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人教版选修3-1 1.6 匀强电场电势差与电场强度的关系(共16张PPT)

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一、匀强电场电势差与电场强度的关系
1、位移沿电场线的方向
在匀强电场中,由电场力做功与
电势差的关系得                       d

                      ①   A      B
      WAB   qU  AB
由电场力做功的定义式得
                      ②


   WAB    Fd     qEd
有①②两式得


             UAB  Ed
2.若位移方向不沿着电场线方向

                   B

            A   θ
  若位移方向不沿
 电场线方向,将位
 移沿电场线方向投
 影。
                              B
  或电场中该两点
所在等势面的垂直           A     θ
距离                       d


      AB
     W   Eql AB cos 


    W AB  qU AB U AB  El AB cos 
  即:

        UAB  Ed
   匀强电场中的两点间的电势差等于电场
强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。
即


        UAB  Ed

  说明    d必须是沿电场线方向的距离
二、电场强度与电势差的关系


           U
 说明     E  AB
           d
  ①物理意义:在匀强电场中电场强度
 大小等于两点间电势差与两点沿电场
 强度方向距离的比值。
  或者:电场强度在数值上等于沿电场
 线方向每单位距离上降低的电势。
②单位:伏每米(V/m)       1V/m=1N/C
③U=Ed或E=U/d只适用于匀强电场。
④场强大小与电势无直接关系。

      判断:电势降低的方向一定就是
           电场强度的方向?
           电场强度方向是电势降低
           方向?
   问题2: 如图所示, 从A等势面到B等势
面的电势降落方向有多个, 其中降得最快
的是哪条? 它与场强的方向有什么关系?

                         C
                A        B  E
                         D
    〖答案〗AB
    沿着电场线方向是电势
    降落最快的方向
             三个场强公式的物理意义及适用条件的
                                                                                                                                                                                                              比较

            任意电场场强的定义式和度量式.
   F
 E 
   q


               真空中点电荷电场场强的决定式和函数式.
    Q
E  k
    r 2


   U        匀强电场场强的度量式
 E 
    d
                     


           E                U     
           P        电势        AB  A  B
          
           q

                             电势差
          电势能                       U
     E P


                   W AB  qU AB

W   E   E
  AB  PA  PB                     U  Ed

        电场力的功               电场强度
   W
                                     E


      电场力做                    F
                   电场力       E 
      功与路径                    q
       无关
                     F
三、示波管的原理


    U

    加速电场
            示波器原理
             一维偏转


           L            L‵
          Y
u1

                  u
      v0   o       2
             θ
                     h

                        v        r
         Y`
   带电粒子是如何运动的呢?
   1、带电粒子在电场的加速

    若不计粒子重力,则该粒子
   沿电场线做匀加速直线运动。

    由动能定理得:


                                    1
            W   qU     qE    d      m  v 2
                                    2
  由此可得:此粒子到达负极板时的速度为:
                                           2qU        2qE d
                                    v 
                                            m           m
【重要说明】带电粒子重力的处理
1.基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,一般可以忽略。
2.带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等,一般不能忽略。
  2.带电粒子在电场中的偏转

   带电粒子在电场中作类平抛运动

 时   间:
           l
          t 
           v 0
 加速度:
               F    qE   qU
           a         
               m    m    dm
 电场方向的位移:
                        1          ql 2
                   y at   2            U
                                        2
                        2        2dmv   0
 电场方向的速度:
                             ql
                   v y at      U
                            dmv0
 出电场时的方向:
                       v       ql
                 tg y           U
                                 2
                       v x   dmv0
3.出了偏转电场后                匀速直线运动
示波器的面板
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