高中物理 第1章 第6节示波器的奥秘课件 粤教版选修31 .ppt

第六节示波器的奥秘 精彩回眸 2 如图1 6 2所示是一个匀强电场的等势面 每两个相邻等势面相距2cm 由此可以确定电场强度的方向和数值是 a 竖直向下 e 100v mb 水平向左 e 100v mc 水平向左 e 200v md 水平向右 e 200v m 图1 6 2 知识梳理 匀加速 或匀减速 直线运动 二 带电粒子的偏转1 运动状态分析带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 受到恒定的与初速度方向成90 角的静电力作用而做 匀变速曲线运动 思考 带电粒子在电场中偏转的力学本质 运动学本质和能量本质区别是什么 答案 带电粒子在电场中受到静电力的作用 沿电场方向做匀加速直线运动 垂直电场方向做匀速直线运动 静电力对带电粒子做功的多少是电势能变化的度量 三 示波管示波器的工作原理并不神秘 只是带电粒子在示波管中的电场里加速和偏转问题 1 构造及功能 图1 6 3 图1 6 3 1 电子枪 发射并加速电子 2 偏转电极yy 使电子束竖直偏转 加信号电压 xx 使电子束水平偏转 加扫描电压 3 荧光屏 2 xx 作用 与上同理 如果只在偏转电极xx 上加电压 亮斑就在水平方向发生偏移 加上扫描电压 一周期内 信号电压也变化一周期 荧光屏将出现一完整的正弦图形 1 受力分析 因带电粒子 电子 质子 粒子 受到的重力远远小于电场力 所以讨论带电粒子在电场中运动的问题时忽略重力 而带电液滴 小球 尘埃则不可忽略重力 在分析这类问题时只需求电场力与重力的合力就可以了 质子带1个单位的正电荷 粒子为氦核 带2个单位的正电荷 质量大约为质子的4倍 带电粒子的加速 2 处理方法 可以从动力学和功能关系两个角度进行分析 其比较如下 特别提醒 1 对带电粒子进行受力分析 运动特点分析 力做功情况分析 是选择规律解题的关键 2 选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑 应用功能关系列式简单 方便 不易出错 例1 两块平行金属板a b之间的电压是80v 一个电子以6 0 106m s的速度从小孔c垂直a板进入电场 如图1 6 5 该电子能打在b板上吗 如果能打在b板上 它到达b板时的速度有多大 如果电源的电压变为120v 情况又会怎样 图1 6 5 题后反思点电荷在电场中做直线运动的分析方法与力学中的这类问题的处理方法相同 只是在受力分析时多一个电场力 对于基本粒子一般忽略其重力 若为匀强电场 既可用牛顿第二定律和运动学公式求解 又可用动能定理求解 若为非匀强电场 点电荷受到的电场力是变力 加速度是变量 只能用能量观点来求解 如图1 6 6所示 在点电荷 q的电场中有a b两点 将质子和 粒子分别从a点由静止释放到达b点时 它们的速度大小之比为多少 图1 6 6 如图1 6 7所示 设质量为m电荷量为q的带电粒子先经电压为u1的电场加速后 以初速度v0垂直于电场方向进入长为l1 间距为d 电压为u2的平行金属板m n间的匀强电场中 若不计粒子重力 则可求出下列物理量 带电粒子的偏转 图1 6 7 例2 如图1 6 8所示是示波管的原理示意图 电子从灯丝发射出来经电压为u1的电场加速后 通过加速极板a上的小孔o1射出 沿中心线o1o2进入mn间的偏转电场 o1o2与偏转电场方向垂直 偏转电场的电压为u2 经过偏转电场的右端p1点离开偏转电场 然后打在垂直o1o2放置的荧光屏上的p2点 已知平行金属极板mn间距离为d 极板长度为l 极板的右端与荧光屏之间的距离为l 不计电子之间的相互作用力及其所受的重力 且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计 2014年荆门期末 如图1 6 9所示是说明示波器工作原理的示意图 已知两平行板间的距离为d 板长为l 初速度为零的电子经电压为u1的电场加速 图1 6 9 后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场 设电子质量为m 电荷量为e 求 1 经电场加速后电子速度v的大小 2 要使电子离开偏转电场时的偏转量最大 两平行板间的电压u2应是多大 例3 如图1 6 10 a 所示 长为l 相距为d的两平行金属板加一交变电压 图中未画出电源 交变电压的变化规律如图1 6 10 b 所示 设u为正值时a板带正电 有一质量为m 带电荷量为 q的粒子以初速度v0从板中央水平射入电场