勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系Evv知識(shí)回顧電場(chǎng)力的性質(zhì)能的性質(zhì)電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差可見(jiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差都反映了電場(chǎng)的性質(zhì)，那么它們之間有什么聯(lián)系呢？探究場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系【例題】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，但在兩個(gè)不同的等勢(shì)面上，它們之間的距離為d，電勢(shì)差為UAB，求場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系。EW=qUAB,F=qEW=Fd=EqdUAB=EddFqAB問(wèn)題一:E問(wèn)題二：在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一個(gè)帶電量為q的正電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了多少功？A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？從A到C呢？其中AB=S,AC=d；AB和AC的夾角為a。BAFCa解：F=EqWAB＝F·S·cosa

＝E·q·S·cosaUAB＝W/q＝E·S·cosa＝EdWAC＝Fd＝EqdUAC＝W/q＝Ed因此：從A到B，電場(chǎng)力做了EqScosa的功，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是Ed，從A到B與從A到C相同。一、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系【幾點(diǎn)說(shuō)明】1.適用條件:勻強(qiáng)電場(chǎng)2.各物理量意義:

U—表示兩點(diǎn)電勢(shì)差(取絕對(duì)值)E—表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)d—表示兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)線方向的距離本式不帶正負(fù)號(hào)3.場(chǎng)強(qiáng)的單位:1V/m=1N/C場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系U=EdE=U/d在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)的距離的乘積。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向每單位距離上的電勢(shì)差?！拘〗Y(jié)】電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法：——此式只適用于點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)，Q為場(chǎng)源電荷。——此式適用于任意電場(chǎng)，q為試探電荷?！耸街贿m用于勻強(qiáng)電場(chǎng)。d為沿電場(chǎng)線的距離。三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的區(qū)別：①公式E＝F/q，它是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，不是E的決定式，E由電場(chǎng)自身決定，式中q是檢驗(yàn)電荷的電量，F(xiàn)是檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中所受的力，公式明確表述了度量電場(chǎng)強(qiáng)度及方向的方法，是普遍適用的公式。②E＝kQ/r2是真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定式，式中Q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量，公式明確表述了點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)由哪些因素決定，是怎樣的函數(shù)關(guān)系，該式僅適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。③E＝U/d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系的式子，d是兩等勢(shì)面之間的距離，場(chǎng)強(qiáng)的方向指向電勢(shì)降落最快的方向，該公式僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)一般電場(chǎng)，如果兩點(diǎn)距離很近，可認(rèn)為場(chǎng)強(qiáng)沒(méi)有變化，則E＝ΔU/Δx。描述電場(chǎng)的物理量電場(chǎng)強(qiáng)度（E)電場(chǎng)力(F)F=Eq電勢(shì)能的變化WAB=UABq電勢(shì)差(UAB)移動(dòng)電荷q電場(chǎng)力做功電場(chǎng)電荷電場(chǎng)線等勢(shì)面【例題1】下列粒子從初速度為零的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)后，那種粒子的速度最大？A.質(zhì)子B.氘核C.α粒子D.鈉離子【答案】A【例題2】如圖所示，一勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一組等勢(shì)面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間距離都是2cm，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為

.V/m，到A點(diǎn)距離為1.5cm的P點(diǎn)的電勢(shì)為

.V?！敬鸢浮俊纠}3】如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2×103V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有三點(diǎn)A、M和B，AM=4cm，MB=3cm，AB=5cm，且AM邊平行于電場(chǎng)線，把一電量q=2×10-9C的正電荷從B點(diǎn)移到M點(diǎn)，再?gòu)腗點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為多少？【答案】W=－1.6×10-9(W)【例題4】如圖所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可得：D點(diǎn)的電勢(shì)UD=

V.【答案】UD=9V理論探究：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?該粒子帶負(fù)電。Eq帶電粒子的平衡（2）如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，板間距離為d，兩板間加以電壓U。兩板間有一個(gè)帶正電荷量為q的帶電粒子(不計(jì)重力)，它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？qE二、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子的加速若不計(jì)粒子重力，則該粒子沿電場(chǎng)線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。由動(dòng)能定理得：由此可得：此粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度為：【重要說(shuō)明】帶電粒子重力的處理（1）.基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，一般可以忽略。（2）.帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，一般不能忽略?！踞槍?duì)訓(xùn)練】解析：電荷量為e的電子從金屬絲移動(dòng)到金屬板。兩處的電勢(shì)差為U，電場(chǎng)力做功全部轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能。由動(dòng)能定理得:若電子從小孔射出后,垂直進(jìn)入某一勻強(qiáng)電場(chǎng)中,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?理論探究如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板間距離為d．在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=U/d．現(xiàn)有一電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)，以水平速度v0射入電場(chǎng)中.求該粒子射出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向的偏移距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ。2、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間：加速度：電場(chǎng)方向的位移：電場(chǎng)方向的速度：出電場(chǎng)時(shí)的方向：【例題5】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(chǎng)強(qiáng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，并從另一側(cè)B點(diǎn)沿與場(chǎng)強(qiáng)方向成150°角飛出．則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少?1500EABqE解:離子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)由速度分解VyV0VtV0對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)的注意事項(xiàng):（1）要掌握電場(chǎng)力的特點(diǎn)（2）是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定。①基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說(shuō)明或明確的暗示外，一般都不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量）。②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。三、示波管的原理加速電場(chǎng)U帶電粒子是如何運(yùn)動(dòng)的呢？在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中勻變速曲線運(yùn)動(dòng)出了偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后勻速直線運(yùn)動(dòng)如何求偏轉(zhuǎn)位移呢？在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為沿水平方向垂直于電場(chǎng)方向加速度在電場(chǎng)外設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t2在沿豎直方向上在垂直于電場(chǎng)方向上沿豎直方向上的總位移你還有其它處理方法嗎同理可推導(dǎo)水平偏轉(zhuǎn)位移x/只在YY′電極間加偏轉(zhuǎn)電壓Ｕ信號(hào)電壓若只在YY′加持續(xù)變化的信號(hào)電壓呢?每一個(gè)電子每個(gè)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短不同時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的電子可認(rèn)為在電壓不變的勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電壓不同.若只在YY′間加持續(xù)變化的信號(hào)電壓呢?屏上亮斑位置不同.若只在YY′間加持續(xù)變化的信號(hào)電壓呢?ut0聯(lián)想：類(lèi)似于力學(xué)中什么實(shí)驗(yàn)?zāi)兀咳糁辉赮Y′電極間加信號(hào)電壓呢?怎樣在熒光屏上顯示信號(hào)電壓的正弦波形？勻速的、持續(xù)的掃描ut0形成穩(wěn)定且水平的亮線只在XX'間加怎樣的掃描電壓Ｕx，才能得到勻速掃描的穩(wěn)定且水平的亮線？ut0ut0ut00ut

怎樣在熒光屏上顯示穩(wěn)定的信號(hào)電壓的正弦波形？XX'電極加掃描電壓ut0YY'電極加信號(hào)電壓(正弦電壓)ut0ut0ut0TxTy討論：要在屏上得到穩(wěn)定的正弦圖象,信號(hào)電壓和掃描電壓的周期應(yīng)滿足什么關(guān)系?如何得到一個(gè)完整的正弦波形？?jī)蓚€(gè)完整的正弦波形呢?

怎樣在熒光屏上顯示穩(wěn)定的信號(hào)電壓的正弦波形？XX'電極加掃描電壓YY'電極加信號(hào)電壓(正弦電壓)ut0ut0示波器中得到這兩種波形,輸入的信號(hào)電壓和掃描電壓有何不同?課后思考