：一、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系【幾點(diǎn)說明】1.適用條件:勻強(qiáng)電場2.各物理量意義: U表示兩點(diǎn)電勢差(取絕對(duì)值) E表示勻強(qiáng)電場的場強(qiáng) d表示兩點(diǎn)間沿電場

2、線方向的距離或等勢面間的距離 本式不帶正負(fù)號(hào)3.場強(qiáng)的單位:1V/m=1N /C1.場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系4.可用U=Ed定性分析非勻強(qiáng)電場的電勢差12323【小結(jié)】電場強(qiáng)度的計(jì)算方法此式適用于點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場。Q為源電荷。此式適用于任意電場。q為試探電荷。此式適用于勻強(qiáng)電場。d為沿電場線的距離。【例題1】如圖所示，在電場強(qiáng)度為E=2103V/m的勻強(qiáng)電場中，有三點(diǎn)A、M和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且AM邊平行于電場線，把一電量q=210-9C的正電荷從B點(diǎn)移到M點(diǎn)，再從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，電場力做功為多少？【答案】 W=1.610-9(W)【例題2】如圖所示，一勻強(qiáng)電場中有一組

3、等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是2cm，則該電場的電場強(qiáng)度為 .V/m，到A點(diǎn)距離為1.5cm的P點(diǎn)的電勢為 .V?！敬鸢浮俊纠}3】如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D點(diǎn)的電勢UD= V.【答案】 UD=9V.例4.如圖1510所示,實(shí)線表示電場線，虛線表示等勢線，a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a50 V，b20 V，則a、b連線的中點(diǎn)c的電勢c應(yīng)為()圖1510Ac35 VBc35 VCc35 VD無法判斷 解析：選B.若電場為勻強(qiáng)電場，則bcca，可求得c35 V；由圖易知ac處場強(qiáng)要

4、大于bc處，故可由UEd定性分析知Ub cUc a，則c35 V，應(yīng)選B.帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)對(duì)帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)受力分析時(shí)的注意事項(xiàng)（1）基本（微觀）粒子不計(jì)重力，但不是不計(jì)質(zhì)量電子、氕、氘、氚如：質(zhì)子、粒子（2）宏觀粒子：一般情況下都要計(jì)算重力 如：帶電微粒、帶電油滴、帶電小球一、電場中的平衡問題：平衡狀態(tài)：帶電粒子保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。解決辦法：1.對(duì)帶電粒子受力分析 2.抓住F0分析求解v0-mgEqU 、d例、一質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球，在帶等量異種電荷兩板之間勻速運(yùn)動(dòng)，板間電勢差為u，板間距離為d,則U=_閱讀材料 元電荷的測定密立根油滴實(shí)驗(yàn)密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置則：因而

5、，懸浮油滴的電荷量為：通過實(shí)驗(yàn)，密立根發(fā)現(xiàn)所有油滴所帶電量都是元電荷的整數(shù)倍。從噴霧器噴出油滴，調(diào)節(jié)觀察窗口上下極板間電壓U和距離d恰好使某個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的油滴懸浮，則q=_+_加速(+q,m)二、帶電粒子在電場中的加速U1 對(duì)某一粒子（m、q一定）， v的大小由v0、U1決定方法一：在勻強(qiáng)電場中，由牛二得Fv0=0時(shí)，11_+_加速(+q,m)由動(dòng)能定理:U1 對(duì)某一粒子（m、q一定）， v的大小由v0、U1決定方法二：v0=0時(shí)，F(xiàn)適用勻強(qiáng)電場，也適用非勻強(qiáng)電場。小結(jié)：求v的方法（加速、減速均可）方法2、動(dòng)能定理方法1：牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式適用勻強(qiáng)電場優(yōu)先考慮切記！受力分析和運(yùn)動(dòng)分析

6、1、如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.010-12kg、電量為q=-5.010-8C的帶電粒子，以初速度v0 =3.0103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）例與練A-v0Bq為負(fù)3、如圖所示，A、B為平行金屬板電容器，兩板間的距離為d，在A板的缺口的正上方距離為h的P處，有一靜止的、質(zhì)量為m、帶電量為+q的液滴由靜止開始自由落下，若要使液滴不落在B板上，兩板間場強(qiáng)至少為多大？兩板間的電壓U至少為多大？ 例與練mgmgqE對(duì)全過程由動(dòng)能定理：三.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題偏轉(zhuǎn)距離偏轉(zhuǎn)角例：一質(zhì)量為m，電量為q的正離子以初

7、速度V0平行板射入電場。板間距離為d，電壓為U，板長為L。1進(jìn)入電場的方式：以初速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場2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)類似（叫類平拋運(yùn)動(dòng)）+-qd lyv0vvxvyU，1）加速度2）穿越電場的時(shí)間3）偏轉(zhuǎn)角4）偏轉(zhuǎn)的距離6）穿越電場過程中電場力做功 5）飛離電場時(shí)的速度看清入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，結(jié)合草圖分析，不必死記處理方法：運(yùn)動(dòng)合成與分解4運(yùn)動(dòng)規(guī)律：勻速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng) 例3 如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為q的離子以v0的速度，沿與場強(qiáng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場，并從另一側(cè)B點(diǎn)沿與場強(qiáng)方向成150

8、角飛出則A、B兩點(diǎn)間的電勢差是多少?1500EABqE解:離子做類平拋運(yùn)動(dòng)由速度分解VyV0VtV0推論:帶電粒子從電場中飛出時(shí)速度的反向延長線與x方向的交點(diǎn)位于極板的中點(diǎn)。+-qd lyv0vvxvyX=l/2四、帶電粒子先加速再偏轉(zhuǎn)情況：00U1結(jié)論：粒子的偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)距離與粒子的m、q無關(guān)，只與加速電場和偏轉(zhuǎn)電場有關(guān)，即不同的帶電粒子從靜止由同一加速電壓加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電壓，它們?cè)谄D(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)距離總是相同的思考題：讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn)，在通過加速電場時(shí)獲得的動(dòng)能是否相同？通過偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，它們是否

9、會(huì)分為三股？請(qǐng)說明理由。答案：通過加速電場時(shí)獲得的動(dòng)能Ek=qU,加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。 粒子的偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角由加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓決定，所以三種粒子不可能分開為三股。示波器 作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況示波器電子槍：發(fā)射及加速電子偏轉(zhuǎn)電極YY/：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓） XX/：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）熒光屏產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移示波器的原理可推導(dǎo)出： 若信號(hào)電壓則y/例、如圖所示為電子射線管，陰極P發(fā)射電子，陽極K和陰極P間加上電壓后電子被加速。A、B是偏向板，使飛進(jìn)的電子偏離.若已知P、K間所加電壓UKP，兩極板長度L，板間距離d，所加電壓UAB，電子質(zhì)量me，電子的電荷量為e。設(shè)從陰極出來的電子速度為0，不計(jì)重力。 試問：(1)電子通過陽極K板的速度0是多少?(2)電子通過偏轉(zhuǎn)電極時(shí)具有動(dòng)能Ek是多少?(3)電子過偏轉(zhuǎn)電極后到達(dá)距離偏轉(zhuǎn)電極為R,熒光屏上O點(diǎn)，此點(diǎn)偏離入射方向的距離