广东省广州市高中物理 第一章 电场 第六节 示波器的奥秘课件 粤教版选修31.ppt

第六节 示波器的原理 带电粒子在电场中的加速 1 如图所示 在真空中有一对平行金属板 极板间的距离为d 两板间加以电压u 靠近正极板有一个质量为m带正电荷q的带电粒子 它在电场力的作用下 由静止开始从正极板向负极板运动 求到达负极板时的速度 忽略粒子重力 请用两种方法 一 带电粒子在电场中的加速原理 一 带电粒子在电场中的加速原理 2若上题中带电粒子具有水平向右的初速度vo 则到达b板时速度多大 vo 如图 带负电的小球静止在水平放置的带电平行板间 距下板h 板间电压u1 如果两板间电势差减为u2 则小球运动到极板上需要多长时间 板间距离为d 典型情景 h 二 典型例题 例题1 实验表明 炽热的金属丝可以发射电子 在炽热金属丝和金属板间加以电压u 2500v 如图 从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后 从金属板的小孔穿出 电子穿出后的速度有多大 设电子刚从金属丝射出时的速度为零 电子质量m约0 9 10 30kg 电子的电荷量e 1 6 10 19c 二 典型例题 例题2 下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为u的电场后 哪种粒子的速率最大 a 质子b 氘核c 粒子d 钠离子 三 变式练习 变式练习1 如下图所示 两平行金属板间的距离为d 两板间的电压为u 今有一电子从两板间的o点沿着垂直于板的方向射出沿水平方向到达a点时速度为零 若oa距离为h 则此电子具有的初动能是 a edh ub edhuc ue dh d ehu d 三 变式练习 2 如图 带正电的电荷量为q 质量为m的滑块 沿固定绝缘斜面匀速下滑 现加一个竖直向上的匀强电场 电场强度为e 且qe mg 以下判断正确的是 a 物体将沿斜面减速下滑b 物体将沿斜面加速下滑c 物体仍保持匀速下滑d 仅当qe mg时 物体继续保持匀速下滑 e 2 带电粒子的偏转 带电粒子作类平抛运动 在平行于极板的方向做匀速直线运动 在垂直于极板的方向做初速为零的匀加速直线运动 1 侧向位移 偏移量 2 偏向角 3 侧向位移与偏向角 4 侧向速度 示波管的构造及功能 1 电子枪 发射并加速电子 2 竖直偏转电极 使电子束竖直偏转 加信号电压 3 水平偏转电极 使电子束水平偏转 加扫描电压 4 荧光屏 显示图象 如图所示 电子在电势差为u1的加速电场中由静止开始运动 然后射入电势差为u2的两块平行金属板间的电场中 方向与极板平行 整个装置处在真空中 重力可忽略不计 在满足电子能射出平行板区的条件下 下述四种情况中 一定能使电子偏转角增大的是 a u1变大 u2变大b u1变小 u2变大c u1变大 u2变小d u1变小 u2变小 典型例题 带电粒子在匀强电场中的偏转 例0 如图所示 真空中水平放置的两个相同极板y和y 长为l 相距d 在两板间加上可调偏转电压 一束质量为m 带电量为 q的粒子 不计重力 从两板左侧中点a以初速度v0沿水平方向射入电场且恰好能穿出 求偏转电压u 例1 一束电子流经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 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 一 典型例题 临界电压 2 如图所示 真空中水平放置的两个相同极板y和y 长为l 相距d 足够大的竖直屏与两板右侧相距b 在两板间加上可调偏转电压u 一束质量为m 带电量为 q的粒子 不计重力 从两板左侧中点a以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出 1 求两板间所加偏转电压u的范围 2 求粒子可能到达屏上区域的长度 三 有接收屏的临界问题 例2 一带电粒子以竖直向上的初速度v自a点进入场强为e 方向水平向右的匀强电