05：示波器的奥秘.doc

第六节：示波器的奥秘示波器并不神秘.它的基本原理是带电粒子在电场力的作用下加速和偏转教学目标 知识与能力：1了解带电粒子在电场中的运动只受电场力，带电粒子做匀变速运动。2重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。3知道示波管的主要构造和工作原理。4渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。5培养综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。教学重点: 带电粒子在电场中的加速和偏转规律 教学难点: 带电粒子在电场中的偏转问题及应用。例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?+ + + + + + +- - - - - - -Eqmg分析：带电粒子处于静止状态，F0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。带电粒子的加速已知m、q、U、V0=0如何求带电粒子的末速度?带电粒子在匀强电场中加速法1：根据牛顿第二定律与运动学公式V0=0法2：根据动能定理W=qU=mv2/2得:幻灯片6带电粒子的加速课本的讨论与交流P21对于非匀强电场中,能否用qU=mv2/2来求带电粒子的运动速度?V0=0U练习：两个电荷的电量之比q1：q2=1：2，质量之比m1：m2=2：1，都只受电场力，在电场中某点A都由静止释放，运动到B点，求运动到B点的速度大小之比。答案：v1：v2=1：2带电粒子的偏转类平抛运动!A.如果带电粒子只受电场力B.初速方向与匀强电场方向垂直1.带电粒子在水平方向的受力及初速如何?2.带电粒子在竖直方向的受力及初速如何?3.带电粒子在水平及竖直方向的分运动情况如何?合运动又怎样?加速度又如何？带电粒子的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转为匀变速曲线运动带电粒子在初速方向做匀速直线运动，在垂直初速方向做初速为零的匀加速运动，合运动为类平抛运动。带电粒子的偏转1.若知两板长度为L及电荷初速V0,则电荷穿越电场的时间t=_2. 电荷穿越电场在竖直方向的位移y=_3. 电荷穿越电场时在竖直方向的分速度Vy=_4. 电荷穿越电场时合速度与水平方向的夹角tan=_如图所示，电子以速度V0沿垂直于电场线的方向，飞入偏转板间的匀强电场，然后离开电场，电子离开电场时偏离原方向的距离为h，两平行板间的距离是d，电势差是U，板长是L，如果电子的入射速度增加到2V0，则偏离原来方向的距离为A.4h B. h/2 C.2h D. h/4D如图所示，电子以速度V0沿垂直于电场线的方向，飞入偏转板间的匀强电场，然后离开电场，电子离开电场时速度与原方向的夹角为450，两平行板间的距离是d，电势差是U，板长是L，如果电子的入射速度增加到2V0，其它条件不变,则电子离开电场时速度与原方向的夹角为多少?tan=1/4=450三、示波管构造如果在偏转电极XX、YY上不加电压，电子如何运动？如果在偏转电极XX上不加电压，偏转电极YY上加电压电子又如何运动？示波管的用途l 可用来观察电信号随时间变化的情况，如振动、光、温度等的变化可以通过传感器转化成电信号的变化，然后再用示波器来研究。那么示波管的工作原理是怎样的呢？ 它的工作原理是：带电粒子在电场 中的加速和偏转的问题。小结两类题目的分析处理方法：一、粒子运动方向与电场力方向在同一直线上时，利用：动能定理 和电场力做功。二、带电粒子以速度 垂直于电场线方向飞入匀强电场 时，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识求解。l 是否考虑带电粒子或物体的重力要根据具体情况而定，一般说来：l （1）基本粒子：如电子、质子、a粒子、离子等带电粒子除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）。l （2）带电颗粒：如液谪、油滴、尘埃、小球、微粒等，除有说明或有明确的暗示外，一般都不能忽略重力。课堂练习l 1、一束电子流在经 U=5000v的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场 ，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长L=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？1、 解(1)在加速过程，由动能定理得： (2) 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向做匀速运动：(3)在垂直于板面的方向做匀加速运动，加速度为：侧移：电子能飞出的条件为解（1）（5）式可得：即要使电子能飞出，所加最大电压为400v幻灯片18质子（电量为+e，质量为m），和粒子（电量为+2e，质量为4m），都只受电场力，以相同初速度沿垂直于电场线的方向，飞入同一匀强电场，然后离开电场，求它们离开电场时偏离原方向的距离之比质子