2018-2019学年鲁科版选修3-1 2.3 电势差 课件(20张)

温馨提示：(1)在加速电压U1一定的情况下， 亮斑的偏移量y′与偏转电压U2成正比，即 y′∝U2.
(2)y′也可由以下方法确定 U2L 由以上分析得：tan θ＝ ，而电子飞出电场 2U1d 时速度的反向延长线过水平位移的中点，故 tan θ y′ ＝ l ，联立即可确定 y′. l′ ＋ 2 (3)示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转 板都加上电压，一般地，加在竖直偏转板上的电压 是要研究的信号电压，加在水平偏转板上的电压是 扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示 出信号电压随时间变化的波形图．
示波管的工作原理 (1)偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将 沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个亮斑．
(2)在 YY′加电压，而 XX′不加电压时，亮斑将偏 移中心．在图 2－3－6 中，设加速电压为 U1，偏转电压 为 U2，电子电荷量为 e，质量为 m，当荧光屏距偏转电场 1 的右端为 L′时，由动能定理得 eU1＝ mv02，侧移量 y＝ 2 vy at eU2t 1 2 1eU2 2 L at ＝ dm t ，时间 t＝ ，又 tan θ＝v ＝ ＝ ，由以 2 2 v0 v0 dmv0 x 上各式得电子在荧光屏上的侧移量 y′＝L′tan θ＋y＝ U2L (L＋2L′)． 即在 YY′加电压， 而 XX′不加电压时， 4dU1 U2L 亮斑将偏移中心的侧移量为 y′＝ (L＋2L′)． 4dU1
UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？
U AB WAB q
由电场本身的因素决定与WAB、q无关
3、电势差UAB 与q、WAB 均无关,仅与电场中 A、B两位置有关。 故电势差反映了电场 本身的性质。 4、电势差的单位：伏特 符号V 1V=1 J/C 5、电势差是标量。
6、电势具有相对性，与参考点的选择有 关，而电势差与参考点的选择无关。
任意电场
Q E=k 2 r
E= U d
是真空中点电荷电场的场 强计算公式
是匀强电场的场强的计算公式 （d为沿场强方向的距离）
真空中点电荷 电场 匀强电场
如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两 等势线间的电势差相等。一正电荷在φ3上时具有动能 20J，它运动到等势线φ1上时速度为0。令φ2=0，则该电 荷的电势能Ep=4J时，其动能大小为：（ C ）
1. 带电粒子在电场中的加速
E1
v0 0
vt ?
用动能定理分析
用牛顿运动定律分析
（加速电压）
U
1. 带电粒子在电场中的加速
根据动能定理：qU = mv2/2 或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm 和运动学公式：v2 =2ad
得
v=
2qU m
粒子加速后的速度只与加速电压有关 此式也适用于不是匀强电场的情况
4．电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距
电势差 离上降低的_______.
三、示波器的工作原理 电场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负 离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多， 除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。 （但并不能忽略质量）。
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有 说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运 动状态来判定
φ1
A、16J C、6J B、10J D、4J
φ2
φ3
E
E＝.
从电势差的角度理解电场强度
UAB E＝ 1．由公式UAB＝Ed得E＝______. d
匀强电场 中电场强度的计算． 2．公式适用于_________
3．在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间
电场线 方向距离的比值． 的电势差与两点沿_______
注意：电场力做的功WAB=qUAB这是电场力做功的决定式。
电场力做功的特点： ①电场力做功只与始末位置有关，与路径无关。 ②用这个公式WAB、q、UAB都有正负，计算时都要带正负号。
二、电场强度与电势差的关系
WAB q U AB WAB F d qE d
U AB E d
2．实线为水平向右的匀强电 场的电场线．一带电粒子仅在电 场力作用下的运动轨迹如图2－3 －1中虚线所示，a、b为轨迹上的 两个点．下列正确的是 ( )
图2-1-1 A．粒子带正电 B．粒子在a点的电势能大于b点的电势能 C．粒子在a点的电势能小于b点的电势能 D．从a点到b点，电场力先做正功后做负功 答案：C
U AB E d
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。
注意：U = Ed和E = U/d的适用条件是： （1）匀强电场 （2）d是沿场强方向的两点间的距离。
单位关系：1V/m =1N/C
电场强度三个公式的区别：
区别 公式 E= 公式含义 适用范围
F q
是电场强度的定义式
第3节 电势差
精彩回眸
F 1．电场强度的定义式 E＝ q ，点电荷的场强公 kQ 式 E＝ 2 ，下列说法中正确的是 ( ) r F A．E＝ q 中 E 由电荷 q 产生 Q B．E＝k 2中 E 由电荷 Q 产生 r F C．E＝ q 中 F 表示单位正电荷的受力 F kQ D．E＝ q 和 E＝ 2 都只对电场力做功
1、电势差： 电场中两点间电势的差值，也叫电压
A
B
2、电场力做功与电势差的关系：
WAB EPA EPB
qU A B
q( A B )
U AB A B
U AB U B A
例如：
15V 5V 0 C -3V D
A
B
一个电子从A点静止释放，到达D点的速度是多少？
2. 带电粒子在电场中的偏转
d m, q
v0
y
U ( 偏转电压 )
l
试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ
3、示波器的工作原理
示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电 子仪器。它的核心部件是示波管：由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
电信号波形 的仪器， 1．示波器是一种常用的观测___________ 它可以用来测量电信号的____、 ____频率 、____等参 周期 电压 数． 2．对于阴极射线管示波器来说，若只给竖直偏 竖直亮线；若 转板加变化的电压，我们会观察到一条____ 只给水平偏转板加变化的电压，我们会观察到一条 ____ 水平亮线． 竖直 偏转板上， 3．通常要研究的信号电压要加在_____ 水平偏转板所加电压要与信号电压具有相同的____， 该电压我们称为 _________. 扫描电压 周期