探究电子束在示波管中运动.ppt

2、5 探究电子束在示波管中的运动 示波管的原理图 １、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速 A B U d E + F v 由牛顿第二定律： 由运动学公式：vt2-v02=2as 初速度不为零呢？ 只适用于匀强电场 2、动能定理： A B U d E + v 也适用于非匀强电场 一、带电粒子在电场中的加速 初速度不为零呢？ l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m 二、带电粒子在电场中的偏转 l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U/ v0 q、m F + v v0 vy y θ 偏转角 侧移 二、带电粒子在电场中的偏转 类平抛运动 二、带电粒子在电场中的偏转 平行E的方向： 垂直E的方向：做匀速直线运动 加速度： 垂直E方向： 合速度： 速度偏向角 偏转位移： + + + + + + - - - - - - φ v v0 vy + _ U U/ v0 L -q m 三、 加速和偏转一体 y 四、带电粒子离开电场后的运动 + L L/ U U/ θ y / =? 类平抛运动中，逆着出射方向看， 粒子好像从初速度所在直线沿直线中点射出。 试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离开电场的。 例与练 θ x 五、示波管的原理 产生高速飞行的电子束 待显示的电压信号 锯齿形扫描电压 使电子沿Y方向偏移 使电子沿x方向偏移 一、带电粒子加速 二、带电粒子偏转 动力学角度分析-匀强电场 做功和能量的角度分析-任意电场 类平抛运动的分析方法 小结： 一.带电粒子的运动轨迹分析 1.如图所示.虚线表示真空中有一点电荷Q的电场中的两个等势面,实线表示一个带负电荷q的运动轨迹,不考虑粒子重力,试判断: (1)Q带什么电. (2)A,B,C点电势大小关系 (3)该粒子在A,B,C三点动能的大小关系 (4)该粒子在A,B,C三点电势能的大小关系 Q A B C v 2.如图所示,实线表示某一电场的电场线,在电场力作用下一带电粒子(不计重力),经A点飞向B点,轨迹如图中虚线所示.试判断: (1)粒子带什么电? (2)粒子在_______点,加速度较大. (3)粒子在_______点,动能较大. (4)粒子在_______点,电势能较大. (5)粒子在_______点,电势较高. A B 曲线运动的轨迹夹在力与速度之间 一.带电粒子的运动轨迹分析 二.带电粒子在匀强电场中的平衡 1.平行电极板水平放置,如图所示,有一质量为m的带电油滴,放在两极板之间恰好保持静止,已知两极板电势差为U,间距为d.则: A.油滴带正电,电量为mgU/d B.油滴带正电,电量为mgd/U C.油滴带负电,电量为mgd/U D.油滴带负电,电量为mgU/d C 2.如图所示,平行板间形成匀强电场,板间距为d,一带负电的粒子从上板边缘射入,沿直线从下板边缘射出,粒子质量为m,电量为q,下列说法正确的是: A.粒子加速度为零. B.粒子的电势能减少了mgd C.两极板间的电势差为mgd/q D.M板比N板电势高 M N v ACD 三.带电粒子在电场中的加速运动 1.一质量为m,所带电荷量为-q的粒子以速度v0射入两带电平行极板间,如图所示,已知两极板间的电势差为U,距离为d,不计重力,则粒子穿出电场时的速度为: m -q v0 d + - 思考:若粒子从正极板水平射入电场,v0为多大时,粒子恰好到达负极板? D 2、如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B板时速度为v,若充完电后断开电源，则 A.当增大两极板间距时,v增大 B.当减小两极板间距时,v增大 C.当减小两极板正对面积时,v不变 D.当增大两极板间距时,电子在两极板间运动的时间增大 A B AD 四.带电粒子在匀强电场中的偏转 y θ U1 ＋ - v O v0 U2 ＋ - L d Y S 类平抛运动 1、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,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 BCD 2、如图，质量为m、电量为e的电子，从A点以速度v0垂直场强方向射入匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成120o角，问A、B两点间的电势差是多少？ v0 120o v A B 3.如图所示,两