名思教育 第一章 第六节 示波器的奥秘.docVIP

学生姓名： 年级： 上课时间： 老师： 主 题 带电粒子在电场中的运动 教学目标 了解示波器的原理，掌握处理带电粒子在电场中运动的方法 教学重点 带电粒子在电场中的运动 教学难点 带点粒子的偏转问题 教学内容 ◎ 知识梳理 一、课本知识复习 1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速） 若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将 运动 （2）若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做 运动。(变速直线运动) 2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v0⊥ E，则带电粒子将在电场中做 运动。 3．示波管的原理 （1）示波器：用来观察 的电子仪器。其核心部分是示波管 （2）示波管的构造：由 、 和 组成（如图）。 （3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。 二、知识点回顾 1． 2．(/q WAB=UABq 3． （1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力； （2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力。 三、带电粒子在电场中的加速运动 如图，不计重力，分析粒子由A板运动到B板时的速度多大。 1． 由牛顿第二定律： 由运动学公式： 问：若初速度不为零，则表达式怎么样？ 问：上面的表达适用于匀强电场，若是非匀强电场呢？ 2． 由动能定理： 总结：动能定理只考虑始末状态，不涉及中间过程，使用起来比较方便简单。 四、带电粒子在电场中的偏转 如图所示，k级发射出电子，经过KS之间的加速电场加速后，进入AB的偏转电场，AB两板间的电压为U2，射出电场后将射到电子屏幕上。试分析电子的整个运动过程。 （1）电子穿越加速电场获得的速度设电子的质量为，电量为，经电压加速后速度为。由动能定理有 ， （2）电子穿越偏转电场的时间 电子以初速度平行于两正对的平行金属板从两板正中间射入后，在偏转电场中运动时间为，则 （3）电子穿越偏转电场时沿电场方向的加速度： 电子在偏转电场中运动时沿电场方向的加速度 （4）电子离开偏转电场时的侧移距离： 电子在偏转电场中运动时沿电场方向作初速度为0的做匀加速直线运动 （5）电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为： 电子离开电场时沿电场方向的速度为，则 （6）电子离开偏转电场时的偏角： 设飞出两板间时的速度方向与水平方向夹角为。则 （7）电子在屏幕上的偏移位移： 电子飞出电场以后将沿电子出场时速度方向做匀速直线运动，最后射到屏幕上。所以： 则 所以 【例1】如图所示，在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电小球，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则 A．带电粒子带负电； B．a、b两点间的电势差Uab=mgh/q; C．b点场强大于a点场强； D．a点场强大于b点场强. 【例】如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是 A．从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B．从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C．从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D．从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上 【例】如图所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，求： ①的大小； ②离子在偏转电场中运动时间； ③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F； ④离子在偏转电场中的加速度； ⑤离子在离开偏转电场时的横向速度； ⑥离子在离开偏转电场时的速度的大小； ⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y； ⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ 【例】三个电子在同一地点沿、同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断 A．b和c同时飞离电场 B．在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 C．进入电场时，c速度最大，a速度最小 D．c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大 【例】 【练习】如图，初速度为0的电子经电压U1加速后，垂直射入偏转电场，离开电场时的偏移量是Y，偏转板间距d，偏转电压为