高中物理 第一章 静电场 5 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理导学案 教科版选修3-1-教科版高二选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

5匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理[学习目标]1.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系及其适用条件.2.会用关系式U＝Ed处理匀强电场问题.3.了解示波管的构造和工作原理.4.通过示波管的工作原理掌握带电粒子在电场中的加速和偏转问题.INCLUDEPICTURE"J:\\张美英\\2017\\幻灯片\\一校\\同步物理教科3-1石新丽\\全书完整的Word版文档\\知识探究.tif"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"知识探究.tif"\*MERGEFORMAT一、匀强电场中电势差与电场强度的关系[导学探究]如图1所示的一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为U，A、B之间相距为d.现将一个电荷量为q的电荷由A移到B.INCLUDEPICTURE"J:\\张美英\\2017\\幻灯片\\一校\\同步物理教科3-1石新丽\\全书完整的Word版文档\\3-19.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"3-19.TIF"\*MERGEFORMAT图1(1)从力和位移的角度计算静电力所做功的多少；通过A、B间的电势差计算静电力做功的多少.(2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系.(3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？答案(1)WAB＝Fd＝qEdWAB＝qUAB(2)UAB＝Ed(3)UAC＝UAB＝Ed[知识梳理]1.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)关系式：UAB＝Ed或E＝.(2)物理意义：在匀强电场中，两点间的电势差等于场强与这两点间沿电场线方向的距离的乘积.(3)适用条件①匀强电场.②d为两点沿电场方向的距离.2.公式E＝的理解(1)意义：在匀强电场中，场强的大小等于沿场强方向每单位距离上的电势差.(2)电场强度的另一个单位：由E＝可导出电场强度的另一个单位，即伏[特]每米，符号为V/m.1V/m＝1N/C.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)公式U＝Ed适用于所有电场.(×)(2)由U＝Ed可知，匀强电场中两点的电势差与这两点的距离成正比.(×)(3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值.(√)(4)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等.(×)(5)在匀强电场中，任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积.(×)二、带电粒子的加速[导学探究]两平行金属板间的距离为d，电势差为U.一质量为m、带正电荷q的α粒子(重力忽略不计)，在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动.(1)α粒子的加速度是多少？在电场中做何运动？(2)计算粒子到达负极板时的速度(尝试用不同的方法).答案(1)α粒子的加速度为a＝，做初速度为零的匀加速直线运动.(2)方法1利用动能定理求解.在带电粒子的运动过程中，电场力对它做的功是W＝qU设带电粒子到达负极板时的速率为v，其动能可以写为Ek＝mv2由动能定理可知mv2＝qU于是求出v＝.方法2利用牛顿定律结合运动学公式求解.设粒子到达负极板时所用时间为t，则d＝at2v＝ata＝联立解得v＝.[知识梳理]1.带电粒子的分类及受力特点(1)电子、质子、α粒子、离子等基本粒子，一般都不考虑重力.(2)质量较大的微粒：带电小球、带电油滴、带电颗粒等，除有说明或有明确的暗示外，处理问题时一般都不能忽略重力.2.分析带电粒子在电场力作用下的加速运动，有两种方法：(1)利用牛顿第二定律F＝ma和运动学公式，只能用来分析带电粒子的匀变速运动.(2)利用动能定理：qU＝mv2－mv02.若初速度为零，则qU＝mv2，对于匀变速运动和非匀变速运动都适用.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)质量很小的粒子不受重力的作用.(×)(2)带电粒子在电场中只受电场力作用时，电场力一定做正功.(×)(3)牛顿定律结合运动学公式能分析匀强电场中的直线运动问题，也能分析非匀强电场中的直线运动问题.(×)(4)动能定理能分析匀强电场中的直线运动问题，也能分析非匀强电场中的直线运动问题.(√)三、带电粒子的偏转[导学探究]如图2所示，质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，已知板长为l，板间电压为U，板间距为d，不计粒子的重力.INCLUDEPICTURE"J:\\张美英\\2017\\幻灯片\\一校\\同步物理教科3-1石新丽\\全书完整的Word版文档\\R2-156.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"R2-156.TIF"\*MERGEFORMAT图2(1)粒子的加速度大小是多少？方向如何？做什么性质的运动？(2)求粒子通过电场的时...