《高中物理教学资料》带电粒子在电场中的运动-示波管.pptxVIP

1.9 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动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带电粒子在匀强电场中受力情况：受到恒定的电场力运动情况： 做匀变速运动E1（加速电压）一. 带电粒子在电场中的加速用动能定理分析用牛顿运动定律分析U_q+Fm d带电粒子的加速1、受力分析: 水平向右的电场力 F＝Eq=qU/d2、运动分析:初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。解法一　运用运动学知识求解解法二　运用能量知识求解粒子加速后的速度只与加速电压有关+ + + + + + + + + +- - - - - - - - l二. 带电粒子在电场中的偏转dv0q、mU+ + + + + + + + + + +++- - - - - - - - - - - l二. 带电粒子在电场中的偏转dv0侧移q、myv0UFθvvy偏转角试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动　Y qdU+ y+++++x方向：匀速直线运动Y方向：加速度为 的匀加速直线运动。F v0Y′ Lvy v v0θ vvy------v01.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力F＝Eq=qU/d。2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。3. x方向 4. y方向 5、离开电场时的偏转角度的正切：tanθ=vyv_+φv0++++++y-qU2mU1 Lv0------三、 加速和偏转vyv+φ-v0y++++++-qU2mU1 Lv0------思考题 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。答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。 粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。四、示波管的原理（1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管（2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。（3）原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。四、示波管的原理使电子沿x方向偏移锯齿形扫描电压产生高速飞行的电子束使电子沿Y方向偏移待显示的电压信号原理：已知：U1、l、YY?偏转电极的电压U2、板间距d 、 板端到荧光屏的距离L。求：电子射出偏转电场时的偏向角正切值tanφ及打到屏上电子的偏移量y?。偏移量与YY?偏转电极的电压U2成正比四、示波器的原理1）、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿Y方向向上偏移四、示波器的原理2）、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y’的电势比Y高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿Y方向向下偏移四、示波器的原理3）、如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿X方向向里偏移四、示波器的原理4）、如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X’的电势比X高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿X方向向外偏移四、示波器的原理5）、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？0tt1电子沿Y方向向上偏移四、示波器的原理6）、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？t1tt2电子沿Y方向向下偏移四、示波器的原理7）、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？0tt1电子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏四、示波器的原理8）、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？t1tt2电子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏四、示波器的原理8）、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在