《匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理》导学案1

匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理示波管原理 导学导学 案案 第一课时第一课时 学习目标 学习目标 1 经过自己的推导得出匀强电场中电势差与场强的关系 2 熟练掌握匀强电场中电势差与场强的关系 并能运用它解决相应问题 3 通过自主学习 体会学习的快乐 学习重点学习重点 电势差与电场强度的关系 学习难点学习难点 理解电势差与电场强度的关系推导过程 课前预习 课前预习 1 电势差与电场强度 在匀强电场中两点间的电势差等于与这两点沿 方向上距 离的乘积 2 电场强度与电势差 在匀强电场中 电场强度的大小等于两点间的 与两点沿 方向距离的比值 公式E 单位 合作探究一合作探究一 沿场强方向移动电荷 如图所示 表示某一匀强电场的等势面和电场线 沿场强方向 把正电荷q由A点移动到B点 设A B两点间的距离为d 电势差为UAB 场强为E 则电场力所做的功 从能的角度 从力的角度 由 两式得 UAB 结论 结论 匀强电场中的两点间的电势差等于 1 表达式 U 或 E d为 在匀强电场中 场强在数值上等于 2 注意 U Ed和E U d的适用条件是 3 单位关系 1V m 1N C 合作探究二合作探究二 不是沿场强方向移动电荷 如图 在匀强电场E中 有相距为L的A B两点 两点连 A B E A B E L B 线与场强方向成 角 则A B两点间的电势差为U EL 对不对 解析解析 学生试着推导 结论 结论 当堂检测当堂检测 1 下列说法正确的是 A 由公式U Ed 得 在电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积 B 由公式E U d得 在匀强电场中沿电场线方向上两点间距离越大 电场强度就越小 C 在匀强电场中 任两点间电势差等于场强和这两点间距离的乘积 D 公式U Ed只适用匀强电场 2 如图1 6 5所示 匀强电场场强E 100 V m A B点相距10cm A B连线与电场线夹角为600 则UBA之值为 A 10 V B 10 V C 5 V D 5 V3 3 空气是不导电的 但是如果空气中的电场很强 使得气体分子中带 正 负电荷的微粒所 受的相反的静电力很大 以至于分子破碎 于是空气中出现了可以自由移动的电荷 空气 变成了导体 这个现象叫做空气的 击穿 已知空气的击穿场强为E 3000kv m 如果观 察到某次闪电的火花长约100m 发生此次闪电的电势差约为多少 图 1 6 5 课后练习 课后练习 1 下列静电学公式中 F q E U r和d分别表示电场力 电量 场强 电势差及距离 F k E k E U Ed 有关四个公式的下列说法中正确的是 q1q2 r2 Q r2 F q A 它们都只对点电荷或点电荷的电场成立 B 只对点电荷或点电荷电场成立 对任何电场都成立 C 只对点电荷成立 对任何电场都成立 只对匀强电场成立 D 只对点电荷成立 对任何电场都成立 2 正试探电荷在电场中沿某一电场线从A到B 此过程中可能出现的是 A 电场力的大小不断变化 电势能也变化 B 电场力的大小保持不变 电势能变化 C 电场力的大小保持不变 电势能不变化 D 电场力的大小不断变化 电势能不变化 3 如图所示是匀强电场中的一组等势面 每两个相邻等势面的距 离是25 cm 由此可确定电场强度的方向及大小为 A 竖直向下 E 0 4 N C B 水平向右 E 0 4 N C C 水平向左 E 40 N C D 水平向右 E 40 V m 4 如图1 5 17所示 相距10 mm的两等势面AA BB 其 间有一静止的油滴P 已知它的重量是1 6 10 14 N 所带的 电荷量是3 2 10 19 C 则下面判断正确的是 A A B UAB 100 V B A B UAB 75 V C A B UBA 500 V D A B UBA 1000 V 5 a b c d是匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形 的四个顶点 电场线与矩形所在平面平行 已知a点的电势 为20 V b点的电势为24 V d点的电势为4 V 如图所示 由 此可知c点的电势为 A 4 V B 8 V C 12 V D 24 V 6 如图所示 带正电q 质量为m的滑块 沿固定绝缘斜面匀速下 滑 现加一竖直向上的匀强电场 电场强度为E 且qE mg 以下 判断正确的是 C A 物体将沿斜面减速下滑 B 物体将沿斜面加速下滑 C 物体仍保持匀速下滑 D 仅当qE mg时 物体加速下滑 7 如图所示 A B两点相距10 cm E 100 V m AB与电场线方 向夹角 120 求A B两点间的电势差 图 1 5 17 8 如图所示 在电场强度为E 2 103V m的匀强电场中 有三点A M和B AM 4cm MB 3cm AB 5cm 且AM边平行于电场线 把一 电量q 2 10 9C的正电荷从B点移到M点 再从M点移动到A 点 电场力做功为多少 第二课时第二课时 学习目标 学习目标 1 理解电势差与电场强度的关系 2 掌握带电粒子与电场中加速和偏转的规律 3 通过类比的方法分析论证带电粒子在电场中运动的规律 4 通过理论推导和实验 说明示波器的工作原理 学习重点学习重点 带电粒子在电场中加速和偏转的规律 学习难点 学习难点 分析论证带电粒子在电场中加速和偏转的 规律 A B M E E U d 合作探究合作探究一 如图 真空中两极间电势差为U 距离为d 现有一质量为m 电荷量为q的正电荷 无初速 度的放入电场后 试讨论该电荷怎样运动 加速度是多少 不考虑重力的影响 变式问题 若电子从小孔射出后 垂直进入 某一匀强电场中 它会怎样运动 合作探究二合作探究二 电子束在示波管中的运动规律 1 实验 不加电压时 亮班的位置 偏转电极YY 加电压U 时 亮班的位置 1 给偏转电极YY 加与不加电压U 电子打在荧光屏上的位置为什么不同 2 若给YY 加不同的电压U 打在荧光屏上的亮斑位置一样吗 竖直偏移y 的大小与偏转 电压U是否会有必然的关系 怎样找出这个关系 3 若求竖直偏移y 你认为应首先将电子束的运动过程分为几个阶段 每个阶段的运动 特征怎样 如何分别进行处理 2 分析论证 师 通过观察你认为电子在在示波管中的运动可以分为几个阶段 U0 U 生 同位交流讨论 生答 1 电子在电子枪中的运动 加速 怎样求出射速度V0 2 电子在偏转电极中的运动 处理方法是什么 水平方向 x v l 竖直方向 a vy 偏移量 y 偏转角正切 tan 3 离开偏转电场后 匀速直线运动 偏移量 y y an 讨论 偏转量和偏转角跟带电粒子q m无关 只取决于 和 当堂检测 当堂检测 1 让一价氢离子 一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速 然 后在同一偏转电场里偏转 在通过加速电场时获得的动能是否相同 通过偏转电场时 它 们是否会分为三股 请说明理由 2 如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图 电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电 场 离开电场时的偏转量是h 两平行板间距离 为d 电势差U2 板长L 为了提高示波管的灵敏 度 每单位电压引起的偏转量h U2 可采用的方 法是 A 增大两板间电势差U2 B 尽可能使板长L短些 C 尽可能使板间距离d小一些 D 使加速电压U1升高一些 课后练习 课后练习 1 1 如图所示 质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强 电场中0点自由释放后 分别抵达B C两点 若AB BC 则 它们带电荷量之比q1 q2等于 A 1 2B 2 1 C 1 2D 2 1 2 如图所示 两块长均为L的平行金属板M N与水平面成 角放置在同一竖直平面 充电 后板间有匀强电场 一个质量为m 带电量为q的液滴沿垂直 于电场线方向射人电场 并沿虚线通过电场 下列判断中正 确的是 A 电场强度的大小E mgcos q B 电场强度的大小E mgtg q C 液滴离开电场时的动能增量为 mgLtg D 液滴离开电场时的动能增量为 mgLsin 4 如图所示 质量为m 电量为q的带电微粒 以初速度v0从A点 竖直向上射入水平方向 电场强度为E的匀强电场中 当微粒经 过B点时速率为VB 2V0 而方向与E同向 下列判断中正确的是 A A B两点间电势差为2mV02 q B A B两点间的高度差为V02 2g C 微粒在B点的电势能大于在A点的电势能 D 从A到B微粒作匀变速运动 5 5 一个带正电的微粒 从A点射入水平方向的匀强电场中 微粒 沿直线AB运动 如图 AB与电场线夹角 30 已知带电微粒 的质量m 1 0 10 7kg 电量q 1 0 10 10C A B相距L 20cm 取g 10m s2 结果保留二位有效数字 求 1 说明微粒在电场中运动的性质